Tulistetun höyryn hyödyntäminen paperikoneen kuivatusosalla

Abstract

Tämän diplomityön toimeksiantajana toimi Valmet Technologies Oy, joka on yksi maailman johtavimmista toimittajista paperi-ja kartonkiteollisuudelle. Valmet kehittää uusia teknologioita vastaamaan nykyajan haasteisiin, jotka liittyvät erityisesti ilmaston muutokseen. Ilmastopolitiikka on muuttunut vahvasti viime vuosina, jonka takia myös Valmetin asiakkaiden tarpeet energiatehokkaita ratkaisuja varten on kasvanut. Tätä muutosta varten ollaan kehittämässä erilaisia ratkaisuja ja yksi niistä voisi olla tulistetun höyryn käyttö paperin tai kartongin kuivauksessa. Tämän työn tavoitteena oli selvittää, voidaanko tulistettua höyryä käyttää paperikoneen kuivatusosalla. Tämän lisäksi tavoitteena oli arvioida taloudellista kannattavuutta erityisesti asiakkaan näkökulmasta ja verrata sitä perinteiseen sylinterikuivatukseen. Työstä rajattiin yksityiskohtainen tekninen kehitys pois, koska varsinaisen laitteiston kehitystyön on tarkoitus alkaa tämän työn jälkeen. Työ aloitettiin kirjallisuuskatsauksella, jossa keskityttiin sellaisiin tutkimuksiin, joissa on käsitelty tulistettua höyryä kuivatusprosesseissa. Tästä saatiin lisää tietoa tulistetusta höyrystä Valmetille ja tietoa hyödynnettiin myös tämän työn lopussa. Tämän jälkeen aloitettiin konekonseptin kehitys, jossa oli hyödynnetty tulistettua höyryä paperikoneen kuivatusosalla. Konseptoinnin aikana tehtiin myös energialaskuja paperikoneen kuivatusosalle, jotta uusi konekonsepti voitiin mitoittaa sopivaksi. Työssä tutkittiin myös tekoälyn käyttöä tuotekehitystä varten. Tekoälyä sovellettiin yhteistyöprojektissa Findest B.V. nimisen yrityksen kanssa. Tekoälyn avulla pyrittiin löytämään ratkaisuja höyryn puhdistusta varten. Työn viimeisessä vaiheessa arvioitiin tulistetun höyryn taloudellista kannattavuutta. Tätä varten tehtiin investointi- ja käyttökustannuslaskelmat Valmetin myyntiosaston käyttöön kehitetyllä työkalulla. Laskelmat tehtiin ensin paperikonelinjalle, jossa oli hyödynnetty perinteistä sylinterikuivatusta. Tämän jälkeen laskelmat tehtiin myös uudelle konekonseptille, jotta sen taloudellista kannattavuutta voitiin arvioida. Työn tuloksena saatiin konekonsepti, jossa on hyödynnetty tulistettua höyryä onnistuneesti. Konseptin avulla tulistetun höyrykuivatuksen teknologiaa voidaan mahdollisesti todentaa tulevaisuudessa asiakkaan koneella. Yhteistyöprojektissa saatiin tekoälyn avulla useita eri ratkaisuja höyryn puhdistusta varten. Näitä ratkaisuja voidaan tutkia myöhemmin tarkemmin, kun varsinainen kehitystyö alkaa. Viimeisenä tuloksena saatiin arvio tulistetun höyrykuivatuksen taloudellisesta kannattavuudesta. Diplomityössä päästiin asetettuihin tavoitteisiin ja tutkimuskysymyksiin löydettiin vastaukset työn aikana. Valmet tulee hyödyntämään työssä saavutettuja tuloksia tämän työn ulkopuolella.