CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA DO PAPEL E CELULOSE ATRAVÉS DA IMPLEMENTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS DE AVANÇADO CONTROLE AUTOM ÁTICO AVANÇADO Apresentador: Manuel J. S. Zamorano
APRESENTAÇÃO
Manuel Manu el Za Zamo mora rano no eng engenh enheir eiro o eletr eletrônico com com expe experi riência de mais de 30 anos em pro proces cessos sos indu indus stria triais is,, princ rincip ipa alme lmente nte na área de papel e celulose, com atuação em importantes empresas multinacionais, tendo desenvolvido ativ ativida idade des s prof profiss ission ionai ais s em vários países. Entre Entr e a expe peri riência acumul acumulada ada está o proj projet eto o de au auto toma mati tiza zação de proce rocess sso os e o design de diversos sistemas e equipamentos de tipo mecatrônicos, voltados prin princi cipa palm lmen ente te pa para ra a área da termo termodi din nâmica ap apli lica cada da,, como como sist sistem emas as de vapo vaporr e sist siste ema mas s para ara a recu recup pera eração de calo calore res s resi residu duai ais. s. Manuel Manu el Za Zamo mora rano no pres presta ta serv serviiços de consultoria em sistemas térmicos e de con contro trole autom utomático para diversos segmentos industriais e hoje está com requ requer erim imen ento to de pa pate tent nte e an ante te o INPI INPI po porr vários equipamentos.
APRESENTAÇÃO
Manuel Manu el Za Zamo mora rano no eng engenh enheir eiro o eletr eletrônico com com expe experi riência de mais de 30 anos em pro proces cessos sos indu indus stria triais is,, princ rincip ipa alme lmente nte na área de papel e celulose, com atuação em importantes empresas multinacionais, tendo desenvolvido ativ ativida idade des s prof profiss ission ionai ais s em vários países. Entre Entr e a expe peri riência acumul acumulada ada está o proj projet eto o de au auto toma mati tiza zação de proce rocess sso os e o design de diversos sistemas e equipamentos de tipo mecatrônicos, voltados prin princi cipa palm lmen ente te pa para ra a área da termo termodi din nâmica ap apli lica cada da,, como como sist sistem emas as de vapo vaporr e sist siste ema mas s para ara a recu recup pera eração de calo calore res s resi residu duai ais. s. Manuel Manu el Za Zamo mora rano no pres presta ta serv serviiços de consultoria em sistemas térmicos e de con contro trole autom utomático para diversos segmentos industriais e hoje está com requ requer erim imen ento to de pa pate tent nte e an ante te o INPI INPI po porr vários equipamentos.
AGRADECIMENTOS
Esta apresentação foi possível graça aos dados conseguidos junto às seguintes organizações:
ABTCP Associação Brasileira Técnica de Celulose e Papel APPITA (technical association for the Australian and New Zealand pulp and paper industry)
PAPTAC (Pulp & Paper Technical Technical Association of Canada) TAPPI (US Technical Technical Association of the Pulp & Paper Industry). Organização da qual este apresentador é membro.
Os meus sinceros agradecimentos a todos eles.
INTRODUÇÃO
Nos dias de hoje num mercado globalizado a concorrência se tornou extremadamente acirrada. Isto faz com que o industrial da área de Papel e Celulose, tenha que implantar efetivos métodos de produção, de forma de diminuir os custos dos mesmos ao máximo, para assim se tornar competitivo, isto não só é válido para o Brasil mas também se aplica a nível global. A eficiência na produção se consegue com a implantação de afinados métodos de fabricação, modernos equipamentos e modernos estratégias de controle automático. No que diz respeito ao controle automático, não mais é rentável pensar na implantação só do controle clássico regulatório, mas sim de modernas e complexas estratégias de controle avançado. Isto sim da grandes retornos a quem os implanta. A regra é clara, quem se resiste a entrar na modernidade tende a amargar maus resultados com seu negocio, num futuro muito próximo. Temos que lembrar que no Brasil, as reservas de mercado, já faz muitos anos que terminaram!
APLICAÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA DO PAPEL E CELULOSE A indústria do Papel e Celulose é uma das 6 maiores consumidoras de energia a nível do Brasil e mundial. A energia gasta no processo produtivo papeleiro, representa quase que o 35% do custo total de produção. O consumo de energia espec ífica nas máquinas de papel no Brasil é muito alto na maioria das empresas, se comparado com países do “primeiro mundo”. Devem ser feito esforços para melhorar este quadro, o qual é possível com a implementação de modernos equipamentos e estratégias avançadas de controle automático. O controle de processo avançado (em inglês, advanced process control, APC) é uma das opções mais indicadas para reduzir, não só o consumo específico de energia mas também a variabilidade do processo, que conduz à fabricação de produtos de melhor qualidade, com economia considerável de matéria prima e insumos químicos.
A INDÚSTRIA DO PAPEL E CELULOSE: O PROCESSO PRODUTIVO
A INDÚSTRIA DO PAPEL E CELULOSE: O PROCESSO PRODUTIVO Representação esquemática do processo produtivo
O produto final “papel” depende da operacionalidade de vários processos individuais, mas inter-relacionados
DESAFIOS NA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE
Características típicas deste setor industrial: Indústria de grande capital – Precisa de grandes investimentos. Indústria de uso extensivo de energia – A maioria das opera ções tem grande utilização de energia. Indústria poluidora do meio ambiente – Grande quantidade de poluentes potenciais de solo, água e ar. Características do processo:
Processo longo e complexo – muitas unidades de operação.
Grandes tempos de atraso entre os processos.
Composição da matéria prima incerta muito variada.
Operações interdependentes.
Interações das variáveis em todas as operações.
OS OBJETIVOS DA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE
Redução do consumo específico de matéria prima, energia, insumos químicos e água.
Redução dos custos de produção.
Redução da variabilidade do processo produtivo.
Redução dos desperdícios.
Maximização da utilização de seu parque industrial instalado.
Cumprir com as normas que regulam o meio ambiente.
Conseguir o conhecimento completo do seu processo.
CONSUMO DE ENERGIA NA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE Vapor: 8.00 tons/ton de papel terminado no primeiro mundo Polpagem lavagem Branqueamento Evaporação LN Caldeira recuperação Recalcificação e forno cal Máquina de papel Máquina secadora celulose Outros
Vapor:11.8 tons/ton de papel terminado no Brasil
CONSUMO DE ENERGIA NA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE Energia elétrica: 1300 KWh/ton de papel terminado, no primeiro mundo Picagem Digestores Lavagem e peneragem Branqueamento Recuperação (evap+ cald. recup, recalcificação) Caldeiras Tratamento de águas Preparação de massas+ máquina de papel Tratamento de efluentes Iluminação oficinas outros
Energia elétrica: 1470 KWh/ton de papel terminado, no Brasil
CONTROLE AVAN ÇADO DE PROCESSO
APC
SOLUÇÕES DE AUTOMAÇÃO DE PLANTA: HIERARQUIA, DIVERSOS NÍVEIS DO CONTROLE AUTOMÁTICO Integração a ERP (Enterprise resources planning)
Nível 3 – MES (Manufacturing execution system)
Controle de Otimização
Nível 2 Controle Supervisório
Nível 1- Controle básico Regulatório
Nível 0 - Sensores e Atuadores
o ã ç a m o t u a a d a i u q r a r e i H
A POSIÇÃO DOS APC NA HIERARQUIA DA AUTOMAÇÃO
Simulação, Monitoramento e Diagnósticos (Toda planta)
Supervisório Controle multi-malhas (Otimização) Cascata Controle indireto (Variável única) Malha Controle local (Variável única)
Nível DCS/PLC
CONTROLE AVAN ÇADO DE PROCESSO: UM POUCO DE HISTORIA
O controle avançado de processos APC foi desenvolvido primeiramente para aplicação na área petroquímica.
Os primeiros desenvolvimentos remontam ao ano de 1970.
É uma técnica relativamente nova no setor de Papel e Celulose, sendo que as primeiras aplicações no “primeiro mundo” foram implantadas no começo da década de 90.
Até os dias de hoje existe mais de 10.000 aplicações instaladas no mundo, maiormente na área petroquímica 65%, celulose -papel representa ~5% deste total.
O QUE É APC ? É o nome genérico dado a uma serie de estratégias avançadas de controle de processos industriais.
MPC, CMPC, Expert Systems, Fuzzy Logic, DMC, SPC e Advanced Regulatory Control, são todos estratégias APC.
CMPC: Cascade Model Predictive Control MPC: Model Predictive Control DMC: Dynamic Matrix Control SPC: Statistical Process Control
O QUE É APC ? CONT... É uma estratégia de controle de processos para:
Solucionar os pontos fracos do tradicional sistema de controle tipo single-loop (n ível-1, ou regulatório) como:
− A interação de multivariáveis. − Os gargalos ou restri ções da planta. − Os tempos mortos. − Os atrasos nas medidas de tempo real.
A maximização do despenho do processo ‘sem a adição de novos equipamentos’
Tomar controle da planta, comandando o sistema de controle de n ível -1 (regulat ório).
É uma solução de Software que: Comunica com o n ível-1. Contém algoritmos de controle muito complexos que permite: −
A modelagem do processo.
−
A otimização dos próprios algoritmos.
−
O desenvolvimento de sensores virtuais (soft sensors).
APC não requer de hardware adicional a aquele já instalado no processo.
CONTROLE AVAN ÇADO DE PROCESSO: RAZÕES PARA O SUCESSO
Maneja processos complexos de multivariavéis em forma natural.
Permite um controle otimizado para restrições ou gargalos específicos no processo produtivo: − Os ganhos são conseguidos operando próximo ou nos gargalhos. − Por exemplo, porquê operar o nível de um tanque, num determinado set -point (como no PID) quando o que se quer e o fluído esteja disponível desde um mínimo possível ate um máximo.
A habilidade que tem de otimizar os set-points.
A habilidade que tem para tratar com tempos de retardo prolongados.
CONTROLE AVAN ÇADO DE PROCESSO: OS BENEFICIO NO PROCESSO PRODUTIVO
Aumento da transformação (matéria prima => produto).
Aumento da recuperação de matéria prima e insumos.
Diminuição do consumo de energia.
Diminuição dos produtos fora de especificação.
Redução das perturbações a outros processos interligados.
Redução da mão de obra operacional.
Aumento da flexibilidade da planta.
O QUE O APC OFERECE? Enxergar o processo completo como uma entidade única a ser controlada
Usando a modelagem do processo (conhecimento).
A modelagem captura a interação entre as multivariáveis.
Controlar ‘o agora e o futuro ’
‘
’
Usando o poder preditivo dos modelos.
Otimizar o desempenho
Alcançando o balanço entre a transformação e a qualidade.
Lidando com os gargalhos.
Reduzindo a variabilidade em operação.
Facilitar ao controle preditivo (feedforward)
Sensores soft ’ (ou virtuais) podem ser utilizados para estimar importantes variáveis que não podem ser medidas. ‘
SENSORES SOFT: MEDEM O QUE N ÃO PODE SER MEDIDO
Sensores soft
Senso soft é a predição das variáveis de saída utilizando valores e históricos das variáveis de entrada - saída num horizonte predefinido.
Os sensores soft contem um mecanismo para incorporar correções periódicas no valor predito.
– Disponibilidade para medições off -line. – Possibilidade de adaptação dos parâmetros do sensor para melhorias do desempenho.
Crucial para situações onde a freqüência do controle é maior que a freqüência das medições.
ESTRATÉGIAS APC ESTABILIZAM E OTIMIZAM
105 Limite de especificação 100 % e t i m i L
95
90 Desviações padrão reduzidas
85
80
Antes do APC
APC On line
Objetivo para cima
CONTROLE AVAN ÇADO DE PROCESSO APC: ALGUMAS CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES
Precisa construir primeiro um modelo de processo de multivariáveis: O modelo descreve como cada entrada afeta todas as saídas.
Há um modelo para cada produção.
Pode mostrar gargalhos em cada entrada e saída.
APC inclui a otimização que determina set -points otimizados de objetivos com os gargalhos espec íficos.
MATRIZ DE CAUSA E EFEITO: NA RESPOSTA A UM PULSO
Saídas (Efeitos) Variáveis controladas (CV) Entradas (causas)
Variáveis manipuladas (MV)
− Precisa determinar que variável tem de ser incluída no controlador. − As MV são normalmente set points das malhas PID. − Deve-se escolher a ordem do modelo, tipo e comprimento dos retardos.
Variáveis preditas (PV)
− Que elementos são zero?
O MPC UMA ESTRATÉGIA DE CONTROLE AVANÇADO
O objetivo do controle avançado MPC (Model Predictive Control) é executar cálculos que permitam fazer uma seqüência de saídas de controle das variáveis CV de maneira a seguir uma predição dada pela modelagem do processo para levar as MV ao valor de setpoint numa forma otimizada.
Os cálculos do controle são baseados nas medidas atuais das variáveis do processo e na predição dos valores futuros das variáveis de saída.
As predições são realizadas baseadas em modelos dinâmicos do processo
Os algoritmos de controle utilizam uma técnica chamada de Receding Horizon Approach – isto é uma seqüência de saídas de controle M que são calculados a cada intervalo de execução, mas onde só o primeiro movimento e realmente implementado Set-point (Objetivo) Passado
Futuro
Horizonte de controle M Movimento de controle u
Horizonte predito P
O QUE É MPC ?
A estratégia MPC O MPC é um método baseado em controle ótimo, isto é, que seleciona as entradas de controle de forma a minimizar uma função objetivo. O cálculo da função objetivo baseia -se tanto em valores atuais de saídas do processo quanto em valores preditos por um MODELO EXPLÍCITO do processo. Por ser implementado em sistemas digitais, a abordagem é discreta no tempo
Arquitetura do sistema
CONTROLE AVAN ÇADO DE PROCESSO: MPC A ESTRATÉGIA MAIS UTILIZADA DENTRO DOS APC
Os blocos
Os algoritmos
OPORTUNIDADES DE OTIMIZA ÇÃO NO SETOR DE PAPEL E CELULOSE COM APC
OTIMIZAÇÃO NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE
Soluções APC nas seguintes áreas produtivas:
Digestores (bateladas e contínuos) Seção de recuperação − Caldeira de recuperação − Forno de cal − Evaporação licor
Re-calcificação Lavagem Máquina de papel Caldeiras
OTIMIZAÇÃO NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE: BENEFÍCIOS COMA IMPLANTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS APC ÁREA CELULOSE Polpagem lavagem
Planta de refugos
Aumento do ganho
Menos madeira, químicos e vapor ou aumento da produção
Diminuicao dos residuos
Menor custo com químicos, menor custo na recuperação
Controle da lavagem
Menor custo com químicos e perdas, menor custo na recuperação
Qualidade consistente
Melhor corrida na máquina de papel
Programação dinâmica
Diminuição das paradas e perdas de produção
Recuperação / recaustificação Controle da evaporação
Conteúdo sólidos mais consistente, redução na queima de gás
Programação parada evaporador
Menor consumo vapor, aumento da transformação
Otimizacao da sopragem
Menor consumo vapor, maior geração de vapor
Otimizacao forno cal
Menor consumo gás
Otimizacao hidrapulper
Aumento da saída
Melhoria do controle de toda a Menor tempo parada, menor unidade derramamento
Caldeiras Co-geração
Diminuição energia elétrica comprada
Distribuição cargas
Minimiza a máxima demanda
Controle vapor distribuidor
Diminui custo energia
Otimizacao caldeira/turbina
Diminui custo energia
Controle excesso O2
Diminui custo energia
OTIMIZAÇÃO NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE: BENEFÍCIOS COMA IMPLANTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS APC CONT... ÁREA MÁQUINAS DE PAPEL Máquina de papel Troca de tipo papel
Redução de quebras, aumento produção
Controle consistencia massa
Redução variabilidade produto
Controle refinação
Redução consumo energia, freeness mais consistente
Otimização velocidade máquina
Aumento a transformação
Controles transversais
Aumento produção, diminuição consumo fibra
Controle retenção
Redução custo químicos
Adição aditivos
Redução custo químicos
Drenagem
Redução consumo energia, redução consumo químicos, aumenta a transformação
Controle umidade adaptativo
Aumenta a transformação, redução consumo fibras
Controle propriedades físicas
Redução consumo fibra, reduze consumo químicos e energia
Controle floculação
Redução variabilidade, menos quebras, melhora formação e resistência
O QUE O APC OFERECE? As melhorias atingíveis com APC depende das condições de processo. Grandes benefícios podem ser conseguidos quando o processo é complexo, quando apresenta muita variabilidade, quando não é uniforme. Benefícios
Alta taxa de transformação: sem agregar novos equipamentos. Típico aumento de 5-12%.
Minimização do consumo de energia: Redução de energia/ consumo combustível. Típico 5-10% de redução.
Redução de matéria prima: Redução típica de fibra e aditivos entre 5 -10% .
Qualidade consistente: Melhoria na qualidade do produto. Redução típica da variabilidade entre 40-80%
Redução de produções fora de especificação durante troca de fabricação: típico entre 10-20%
Operação mais suave
Alta disponibilidade da planta (redução de paradas)
Menor custo de produção
ALGUNS EXEMPLOS DE OPORTUNIDADES DE REDU ÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NO SETOR DE CELULOSE COM APC
CELULOSE, SECÇÃO DE DIGESTORES: COM ESTRATÉGIAS DE CONTROLE MPC DIGESTORES
Necessidades e desafios: Reduzir a variação de Kappa.
Estabilizar o processo. Ter uma melhor visão e controle do processo.
Resultados: Redução da variabilidade de 50% a 85%. Aumento da produção.
Melhor qualidade. Melhorias na operação de lavagem. Menor custo químico na secção de branqueamento. Menor necessidade de manutenção. Operação mais uniforme.
CELULOSE, SECÇÃO DE BRANQUEAMENTO: COM ESTRATÉGIAS DE CONTROLE MPC Necessidades e desafios: Operar os estágios com o menor pH possível para minimizar o consumo cáustico. Manter configurações otimizadas de pH nos estágios para minimizar o consumo
de ClO2 ou H2O2. Otimizar o controle de Alvura nos estágios para manter as especificações do produto evitando excessos de branqueamento e consumo de ClO2 ou H2O2.
Resultados: Redução da variabilidade de 50% a 80%. Redução do uso de produtos químicos gerando
mais lucros. Obtenção de um controle preciso de Alvura e pH. Em controle automático mesmo durante mudanças de produto ou produção. Operação mais estável.
CELULOSE, SECÇÃO DE RECUPERAÇÃO: COM ESTRATÉGIAS DE CONTROLE MPC
Necessidades e desafios:
Melhorar a economia de vapor. Maximize a taxa de transferência de calor. Reduzir a variabilidade na concentração do LN. Assegurar uma consistente concentração do LN. Recuperar máxima quantidade de NaOH. Diminuir paradas por limpeza dos trocadores de calor. Diminuir a tendência ao scaling que reduz a transferência de calor nos evaporadores de LN.
SOLUÇÕES APC PARA O FORNO DE CAL Desafios:
Aumentar a produtividade.
Aumentar o uso de combustíveis alternativos.
Reduzir em forma significativa e consistente os custos de operação.
Criar uma cultura de continuas melhorias.
Resultados conseguidos
Aumento da produtividade, até 4.5% aumento real produção.
- Atingindo um tempo de produção tão alto quanto 90%.
- Menor tempo de forno devido alta temperatura. Aumento do uso de combustíveis alternativos (biomassa metanol, tall oil).
Redução das emissões de SOx e NOx.
- Melhor controle de temperatura.
Melhoria do controle de cal livre (CaO).
SOLUÇÕES APC PARA O FORNO DE CAL CONT...
Resultados típicos com APC do tipo MPC Benefícios econômicos Destaques das melhorias Redução da variabilidade:
− − − −
Redução da energia específica, típico 8.5% significa grande economia de combustível.
O aumento taxa de transferência energética do forno típico 22% e a melhoria da qualidade do carbonato de cálcio (CaCo3) típico 25%, resulta em grandes economias anuais na compra do cal bruto.
Redução de energia e químicos utilizados no licor de cozimento.
Temperatura do lado quente - 86%. Temperatura do lado frio - 82%. Excesso oxigênio- 90%. Energia específica- 90%.
OPORTUNIDADES DE REDU ÇÃO DE ENERGIA EM M ÁQUINA DE PAPEL COM APC
ESPECÍFICOS FABRICAÇÃO DE PAPEL
Papéis kraft e liner, valores médios Brasil Vapor:
1.8 – 3,2 Ton vap / Ton papel
“
Vapor:
Primeiro mundo”
1.5 - 1.9 Ton vap / Ton papel
Eletricidade: 420 - 550 kWh / Ton papel
Eletricidade: 350 - 480 kWh / Ton papel
Água fresca: 8 - 15 M3 / Ton papel
Água fresca: 2 - 8 M3 / Ton papel
CONSUMO DE ENERGIA NA IND ÚSTRIA DO PAPEL NO BRASIL
A indústria do papel e celulose é uma alta consumidora de energia
Consumo de energia por tipo de papel no Brasil Embalagem: 3 – 4.2 MWhr/ ton
A grande maioria dos processos da indústria do papel e celulose que hoje operam foram projetados quando a energia era barata.
Mais de 250 máquinas operam hoje no Brasil
Cada máquina custa algumas dezenas de milhões de dólares; Não é fácil trocar tecnologia em forma rápida.
Jornal: 3.5 – 4.5 MWhr/ton Tissue: 6 – 8.5 MWhr/ton Papéis finos: 5 – 10 MWhr/ton Papéis especiais até 25 MWhr/ton
Consumo de energia por tipo de papel media “primeiro mundo” Embalagem: 2 – 3 MWhr/ ton Jornal: 3 – 4 MWhr/ton
Nos últimos anos varias máquinas de papel foram desativadas por terem altos custos de produção o mesmo tem acontecido na Europa e US.
Tissue: 4 – 7.5 MWhr/ton Papéis finos: 4 – 8 MWhr/ton Papéis especiais até 20 MWhr/ton
P&ID DE UMA SECÇÃO DE SECAGEM COM APC
RESUMO
Uso de energia em máquina de papel
O processo da máquina de papel e do tipo de multivariável.
Possível melhoria do desempenho da máquina de papel com APC do tipo MPC : − Melhoria na estabilidade => na corrida ↑, na produção ↑, no requerimento de energia ↓ − Redução nas variações no sentido máquina de gramatura e umidade. − Melhoria no controle de tom (papéis brancos e coloridos). − Redução do tempo de trocas de fabricação: mais produção, menos quebra. − Redução da energia gasta: otimizando drenagem e vapor nas secarias. − Melhorias nas secarias: melhora na eficiência e redução da energia utilizada, controle da umidade mais estável.
AS M ÁQUINAS DE PAPEL APRESENTAM UM PROCESSO DE MULTIVARI ÁVEIS
Preparação de massas
Gramatura
Massas e aditivos
Umidade
Refinação
Espessura
Taxa uso refugo
Brilho
Consistência massa
Cor
Aditivos retenção
Opacidade
Fluxo massa
Máquina de Papel
Porosidade
Controle caixa entrada
Formação
Velocidade tela
Retenção
Vácuo mesa
Conteúdo cinzas
Recuperação fibra
Resistência
Vapor usado secagem
Produção
Recuperação condensado
Uso energia
REQUERIMENTOS DO SISTEMA DE CONTROLE PARA REDUZIR O CONSUMO DE ENERGIA NA M ÁQUINA DE PAPEL Para ter um desenvolvimento exitoso na redução do consumo de energia na fabricação do papel, precisa se fazer um uso coordenado e coerente de um universo de variáveis de todas as áreas do processo produtivo:
Refinação da massa.
Caixa de entrada.
Desaguamento que inclui:
− Taxa de uso dos químicos de apoio ao desaguamento. − Vácuo correto dimensionamento dos elementos envolvidos.
Parâmetros de prensa (normalmente não utilizados em tempo real)
Secagem otimização de: pressões, pressões diferenciais, temperaturas e taxas de recuperação de condensado (normalmente não utilizado no controle do processo)
Como a máquina de papel apresenta um quadro de multivariáveis e não de simples variáveis que sejam controladas apenas por malas PID. Como muitas destas variáveis tem de ter ranges fixos de operação. Há então oportunidades de otimizar a operação destas máquinas com:
Controle avançado do processo que possui ferramentas que permitem fazer todas as correções em tempo real.
CONTROLE AVANÇADO DO PROCESSO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL
Problemas de controle no processo papeleiro requerem de soluções baseados em estratégias de controle multivariáveis: As máquinas de papel tem muitas variáveis de controle que nunca se utilizam porque no final não fica claro como utilizar elas num controle de tipo PID. Por exemplo:
Formação e drenagem: são afetadas pelas mesmas variáveis de entrada.
Variáveis que são chaves são normalmente controladas com malhas de tipo PID que lidam só com uma malha quando a necessidade é de controlar um conjunto delas já que todas estão inter -relacionadas e afetam significativamente a qualidade.
Gramatura e umidade: estão inter -relacionadas e afetadas por um grupo das mesmas variáveis as quais são controladas por malhas PID individuais!
Por outro lado o processo papeleiro apresenta uma característica típica que são os retardos (típico 30 a té 120 segs) de variáveis que afetam o comportamento das variáveis de saída.
Todos estes problemas são efetivamente solucionados com uma estratégia de controle avançado de processo!
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NO PROCESSO PAPELEIRO: O ROL DA MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA Para otimizar uma melhor utilização da energia no processo papeleiro é necessário um primeiro passo: a parte úmida da máquina isto não é um fato novo e mais que conhecido. Consistência da água branca, retenção, conteúdo de cinzas, formação e drenagem. Todas estas variáveis são afetadas por certos número de variáveis do circuito de aproximação e por variáveis da máquina, muitas destas variáveis tendo um grande impacto na utilização de energia no processo papeleiro :
Os objetivos de energia especifica nos refinadores.
Os fluxos e consistências de pastas virgens, refugo e fibra recuperada.
As taxas de dosagem de químicos incluindo retenção e aditivos.
Os parâmetros da caixa de entrada tais como abertura do lábio e jato/tela.
Vácuo na mesa.
O objetivo nesta área: manter estabilidade da água branca em consistência,
retenção, e cinzas. Um controle avançado tal como um do tipo multivariavel preditivo é muito bem indicado para controlar esta área que apresenta uma característica multidimensional e de problemas potenciais de otimização.
AUMENTO DE PRODU ÇÃO NO PROCESSO PAPELEIRO: O ROL DA MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA CONT... Dissemos que melhorar a estabilidade da parte úmida é o objetivo primário de tudo esforço para diminuir o consumo de energia na máquina de papel, mas t ambém isto significa aumentar produção, isto em razão do seguinte:
Da melhor corrida da máquina (runnability). Da diminuição da produção de papéis fora de especificação. Da possibilidade do aumento das metas, por exemplo umidade. Da possibilidade de aumento da velocidade da m áquina.
Só com a implementação de uma estratégia de controle APC pode isto ser alcançado, já que com a mesma se pode:
Um melhor controle dos rolos prensa para manter uma posição estável no papel isto permite aumentar a velocidade. O melhor desaguamento o que significa diminuir a carga na secagem eliminando gargalos que ali hajam, permitindo com isto aumentar a velocidade. O controle transversal de gramatura encima da caixa de entrada assim como o controle transversal de umidade em mesa ou prensas o que permite o aumento da meta de umidade e a eliminação de papéis fora de especificação por perfil variado.
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC: UM CASO EM PAPEL JORNAL Um sistema APC foi implantado numa máquina de papel jornal:
Produção: ~ 300,000 tons/ano de 100% reciclado de jornal.
É uma maquina moderna correndo a ~1700 m/ min, 9.2 m largura. A máquina já tinha controle regulatório PID da área úmida que forneceu as variáveis e o controle básico, agora o APC fornece os set -points para as
malhas.
Objetivos do sistema APC: Estabilizar a operação na área úmida: − Controlar de estabilidade da água branca e também a consistência da massa para a caixa de entrada.
− Por o controle da carga e turbidez dentro de uma determinada range. − Minimizar o uso de floculante mantendo a retenção. − Assegurar boas propriedades da folha mantendo boa: formação, opacidade, porosidade. − Fornecer um controle efetivo do sistema de refugo. − Gerenciar os set-points de consistência para refugo “fresco” (refilo), recuperação de fibra e outros refugos de maneira a fornecer um melhor controle de consistência na caixa de entrada.
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC: UM CASO EM PAPEL JORNAL RESULTADOS 1 Sinal de quebra de folha
4 quebras em 60 mins
Fluxo refugo aumento a 5100 l/min em passos
Fluxo refugo 0-10000 l/min
Nível torre refugo 0-60%
Grande mudança em fluxo de refugo A torre chegou ao n ível 20%
Perturbações na consistência da água branca durante 9 horas ap ós quebras
Consistência água branca 3.35-3.65 g/l Controle regulatório (11.5 horas)
3 quebras em 60 mins Aumento do fluxo de refugo a 8000 l/min
Redução do fluxo refugo quando torre chega n ível de 20%
Perturbações insignificantes na consistência da água branca
APC (7 horas)
Nota: Os resultados aqui apresentados foram encima de um processo que já tinha um controle regulatório com controle supervisório com rotinas de desacoplamento e algum controle anticipativo.
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC: UM CASO EM PAPEL JORNAL RESULTADOS 2
Desempenho do controlador Regulatório Desvio padrão (10 dias)
APC Desvio padrão (20 dias)
Redução desvio padrão
Consistência água branca (g/l)
0.0754
0.0249
67%
Consistência caixa entrada (g/l)
0.0702
0.0418
60%
Retenção mesa plana (%)
0.487
0.378
22%
Retenção cinzas (%)
0.918
0.797
13%
Também redução da variabilidade na enroladeira, em:
Gramatura Umidade Espessura Opacidade
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC: UM CASO EM PAPEL JORNAL RESULTADOS 3 Estabilização da consistência da água branca
Controle regulatório (24 horas)
Controle APC (24 horas)
COMPARAÇÃO DE RESPOSTA DEPOIS DE UMA QUEBRA UMA MAQUINA DE PAPEL FINO: Sinal de quebra 1= quebra Consist água branca Range 1.4 g/l
Quebra curta (12 mins) SD 0.1 g/l SD 0.385 g/l SD 0.129%
Cinza 9.5-11%
Pequeno efeito nas cinzas e consistência de água branca SD 0.05 %
Taxa polímero 24-32 t/h Fluxo aditivo 7.6-14 m3/h Taxa de refugo 10-35%
Nível de C8 0.9-3.3m
Controle regulatório
Controle APC
REDUÇÃO NO CONSUMO ENERGIA COM ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA: UM PROJETO NA AUSTR ÁLIA E OUTRO NO CANADÁ COM APC Numa máquina de papel Kraft de tela dupla na Austrália fabricando papéis de 100 – 220 gsm, APC permitiu:
Uma grande redução na variabilidade: O desvio padrão dos parâmetros da parte úmida foram reduzidos em 75% - 90%. Uma boa economia de energia: O consumo de vapor foi reduzido 10% em media. Para aqueles tipos de papeis cuja taxa de produção estava limitada por secagem reduziu o consumo especifico de vapor => significando aumento de produção. Melhora na corrida da máquina => um aumento extra de produção de 1.2%.
Uma máquina de papel jornal no Canadá fabricando papeis de 48 – 58 gsm, APC permitiu:
Redução do consumo especifico de vapor de 7.8%. Redução do desvio padrão da consistência da água branca de 55% Um significativo melhoria no controle de tom.
–
65%.
Nota: Os resultados aqui apresentados foram encima de processos que já tinham um controle regulatório com controle supervisório com rotinas de desacoplamento e alguma controle anticipativo.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL: O BENEFICIO DE UMA APROXIMAÇÃO COORDENADA
APC permite uma aproximação coerente e coordenada para chegar na otimização da energia, utilizando todas variáveis que afetam o consumo da mesma como são:
A refinação das massas. As propriedades da caixa de entrada. A drenagem que inclui: − A tacha dos químicos de ajuda ao desaguamento. − Vácuos. Parâmetros de prensa (nunca utilizados em tempo real). Otimização dos secadores, incluindo pressões, pressões diferenciais e taxas de recuperação de condensado (também nunca utilizados). Otimização da umidade e temperatura das coifas e pocket ventilators.
A otimização de todas estas áreas do sistema produtivo da máquina de papel permite que seja possível até 20% de redução no consumo de energia
O CONSUMO DE ENERGIA NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE As máquinas de papel consomem entre 40% e 50% de toda a energia gasta numa planta de papel e celulose. Parte desta energia é elétrica a qual é utilizada para o sistema de acionamento, bombas de vácuo, bombas de massas e desagregadores. Mas vapor é o que tem maior participação. O conteúdo de água na folha: 99.1% é o conteúdo de água quando a folha entra em formação seguidamente foils e caixas de vácuo drenam uma boa parte. 78% é o conteúdo de água na folha que entra nas prensas. ~50% é o conteúdo de água que entra nos secadores. 8% é o conteúdo de água na folha quando entra na enroladeira. A três maneiras de reduzir o consumo de vapor empregando uma estratégia de controle automático de tipo multivariavel avançado : Aumentando o teor de secos na folha que entra nos secadores fazendo um melhor controle do desaguamento da mesma. Reduzindo o consumo espec ífico de energia, maximizando a produção. Melhorando a efici ência da secagem a traves de um melhor entendimento do processo de secagem como: - Utilizando as press ões , as pressões diferenciais e a taxa de recuperação de condensado.
DISTRIBUIÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL
Secagem 55% Drenagem (formação e prensas) 25% Refinação (não pressurizados ) 10% Preparação de massas %5 Outros 5%
O VAPOR NOS SECADORES: O GRANDE SUPRIDOR DE ENERGIA NA M ÁQUINA DE PAPEL É sabido que a secagem: reduze o conteúdo da umidade, M, de ~50% para ~8% Para isso consome 55% de toda a energia gasta na fábrica mas remove apenas 1% de toda a água da folha
M = Água/(Água+ Fibra)
Consideremos 100 gm de massa saindo da caixa de entrada: Proporção de energia consumida
Então 0.9 gm de sólidos totais e 99.1 gm de água Formação Prensagem Secagem
Proporção de água removida
Nos secadores, M ~ 50%: ainda temos 0.9 gm s ólidos e somente 0.9 gm de água 98.2 gm de água há sido removidos porém menos de 1 gm de água permanece nos secadores para ser removida.
O OBJETIVO PRIM ÁRIO DE MELHORIA DO CONTROLE: A PARTE ÚMIDA DA MÁQUINA...PORQUÊ? Consideremos 100g de massa com consist ência de 0.9% se depositando na tela Calculemos o que acontece com a umidade M: M = Pesos da água na folha/(peso total dos sólidos+ peso da água)
Na caixa de entrada
Na saída do couch
Na entrada secadores
Na segunda bateria
Na enroladeira
Umidade da folha
99.1 %
88%
50%
45%
8%
Água na folha
99.1 g
6.6 g
0.9 g
0.736 g
0.078 g
Sólidos na folha
0.9 g
0.9 g
0.9 g
0.9 g
0.9 g
92.5 g
5.7 g
5.86 g
0.658 g
Água removida
A tela drena mais de 92% de água, a prensa < 6%, os secadores < 1% !!! Suponhamos que reduzimos a umidade da folha que entra nos secadores em 5%, então a água que tem de ser removida nos secadores se reduze de 0.822g para 0.658g. Ou seja 5% ↓ na umidade da folha => 20% ↓ na carga nos secadores Isto significa então que 1% de redução na umidade da folha que entra nos secadores resulta em 4% de redução da carga dos mesmos!
É por esta razão que a implantação de uma estratégia de controle automático avançado na área úmida da máquina deve ter sempre prioridade em qualquer projeto de otimização de energia na máquina de papel!
REDUÇÃO NO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL: V ÁCUO OU PRESSÃO DE VAPOR, QUAL A ESCOLHA?
Dado que 1% de redução na umidade que entra nos secadores resulta em 4% de redução da carga de vapor, há uma decisão a ser tomada: Mais energia consumida no v ácuo=> melhor desaguamento=> menos vapor necessário nos secadores
Mais consumo energia el étrica
Menos consumo energia t érmica
ANTES DE ATUAR É NECESSÁRIO UMA AUDITORIA NO PROCESSO: UM CASO NUMA M ÁQUINA DE PAPEL KRAFT EM USA O consumo de energia aparece após analisar os dados no histórico, 1 Abril 2009 a 1 Outubro 2009:
A análise destes dados confirmava claramente que deveria se fazer esforços para reduzir o consumo de energia. Foi analisado o consumo de vapor nos secadores: O consumo específico de vapor estava na casa de 1.7 ton vapor/ton papel terminado (Este valor já era muitíssimo melhor que a media conseguida na maioria das máquinas no Brasil...). Tendo o teor de secos na entrada dos secadores como 50% e a meta de umidade em 8%, havia 0.8405 toneladas de água para ser evaporada desde a folha nos secadores o que significava => eficiência na secagem= (0.8405/1.7) x 100% = 49.44% A variabilidade da umidade e da gramatura sob o a estratégia de controle existente foi anualizada se chegou a conclus ão que em media: − existia um sobre secado da folha em 0.32% (energia perdida) − a gramatura da folha ficava 1% mais pesada que o setpoint existente (fibra e energia perdida)
OBJETIVO DO PROJETO: UM CASO NUMA M ÁQUINA DE PAPEL KRAFT Fazendo a simulação com um software avançado de controle, no caso uma estratégia MPC revelou que se poderia:
Melhorar a estabilidade da máquina. Reduzir a variabilidade da consist ência da água branca para ambas camadas da folha (tela dupla). Otimizar o consumo de aditivos químicos, especialmente aqueles que permitia maior drenabilidade, para economizar vapor nos secadores. Maximizar a drenagem otimizando o controle do sistema para economizar vapor nos secadores. Aumentar o teor de secos antes da entrada dos secadores , para economizar vapor nos mesmos. Minimizar o consumo de vapor com um melhor controle da gramatura e a umidade. Reduzir o sobre secado.
Realizando todas estas melhorias o simulador revelou que seria possível até um 20% de economia no consumo de vapor.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL: O ROL DE UM MELHOR CONTROLE DA DRENAGEM Melhor controle da drenagem significa:
Balanço do consumo de energia no sistema de vácuo para maximizar o conteúdo de sólidos na folha que entra nos secadores => para reduzir o consumo de vapor (1 ponto porcentual da umidade da folha que entra nos secadores reduze o consumo de vapor em ~4%). Permitir um melhor controle da umidade da folha. Melhor grau de refinação, taxa de aditivos químicos (especialmente aqueles que permitem melhor drenabilidade), consistência das massas, parâmetros de operação da caixa de entrada, pressão nas prensas.
Estes parâmetros afetam também outras características da folha e não só umidade. E como são difíceis de manejar em seu conjunto então precisam de um controle avançado multivariável para permitir um controle coordenado. O controle da parte úmida da maquina é complexo por isto precisa de maior i nteligência. A mesma permitirá não só a redução no consumo de energia mas também melhor qualidade do papel produzido.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL: MELHORANDO A EFICIÊNCIA DA SECAGEM O tradicional controle regulatório para controlar a secagem da máquina de papel normalmente utiliza malhas de três termos o arqui conhecido PID. Como esta estratégia de controle age:
A diferença entre o valor de set -point e o valor real de pressão controla a pressão de 3 a 7 baterias de secadores, normalmente todas em cascata.
O controle multivariável APC por exemplo aquele do tipo MPC se comporta em forma diferente, ele se baseia na construção de modelos de processo separados (todos aqueles que afetam a umidade):
A pressão em cada secção ou bateria de secadores O diferencial de pressão entre as baterias de secadores A taxa de recuperação de condensado de cada bateria (no caso as mesmas serem independentes)
O sistema de controle de tipo regulatório sobre a pressão dos secadores ignora importantes variáveis que influenciam a operação da secagem.
Só uma estratégia de controle de tipo multivariável que tem a capacidade de modelar os processos, poderá permitir a redução real do consumo de energia nas máquinas de papel.
UMA M ÁQUINA DE PAPEL TÍPICA CARACTERÍSTICAS DA SECAGEM
A secagem: de 30 a 150 cilindros secadores; o vapor entra no interior dos mesmos.
Os cilindro são agrupados em baterias. Entre 2 a 5 : 2 baterias com aquecimento fixo e pelo menos 3 sob controle normalmente da 3era a última.
Há um diferencial de pressão entre as baterias; normalmente mudado pelo operador.
Este diferencial após uma mudança inicial o operador nunca mais mexe.
Em muitas máquinas, a taxa de extração de condensado não é otimizada nem se quer controlada o que reduz em forma absurda a eficiência energética .
ENTENDENDO MELHOR A OPERA ÇÃO E O CONTROLE DA SECAGEM
A pressão diferencial entre baterias e a taxa de recuperação de condensado são raramente consideradas nas estratégias de controle tipo malha realimentada no controle regulatório.
Hoje em dia existem porem desenvolvimento de controle avançadas considerando também estas variáveis na modelagem do processo.
Tal temos explicado nesta apresentação quanto mais variáveis que afetam a operação de um processo forem consideradas na estratégia de controle maiores serão os benefícios: − Para melhorar a eficiência da secagem => que reduz o consumo de vapor. − Para acabar com os gargalhos => permitindo o aumento da produção. − Para melhor controle do perfil de umidade no sentido máquina e transversal => permitindo o aumento da meta da mesma o que ainda permite mais redução no consumo de vapor, além da redução do consumo de fibra.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL: OTIMIZAÇÃO DA VELOCIDADE DA MÁQUINA
Normalmente as máquinas operam numa velocidade fixa. Em razão das múltiplas restrição no processo:
Sistema de acionamento. Capacidade na preparação de massas. Circuito de aproximação. Sistema de vácuo. Prensas. Secagem.
A implementação de uma estratégia de controle avançado porém permite, que a velocidade da máquina seja sempre maximizada em tempo real, em razão de que todas as áreas e as variáveis que afetam a produção estarão sendo consideradas. A estratégia APC monitora todas estas condições e em função delas calcula a máxima taxa de velocidade/produção possíveis.
OUTROS CASOS DE OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PAPEL COM ESTRATÉGIAS DE CONTROLE AVANÇADO MPC
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC: UM CASO EM PAPEL FINO, SITUAÇÃO ANTIGA
Velocidade da máquina até 1000 m/ min, largura 3.5m, produção ~ 100,000 tons/ano Quatro tipos principais: 60, 80, 120 e 160 gm/m2, tipos cópia brilhante, papéis de escritura e coloridos. Aditivos parte úmida: agente retenção, fillers, colagem, biocida, corante, OBA e amido catiônico. Se encontrou grande interatividade entre o controle de cinzas e o agente de retenção O sistema de refugos possuía tanques limitados em capacidade: Os refugos provinham de três fontes: refugo parte úmida, refugos parte seca + refugo da conversão. Os refugos produziam alterações na estabilidade da parte úmida. Assim que a taxa de refugo subia antão: − as cinzas na massa ↑ a taxa de adição de fillers↓ − a formação piorava. − a consistência da água branca ↑, retenção↓; o sistema de recuperação de fibras se alterava o que afetava o controle de velocidade do filtro pressurizado. − A luminância e o brilho↓, os fluxos de corante e OBA eram alterados.
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC: UM CASO EM PAPEL FINO, RESPOSTA APÓS QUEBRA
Sinal de quebra 1= quebra Consist água branca Range 1.4 g/l
Quebra curta (12 mins) SD 0.1 g/l SD 0.385 g/l SD 0.129%
Cinza 9.5-11%
Pequeno efeito nas cinzas e consistência de água branca SD 0.05 %
Taxa polímero 24-32 t/h Fluxo aditivo 7.6-14 m3/h Taxa de refugo 10-35%
Nível de C8 0.9-3.3m
Controle regulatório
Controle APC
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC: UM CASO EM PAPEL FINO, REDU ÇÃO NA VARIAÇÃO DE CINZAS
O controle de cinzas na estratégia de controle antiga (controle regulatório): Uma malha PID ajusta o fluxo de fillers, em função da medida de cinzas do papel acabado na enroladeira (scanner) Mas o conteúdo de cinzas é afetado por variações de fluxos do agente de retenção. As duas malhas “lutavam uma contra a outra ” produzindo oscilações. O fluxo de fillers e do agente de retenção são de fato duas das entradas do número de variáveis do circuito de aproximação, que na parte úmida determinam: O conteúdo de cinzas do papel; notar que variações na cinzas na massa criam variações na drenagem e na gramatura. A retenção que é umas das variáveis que determina o perfil de gramatura. E outras variáveis de qualidade.
O controle APC do tipo MPC forneceu os seguintes benefícios neste caso: Grande redução na variações de cinzas. Isto habilitou a subida da meta de cinzas: o conteúdo pico de cinzas do papel foi reduzido mas a media de conteúdo de cinzas foi incrementado => isto significou economia de fibras. O melhor controle das cinzas significou que as taxas de refugos podiam ser ajustadas com mais flexibilidade.
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC: UM CASO EM PAPEL FINO, DESEMPENHO DOS CONTROLADORES
Dados linha de base, antes do APC, durante 1 mês, após APC 2 meses Paradas de máquina e trocas de tipo papel foram excluídos em ambos casos. Nota se uma grande redução das variações nas cinzas e conteúdo de sólidos na água branca.
Variável
Unid
Desvio Padrão Antes APC com APC
Redução %
Consistência água branca
g/l
0.53
0.09
83
Consistência caixa entrada
g/l
0.53
0.08
85
Conteúdo de cinzas
%
0.27
0.08
70
Retenção de fibras
%
2.91
1.08
63
Retenção de cinzas
%
2.71
1.05
61
Nível tanque mistura
m
0.14
0.01
93
Nível tanque água branca
m
0.04
0.04
0
Nível no filtro pressurizado
m
0.05
0.01
80
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC: UM CASO EM PAPEL LINER, SITUA ÇÃO ANTIGA
A máquina fabrica papéis entre 90 – 240 gm, com três formadoras, fibra proveniente de 100% reciclados. Os aditivos na parte úmida incluíam: amido para aumentar resistência e polímero para a retenção de fibras. A consistência das 3 massas de cada camada oscilava com o tempo, isto causava a oscilação na consistência da caixa de entrada e na consistência da água branca.
Se implementou uma estratégia MPC até simples:
MVs: para fluxos de polímeros e massas frescas de cada camada. FFs: para taxa de adição de amido, potência aplicada na refinação, consistências de cada massa. CVs: Gramatura de cada camada. O controle MPC da parte úmida permitiu aumentar a estabilidade da mesma o que produziu uma considerável aumento de produção! MPC: Model predictive controller (controlador preditivo) MV: Measurement variable (vari ável medida) FF: Feedforward variable (vari ável preditiva) CV: Control variable (vari ável controlada)
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC: UM CASO EM PAPEL LINER COM TR ÊS TELAS, RESPOSTA DOS CONTROLADORES
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC: UM CASO EM PAPEL LINER COM TR ÊS TELAS, DESEMPENHO Os dados foram coletados durante 3 semanas: Foram feitos no período papéis de gramatura baixa (LW), gramatura media (MW) e gramatura alta (HW). O desvio padrão das gramaturas foram realizados para situação antes e depois do APC: a tabela mostra as reduções, para dada tipo e camada. Os benefícios foram: Um aumento de produção de 7%. Aumento da estabilidade da parte úmida o que proporcionou uma corrida estável, e uma redução nas quebras. A operação estável significou a melhoria na eficiência da secagem, com aumento da velocidade da máquina. Houve uma considerável redução do desvio padrão das variáveis controladas.
GSM
TL
FL
BL
LW
100-117
36%
49%
65%
MW
125-150
61%
67%
70%
HW
170-220
53%
84%
67%
CONCLUSÕES
Nos dias atuais mais e mais fabricantes de papel adotam estratégias de controle do tipo APC nos processos produtivos das suas plantas. As razões para esta tomada de decisão são principalmente:
O fraco desempenho em termos de otimização de produção e diminuição do consumo de energia, proporcionado pelo controle de tipo regulatório (malhas PID). As significativas reduções no consumo de energia utilizada no processo produtivo que proporcionam as estratégias APC. O significativo aumento na qualidade do produto que se consegue. A redução no consumo de matéria prima e aditivos. O aumento de produção.
