11 Th5 Giải Pháp Tiết Kiệm Năng Lượng ABC (Advantage Balance Control™)
Gần đây nhiều thách thức liên tục đặt ra cho các nhà sản xuất giấy vệ sinh về vấn đề phải giải quyết những nhu cầu ngày càng tăng của giá cả nguyên vật liệu đầu vào, nước và năng lượng tiêu thụ do nhu cầu tiêu thụ giấy giấy vệ sinh đang ngày càng lớn.
Kỹ sư vận hành Máy xeo giấy
Các nhà chức trách trên khắp thế giới đang gia tăng các yêu cầu về luật bảo vệ môi trường đối với sản xuất giấy vệ sinh và người tiêu dùng đang hướng đến các sản phẩm thân thiện với môi trường hơn. Có thể nói đối với các nhà sản xuất, khống chế mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí phát thải ở mức độ thấp nhất là quan trọng hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, chỉ với những hình ảnh xanh sẽ không đủ để cạnh tranh mà cần có các hành động thiết thực tương ứng. Vì quá trình sản xuất giấy vệ sinh truyền thống vốn tiêu tốn nhiều năng lượng, nên theo các xu hướng trên, đã đến lúc cần có sự thay đổi. Và đây chính là thời gian vàng để cải tiến điều đó.
Thông thường, khi nhắc đến mục tiêu tiết giảm năng lượng, chúng ta sẽ tập trung vào làm cách nào để tận dụng năng lượng tái tạo đến từ quá trình sản xuất. Thay vào đó, bây giờ chúng ta hãy bắt đầu từ một cách tiếp cận khác, bằng cách tiết giảm nhu cầu sử dụng. Bước đầu tiên và hiệu quả nhất phải là giảm mức tiêu thụ bằng cách sử dụng công nghệ tốt nhất hiện có (Best Available Technology BAT). Theo đó bước thứ hai hướng đến gia tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và tận dụng tối đa hệ thống đang được tích hợp bằng cách vận dụng thiết kế nhà máy tối ưu nhất và hoạt động vận hành tốt nhất (Best Operation Practices – BOP). Bước sau cùng, tập trung vào những phần thất thoát nếu như vẫn còn tồn đọng.
A – Giảm Thiểu Năng Lượng Tiêu Thụ
Đạt Độ Khô Sau Ép Cao Nhất Có Thể
Cách hiệu quả nhất để giảm tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất giấy vệ sinh là cải thiện độ khô sau khi ép. Độ khô sau khi ép tăng lên có nghĩa là nước cần bay hơi ít hơn đáng kể trên lô sấy Yankee kéo theo cần ít năng lượng tiêu thụ hơn. Chúng ta hãy xem ví dụ sau. Theo tính toán, dựa trên sản lượng tức thời 200 tấn/ngày với độ khô sau ép tăng lên 2%, chẳng hạn từ 44% lên 46%, nghĩa là lượng nước cần làm bay hơi giảm đi 98 kg trên mỗi tấn giấy. Điều này đồng nghĩa là năng lượng tiêu thụ có thể giảm đến 166 kWh trên tấn giấy. Với những công nghệ tốt nhất của Valmet hiện nay, độ khô sau ép có thể đạt đến mức 48% (thực tế, 50% độ khô sau ép là hoàn toàn khả thi). Trong ví dụ của chúng tôi, một chủng loại sản phẩm nếu chỉ chứa một nửa lượng xơ sợi và nước thì lượng nước cần bay hơi là 272 kg trên một tấn giấy.
Việc tiết giảm nhu cầu năng lượng về cơ bản đòi hỏi một cái nhìn toàn diện về cả quy trình sản xuất giấy vệ sinh, trong đó cần xem xét đến tất cả các giải pháp và công nghệ tiềm năng từ khâu chuẩn bị nguyên liệu đầu vào đến khâu lên cuộn. Ngoài ví dụ trên, vẫn còn rất nhiều giải pháp tiềm năng có thể tiến hành để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng. Bằng cách giảm lưu lượng bột phun ở thùng đầu, có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống tiếp cận mà không làm giảm chất lượng sản phẩm. Việc thiết lập sử dụng nước phun rửa từ hệ thống nước trắng qua xử lý góp phần làm giảm lượng nước sạch tiêu thụ, gián tiếp góp phần làm giảm nhu cầu năng lượng sấy khô. Bộ phận cách nhiệt ở đầu lô Yankee ngăn thất thoát nhiệt và do đó giảm lượng hơi tiêu thụ của lô sấy Yankee. Sử dụng hệ thống truyền động trực tiếp thay vì hộp số cho máy nghiền giúp loại bỏ nhu cầu về nước và dầu làm mát. Khi tổn thất năng lượng cho hộp số vận hành được loại bỏ, mức tiêu thụ điện năng giảm. Một thiết kế mới của sàng lồng có thể mang lại thêm khả năng tiết kiệm năng lượng. Trên đây chỉ là một vài trong số các giải pháp có thể hiện thực được.
B – Nâng Cao Hiệu Quả Sử Dụng
Thiết Kế Nhà Máy Tối Ưu Để Giảm Thiểu Gánh Nặng Về Môi Trường Và Chi Phí Sản Xuất
Một nhà máy được thiết kế tối ưu, nhìn từ quan điểm bảo vệ môi trường và chi phí, bao gồm toàn bộ các giải pháp được tích hợp để đảm bảo sự trơn tru trong vận hành giữa các dây chuyền từ tạo bột đến giấy hoàn thiện. Đây là một thực tế đã được chứng minh trong mô hình mô phỏng tiên tiến của chúng tôi. Cách thức thiết kế, tính toán và bố trí trong mối tương quan giữa các hệ thống thiết bị, điều khiển dựa trên các yêu cầu của quá trình sản xuất và sản phẩm đầu ra là nhân tố rất lớn ảnh hưởng đến toàn bộ năng lượng tiêu thụ. Việc thiết kế vượt mức nhu cầu dẫn đến hiệu quả năng lượng và khả năng vận hành kém cũng như chi phí sản xuất cao. Sự khác biệt giữa công suất lắp đặt cho nhà máy được thiết kế kém nhất so với nhà máy được thiết kế tốt nhất là rất đáng kể. Mặt khác, một nhà máy với thiết kế không phù hợp và các thiết bị vận hành vượt mức yêu cầu có thể làm tăng thêm mức tiêu thụ điện năng cho các bơm bột và bơm nước.
Từ Theo Dõi Đến Hành Động – Từ Trạng Thái Thụ Động Đến Trạng Thái Chủ Động
Để đáp ứng yêu cầu về giảm gánh nặng cho môi trường và chi phí sản xuất, một giải pháp quy trình tích hợp cho dây chuyền sản xuất giấy vệ sinh hoàn chỉnh là rất cần thiết. Dù một nhà máy được thiết kế tối ưu tích hợp cùng những giải pháp công nghệ bậc nhất nhưng một “cơ thể sẽ không thể hoạt động hiệu quả mà không có khối óc bên trong”. Một hệ thống điều khiển thông minh dựa trên sự tương tác giữa con người và hệ thống. Hệ thống không chỉ tự động kiểm soát toàn bộ quy trình sản xuất và duy trì các tham số vận hành trong phạm vi cài đặt mà còn có những tính năng hỗ trợ hiệu quả như: thống kê một cách hiệu quả về lượng nước và năng lượng tiêu thụ tại một thời điểm cụ thể hoặc cả quá trình, hỗ trợ phân tích và xử lý dữ liệu trực tuyến từ các chuyên gia của Valmet.
Đào Tạo
Giám sát được xem là một công cụ để đảm bảo quá trình sản xuất đạt chất lượng cao. Tuy nhiên, nhân viên vận hành cũng phải có khả năng đọc hiểu các tín hiệu phản hồi từ hệ thống và thực hiện các thao tác vận hành theo hướng tiết kiệm năng lượng nhất và đảm bảo năng lực sản xuất tối đa của nhà máy. Hiệu quả sử dụng thiết bị có sự tương quan với mức tiêu thụ năng lượng. Do đó, phương pháp & kinh nghiệm vận hành thực tiễn tốt nhất là vô cùng quan trọng để thiết lập hiệu suất sử dụng tốt nhất. Đào tạo góp phần tạo nên thói quen, hành vi của người vận hành để từ đó đạt được mục đích giảm tiêu thụ năng lượng và nước và giảm thiểu tác động đến môi trường.
C – Quan Tâm Đến Phần Thất Thoát
Ngay cả khi sử dụng các công nghệ tốt nhất hiện có và thực hành các cách thức vận hành tốt nhất, nhưng hầu như không thể tránh lãng phí về nhiệt. Do đó, câu hỏi đặt ra là: Liệu nhiệt lượng phát ra có thể được tái sử dụng và sử dụng cho mục đích gì? Một hệ thống thu hồi nhiệt có chức năng thu hồi lượng nhiệt ở mức nhiệt độ thấp dư ra từ hệ thống chụp gió. Hệ thống thu hồi hơi nước rất cần thiết, chủ yếu được sử dụng cho mục đích làm ấm không gian dây chuyền sản xuất, khu văn phòng và những khu vực cần được sưởi ấm. Thách thức đặt ra là làm sao phát triển các công nghệ không chỉ thu được thất thoát mà còn có thể chuyển đổi những năng lượng thất thoát này sang các dạng năng lượng có giá trị hơn. Trong tương lai gần, chúng ta sẽ thấy các phương pháp mới được giới thiệu để khôi phục năng lượng thất thoát theo một cách hoàn toàn khác. Lấy ví dụ, một trong những công nghệ mới của chúng tôi cho phép thu hồi động năng từ quá trình sản xuất và chuyển đổi nó thành điện năng có giá trị để có thể tái hòa nhập vào hệ thống truyền tải – một bước quan trọng hướng tới mục tiêu nhà máy thân thiện với môi trường.
Một Giải Pháp Tiếp Cận Toàn Diện
Trách nhiệm vì một ngành công nghiệp bền vững lâu dài là cam kết chung giữa nhà sản xuất giấy vệ sinh và nhà cung cấp giải pháp thiết bị. Do đó không có thời gian để chờ đợi hoặc khái niệm “tầm nhìn trong dài hạn” đơn lẻ mà cần phải hành động ngay bây giờ. Để thành công, chúng ta cần phải kết hợp những công nghệ hiện có tiên tiến nhất kết hợp với thiết kế nhà máy tối ưu nhất đồng thời áp dụng các hoạt động vận hành tốt nhất. Ngoài ra, chúng ta cần bắt đầu đúng hướng và thực hiện những bước cần thiết đầu tiên. Nếu chúng ta có thể tiết giảm nhu cầu năng lượng ở bước đầu tiên và sau đó làm cho quy trình vận hành hiệu quả hơn, thì cuối cùng chúng ta sẽ tối ưu được lượng thất thoát. Tiết giảm năng lượng tiêu hao trong khi vẫn có thể sản xuất cùng một sản phẩm với mức chất lượng không thay đổi đang ngày càng trở nên quan trọng đối với ngành sản xuất giấy vệ sinh. Điều này thôi thúc các nhà sản xuất giấy vệ sinh định hướng tầm nhìn xa hơn bằng cách sẵn sàng đầu tư thêm vào giải pháp, thiết bị tiết kiệm năng lượng. Những công nghệ tiên tiến được sử dụng hợp lý sẽ mang lại lợi ích cho ngành, người tiêu dùng và môi trường. Khi hợp tác với Valmet, các nhà sản xuất giấy vệ sinh sẽ nhận được rất nhiều lợi ích từ việc hợp tác với nhà một nhà cung cấp giải pháp toàn diện, có khả năng làm chủ toàn bộ máy móc thiết bị, giàu kiến thức và kinh nghiệm về quy trình sản xuất cũng như yêu cầu thiết kế nhà máy. Với mối quan hệ hợp tác chặt chẽ, Valmet tự tin sẽ đưa nhà máy của đối tác lên một tầm cao mới.
Chúng ta hãy làm cùng nhau! Đã đến lúc thực hiện cú nhảy vọt!
Dịch bởi Kỹ sư Valmet và ATZ Solutions (Đại diện Valmet) – Biên tập và Tổng hợp VPPA
