Sahakuivaamon energiatehokkuuden kehitysmahdollisuudet

Abstract

Työn tavoitteena oli tutkia Stora Enson sahan kuivaamokanavien energiankäyttöä ja energiatehokkuutta mittauksia ja analysointia hyödyntäen. Sahatavaran kuivauksen tehostamisessa ehdotuksia ei voida tehdä pelkän energiatehokkuuden näkökulmasta, sillä kuivauksen olosuhteiden muuttuminen voi vaikuttaa lopputuotteen laatuun. Työn teoreettisessa osuudessa on tutkittu eri kuivaamotyyppejä ja erityisesti kuivauksen aikana syntyviä kuivausvikoja. Käytännön osuuden pohjustukseksi työssä tutkittiin myös lämmönvaihtimien ja lämpöpumppujen teoriaa sekä sähkömoottorien käynnistysmenetelmiä ja vikaantumiseen johtavia ilmiöitä.

Työn ensisijainen tavoite oli selvittää takaisinmaksuaika kuivauskanavien lämmöntalteenottokennojen uusimiselle. LTO-kennojen uusimiselle pyrittiin laskemaan takaisinmaksuaika mittauksien perusteella ja kennon takaisinmaksuaika asettui noin 6,6–9,5 vuoteen. Mittauksessa havaittiin myös, että pitkän TMA:n lisäksi, LTO-kennon ohitus ei olisi mielekäs vaihtoehto, sillä LTO-kennon rakenteen vuoksi myös tuloilman esilämmityspatteri putoaisi pois pelistä. LTO-kennojen uusimispaineen ja pitkän takaisinmaksuajan takia työssä tutkittiin vaihtoehtoja lyhentää investoinnin TMA:ta sekä vaihtoehtoisia lämmitysmuotoja kuten sähkökattilaa tai lämpöpumppua.

LTO:n uusimistarpeen lisäksi tiedettiin, että kuivauskanavien kiertoilma- ja poistoilmakoneiden moottoreita vikaantui runsaasti. Moottoreiden sähkövirrat mitattiin ja niiden käyntiaikoja analysoitiin kuivaamon ohjausjärjestelmästä. Mittauksissa havaittiin, että koneet ottavat suuren käynnistysvirran, jota voisi pehmittää vaihtoehtoisilla käynnistysmenetelmillä. Analyysissä havaittiin myös, että poistoilmakoneilla voisi olla hyötyä säädettävyydestä pehmeän käynnistyksen lisäksi ja taajuusmuuttajalla saavutettaisiin kustannussäästöjä.

Projektin lopuksi esitettiin lopullinen investointilaskelma, jossa huomioitiin energiatuen, käyttöreservin ja polttoaineen myynnin vaikutukset hinnanmuodostukseen. Taajuusmuuttajien asentamisen lisäksi investointi kattaisi lämpöpumpulla toteutetun esilämmityksen tai LTO-kennojen uusimisen. Nykyisellä sähkön hinnalla lämpöpumppu toteutukselle saatiin TMA:ksi 3,2–10,4 vuotta ja kennojen uusimiselle 6,1–8,8 vuotta riippuen hyödynnettävistä hinnan muodostuksen mekanismeista.