Paperikoneen tyhjiöjärjestelmän sähkönsäästöpotentiaali

Paperikoneen tyhjiöjärjestelmän tehtäviä ovat vedenpoistaminen paperirainasta, rainan siirto paperikoneen osasta toiseen ja puristinhuopien kunnossapitäminen. Tyhjiöjärjestelmä koostuu imuelementeistä kuten esimerkiksi imuteloista, tyhjiöputkistosta, vedenerottimista ja tyhjiöpumpuista tai -puhaltimista. Tyhjiöjärjestelmä on yksi paperikoneen merkittävimpiä sähkönkulutuskohteita. Tyhjiöjärjestelmän osuuden koko paperikoneen sähkönkulutuksesta arvioidaan olevan eri lähteiden perustella 15-19 %. Tämä on keskeinen syy tutkia mahdollisuuksia, joilla voidaan pienentää tyhjiöjärjestelmän sähkönkulutusta. Tyhjiö tuotetaan yleensä joko vesirengaspumpuilla tai turbopuhaltimilla. Tässä työssä vertaillaan turbopuhaltimilla ja vesirengaspumpuilla toteutettuja tyhjiöjärjestelmiä toisiinsa. Turbopuhaltimen poistoilma on kuumaa (130-170 °C) ja kosteaa. Sitä voidaan hyödyntää korvaamaan höyryä paperikoneen huuvan korvausilman lämmittämisessä. Hyödyntämisen kannattavuus on kuitenkin konekohtaista. Imukohteiden alipainetasoja kannattaa optimoida. Liian suuret alipainetasot vaikuttavat monella tapaa: Tyhjiöpumpun tai puhaltimen sähkönkulutus kasvaa ja linjankäyttömoottorien sähkönkulutus kasvaa. Toisaalta myös rainan lämpötila laskee sen läpi imetyn kylmän ilman vaikutuksesta. Rainan lämpötilan lasku heikentää vedenpoistoa rainasta. Yleisesti ottaen kuiva-ainepitoisuus kasvaa alipainetason kasvaessa, kuitenkaan kaikkein korkeimmilla alipaineilla ei aina saavuteta energian käytön kannalta parasta tulosta. Tehty imutelakoe vahvisti osaltaan tätä havaintoa. Huopaimurit ovat suurin yksittäinen sähkönkuluttaja tyhjiöjärjestelmässä. Sekä kirjallisuuden perusteella, että tässä työssä suoritetun kokeen perusteella, voimme todeta, että huopaimurin alipaineen alentamisesta voi seurata tehostunut vedenpoisto puristinnipissä. Tätä kautta huopaimureilla alipaineen laskemisella voidaan saavuttaa sähkönsäästöä. Tyhjiökartoitukset ovat tehokas tapa tutkia miten hyvin nykyinen tyhjiöjärjestelmä toimii. Mittausten ja niiden pohjalta tehdyn analyysin perustella voidaan selvittää onko olemassa toimenpiteitä, joilla nykyisen tyhjiöjärjestelmän toimintaa voidaan tehostaa. Esimerkiksi tässä työssä tehtyjen tyhjiökartoitusten avulla voitiin saavuttaa pelkästään muuttamalla nykyisten pumppujen kierroslukuja jopa yli 15 % sähkönsäästö koko tyhjiöjärjestelmän sähkönkulutuksesta