Paperikoneen online-pölymittauksen tuotekehitys

Abstract

Tämän opinnäytetyön on teettänyt ACA Systems Oy. Työn kokeellinen osuus suoritet-tiin Stora Enso Oyj:n Varkauden tehtaalla, jossa mittauksia ja prosessin seurantaa toteu-tettiin kuukauden ajan. Työn tavoitteena oli tutkia ACA Systemsin kehittämän paperi-koneen online-pölymittauslaitteen DPA:n mittauskorrelaatiota todelliseen pölytasoon, reagointia erilaisiin prosessimuuttujiin ja tuotekehitysmahdollisuuksia. Tähän työkaluina käytettiin R.A. Emerson & Companyn mustakangasmenetelmää, paperikoneen pro-sessien mittausdataa, visuaalista seurantaa ja kokemusperäistä tietoa. Työn teoriaosiossa käsitellään päällystämättömän hienopaperin pölyävyyteen vaikuttavia tekijöitä Varkau-den paperiprosessin näkökulmasta.

Paperikoneelle soveltuvasta online-pölymittauslaitteesta ei ole vielä DPA:n kaltaista kaupallista sovellusta. Paperin pölyävyys on hankala suure mitata, mutta koska pöly aiheuttaa paljon ongelmia ja lisäkustannuksia painokoneilla, niin kysyntää toimivalle sovellukselle, ja tarve tuotekehitykselle on olemassa.

Seurannan aikana DPA reagoi selvästi teoriassakin pölytasoa nostaviin prosessimuutok-siin. DPA- ja Emerson-pölymittausmenetelmien välillä havaittiin selkeä tilastollinen korrelaatio. Pienillä ja kohtuullisilla pölytasoilla DPA:n ja Emersonin väliset mittausar-vojen erot olivat pieniä ja niiden kasvu oli lineaarista. Suureen pölymäärään DPA reagoi voimakkaasti, ja sen antama pölyarvo nousi moninkertaisesti Emersonin asteikkoon verrattuna. Tämä johtunee siitä, että kun DPA:n suodattimeen kertyy suuremmilla pöly-tasoilla tietty pölymäärä, niin se tukkii toimielimen suodattimen aiheuttaen nopeasti kasvavan voimakkaan paine-eron, joka on puolestaan verrannollinen DPA:n antamaan pölyarvoon.

Kehittämällä DPA:n mittausaluetta ja toimintavarmuutta, siitä on mahdollista saada hyvä apuväline paperikoneen pölytason seurantaan. Laitetta voitaisiin hyödyntää erityi-sesti koeajoissa, jolloin päästäisiin kiinni prosessimuuttujien aiheuttamiin pölytasojen muutoksiin. Paperilaji- ja päiväkohtaisesta pölytason seurannasta on apua paperin pö-lyämättömyyden laadunhallinnassa. Myös reklamaatioiden todellisuutta liiallisesta pö-lyävyydestä voidaan arvioida tallennetun mittaustiedon perusteella. Työn kokeellisia tuloksia ja havaintoja tullaan hyödyntämään laitteen tuotekehityksessä. Työ sisältää luottamuksellista tausta-aineistoa.

Al This final thesis has been commissioned by ACA Systems Oy. The experimental part was carried out at Stora Enso Oyj`s mill where the measurements and process monitor-ing were performed during one month. The aim was to inspected measurement correla-tion between a paper dust measuring device DPA developed by ACA Systems and actual dust levels. Other objectives were to find out how the device responds to process variables and what are the product development opportunities. In the investigation R. A. Emerson & Company`s black cloth method, processes measurement data of the paper machine, visual observation and empirical data were used. The theoretical section deals with causes of dusting in uncoated fine paper from the perspective of Varkaus mill.

AS yet, here are no online measuring devices like DPA for paper machines. Dusting is a difficult quantity to measure and it caused a lot of problems and additional costs by printing machines. So there is need for a functioning application and product develop-ment.

DPA reacts clearly to the same process changes that rise dust level even in theory during follow-up. A clear statistical correlation between DPA and Emerson dust measurement methods was found. The differences between DPA and Emerson were small at low and moderate levels of dust and their growth was linear. DPA reacted strongly to large amounts of dust and the dust value rose manifold compared with the scale of Emerson. This is probably due to the fact that DPA`s filter clogged up with dust at certain amount of dust. This caused a strong pressure difference, which is proportional to the DPA`s value of the dust.

With the development of DPA`s measurement range and reliability it is possible to ob-tain a good tool for paper dust level monitoring. The device could be used specifically by test runs to got hands on the process variables what caused dust level changes. Paper Type and daily dust level monitoring will help by the quality control of dusting. Also the reality of excessive dusting reclamations can be estimated whit the help of basis measurement data. The experimental results and findings will be used in the device product development. This final thesis contains some confidential information.