Anlagen-Energiemanagement

Generisches Modell einer Papiermaschine für eine Energiestromanalyse

Das erarbeitete Modell bildet eine Basis, auf der im Unternehmen die Energieströme aller betriebenen Papiermaschinen verglichen werden können. 

 

Zusammenfassung

Gegenstand des Projektes bei der August Koehler AG war der Aufbau eines generischen Modells einer Papiermaschine. Im Rahmen des Projektes wurde dazu ein grundsätzlicher Aufbau mit obligatorischen und optionalen Prozessen erarbeitet. Durch das Modell will das Unternehmen eine vergleichbare Basis für die Energieströme aller betriebenen Papiermaschinen sowie eine Grundlage für weitere spezifische Modellierungen schaffen. 

Das Modell geht im Grundsatz vereinfacht von dem Trocknungsprozess als zentralem Prozess der Papierherstellung aus. Die Überlegung ist, dass im Wesentlichen die Erwärmung des Zellstoffes (bzw. Papier) sowie die Erwärmung und Verdampfung des mitgeführten Wassers den Energieeinsatz bestimmen. Die Menge der eingesetzten Energie kann über die spezifischen Wärmekapazitäten des Zellstoffes bzw. Papiers, des Wassers und des entstehenden Wasserdampfes sowie über die Verdampfungswärme des Wassers berechnet werden.

Weiterhin spielen die Eingangstemperatur der Lösung sowie die Prozesstemperatur eine Rolle.

Aufgrund von Wärmeverlusten bzw. der schrittweisen Zuführung von Wärme kann das Modell nur einen Teil – den tatsächlich notwendigen Wärmeeinsatz – abbilden. Aus diesem Grund ist ein Abgleich mit Daten aus dem realen Produktionsprozess unerlässlich. Die Unterschiede können über einen Korrekturfaktor ausgeglichen werden. Die Höhe des Korrekturfaktors kann dabei wichtige Hinweise auf Wärmeverluste bzw. ungenügende Wärmedämmung liefern.

Weiterhin werden die elektrischen Antriebsleistungen betrachtet, die sich aus der gemessenen Leistung und aus der durchschnittlichen Maschinenlaufzeit errechnen.

Das während des Projektes erarbeitete Modell bildet eine Basis, auf der Papiermaschinen mit einem klaren Produktbezug verglichen werden können. Es stellt zudem eine Grundlage für die modellhafte Vertiefung weiterer Prozesse dar.

Für das weitere Vorgehen werden folgende Punkte empfohlen:

  • Weiterer Abgleich des Modells mit der Realität durch zusätzliche Messdaten
  • Verfeinerung des Modells hinsichtlich der Trocknungsprozesse
  • Durchführung von Varianten- bzw. Szenarienrechnung

Quelle: Endbericht

Weitere Projektdaten

Projektzeitraum: 2003 - 2004

Projektort: Deutschland (Baden-Württemberg)

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Quelle: Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg