Paperikoneen sähkökäyttöjen suorituskyky ja energiatehokkuus

Abstract

Sähkökäytöt ovat keskeinen osa teollisuusprosesseja ja niiden luotettava toiminta on oleellista prosessien tehokkuuden kannalta. Sähkökäyttöjen energiatehokkuutta parantamalla voidaan myös pienentää prosessien energiankulutusta. Tässä diplomityössä tutkitaan mahdollisuuksia paperikonelinjan sähkökäyttöjen käytettävyyden ja energiatehokkuuden parantamiseen. Työn teoriaosuudessa käsitellään säädettyjen sähkökäyttöjen perusteita ja paperikonesovellusten erityisvaatimuksia sähkökäyttöjen näkökulmasta.

Sähkökäyttöjen virta- ja pyörimisnopeusmittaushistorian avulla tutkitaan miten käytöt soveltuvat prosessin vaatimuksiin. Mittaushistorian avulla voidaan tunnistaa kohteet, joissa sähkökäytön mitoitus ei ole perusteltu. Erityisesti ylimitoitetut sähkökäytöt tarjoavat mahdollisuuksia energiatehokkuuden parantamiseen. Työssä myös tutkitaan käytännössä, miten oikosulkumoottorin vuon optimointi soveltuu käytettäväksi paperikonesovelluksessa.

Suunnitelmallisella kunnossapidolla voidaan vähentää laiterikkojen aiheuttamia tuotantokatkoksia. Työssä sähkökäyttöjen kunnossapitoa arvioidaan tehtaan kunnossapitojärjestelmän kirjausten perusteella. Tehdyn selvityksen perusteella esitetään, miten sähkökäyttöjen häiriökorjausten määrää voitaisiin vähentää laitteiden kunnonvalvontaa kehittämällä.

Electric drives are a key part of industrial processes, and their reliable operation is essential for the efficiency of the processes. The energy consumption of processes can also be reduced by improving the energy efficiency of electric drives. This thesis examines possibilities for improving the usability and energy efficiency of electric drives of a paper machine line. The theoretical part of the work deals with the basics of controlled electric drives and the special requirements of paper machine applications from the point of view of electric drives.

The suitability of the electric drives for the process requirements of the paper machine is examined using current and rotational speed measurements. With the measurements, it is possible to identify drives where the sizing of the electric drives is not justified. Oversized electric drives offer opportunities for improving the energy efficiency of the drive. It is also examined in practice how the flux optimization of an induction motor is suitable for use in paper machine application.

With planned maintenance, the number of production interruptions caused by equipment failures can be reduced. In this thesis the maintenance of electric drives is evaluated based on records of the factory’s maintenance system. Based on the findings, suggestions are made on how to reduce repair related downtimes by improving condition monitoring of electric motors.