Kandidaatintyön teoreettinen osa, tutkimus ja laskenta eteni sujuvasti. Tutkimuksen teoreet-tisen kirjallisuus tarkastelun ja käytännön laskennan tuloksena saatiin realistinen arvio ener-giansäästömahdollisuuksista. Kandidaatintyön tutkimuksen kautta Stora Ensolla on arvio energiansäästöpotentiaalista, jota voidaan hyödyntää nykyisen investointihankkeen käsitte-lyssä, sekä tarvittaessa myös tarkasteltaessa muita vastaavia konesihtien sihtikorien moder-nisointiin liittyviä investointihankkeita.
Näen jatkotutkimusmahdollisuutena myös peränsyöttöpumppujen energiantehokkuuden tar-kastelun, koska niiden energiatehokkuus on yhteydessä myös sihtikorien uusimisesta saata-vaan energiansäästöpotentiaaliin. Tutkimukseni perusteella olen sitä mieltä, että peränsyöt-töpumppujen uudelleen mitoituksella voitaisiin saavuttaa energiansäätöä. Peränsyöttöpum-pun nimellisteho on yli 700 % suurempi kuin todellisuudessa tarvittava teho. PumPeränsyöttöpum-pun tehon-kulutuksen vertaamisella nimellistehonkulutukseen ja pumppukäyriä tutkimalla pumppu on mielestäni ylimitoitettu. Ylimitoitetulla pumpulla ei päästä optimaaliselle toiminta-alueelle, jolloin pumppauksen energiantehokkuus heikkenee huomattavasti (Motiva 2011, 6). Mie-lestäni energiansäästöpotentiaali voisi olla suurikin, mutta toisaalta kustannukset pumpun uusimiselle ja muille modernisoinneille tästä seuraten olisi myös suuria.
Konesihtien modernisoinnin tutkimista voitaisiin jatkaa todellisen tilanteen tutkimisella, jossa vertailtavat sihtikorit olisi jo asennettu kartonkikoneen lyhyen kierron konesihteihin.
Näin ollen olisi enemmän mitattavissa olevia tuloksia vertailtavalla sihtikorilla, joita voisi vertailla analyyttisesti nykyiseen tilanteeseen. Jatkotutkimuksessa tulisi keskittyä yksityis-kohtaisiin muutoksiin laskennallisesti mittausdataa hyödyntäen. Näin ollen pystyttäisiin ana-lysoimaan kattavasti saavutetun energiansäästön suuruus. Tutkimusta tulisi jatkaa tarkaste-lemalla mahdollista kartongin laadun paranemista. Laadun paranemisen tutkiminen kannat-taisi yhdistää myös asiakastyytyväisyyden ja kaupallisen hyödyllisyyden analyysiin.
6 YHTEENVETO
Kandidaatintyön tavoitteena oli tutkia teoreettisen kirjallisuuskatsauksen pohjustamana ko-nesihtien modernisoinnin vaikutusta peränsyöttöpumpun energiansäästöpotentiaaliin case-esimerkin kautta. Työn sisältö rajattiin tutkimuskysymyksien avulla käsittelemään konesih-tiä osana kartongin valmistusta, modernisoinnin vaikutuksia sihtikorin rakenteeseen ja ener-giankulutuksen muutoksia. Työn tutkimus perustui kirjallisuustarkasteluun, laskennalliseen osuuteen ja analyyttisen vertailuun case-esimerkkiin pohjautuen.
Työn teoreettinen kirjallisuustarkastelu jaettiin kahteen kokonaisuuteen. Ensimmäinen osa koostui kartongin valmistukseen, lyhyeen kiertoon, konesihteihin sekä sihtikoreihin pohjau-tuvalla kirjallisuustarkastelulla. Toisessa osassa tarkasteltiin case-esimerkki sihtikorien mo-dernisoinnista Stora Enson KA1:llä, jossa pinnan lyhyenkierron konesihdin sihtikori moder-nisoitaisiin Valmetin suunnittelemaan rakenteeltaan erilaiseen sihtikoriin.
Tulokset osiossa esitettiin laskennan keskeiset tulokset case-esimerkkiin pohjautuen. Saatuja tuloksia havainnollistettiin taulukoiden ja kuvaajien avulla. Modernisoinnin seurauksena energiansäästöksi muodostui 22 % verrattaessa nykyiseen peränsyöttöpumpun energianku-lutukseen. Tutkimuksen tuloksien analyysi koostui epävarmuustekijöiden ja luotettavuuden tarkastelusta. Analyysiosiossa arvioitiin myös energiansäästöpotentiaalia sekä kustannus-säästöä. Lisäksi tarkasteltiin tutkimuksen tulosten hyödynnettävyyttä ja kartoitettiin jatko-tutkimusmahdollisuuksia.
Työn avulla saatiin realistinen arvio energiansäästöpotentiaalista sihtikorien modernisointiin liittyen. Tämän tutkimuksen kautta Stora Ensolla on arvio energiansäästöpotentiaalista, jota voidaan hyödyntää nykyisen investointihankkeen käsittelyssä, sekä tarvittaessa myös tarkas-teltaessa muita vastaavia konesihtien sihtikorien modernisointiin liittyviä investointihank-keita. Työssä muodostettiin kokonaisuus, joka antaa vastaukset rajauksen mukaisiin tutki-muskysymyksiin. Työn tutkimuksen kautta sovellettiin teoreettista kirjallisuustutkimusta laskennalliseen ongelmaan todellisessa metsäteollisuuden hienolajittelun laitteessa. Kone-sihtien modernisoinnin tutkimista voitaisiin jatkaa kartoittamalla ja analysoimalla sihtiko-rien modernisoinnin vaikutuksia kartongin laatuun, asiakastyytyväisyyteen ja kaupalliseen hyödyllisyyteen.
LÄHDELUETTELO
Dong, S., Salcudean, M. & Gartshore, I. 2004. The effect of slot shape on the performance of a pressure screen, Tappi Journal, 3:5. S. 3-7. [verkkojulkaisu]. [viitattu 5.12.2020]. Saa-tavissa: https://imisrise.tappi.org/TAPPI/Products/04/MAY/04MAY03.aspx
Holma, P. 2020a. Global product manager / Screen Baskets, Valmet Oyj. Sähköpostiviesti.
8.6.2020
Holma, P. 2020b. Global product manager / Screen Baskets, Valmet Oyj. Sähköpostiviesti.
1.12.2020
Holma, P. 2021. Global product manager / Screen Baskets, Valmet Oyj. Sähköpostiviesti.
5.1.2021
Huhtinen, M. 2008. Voimalaitostekniikka. Helsinki: Opetushallitus. 342 s. ISBN 978-952-13-3476-4
Häggblom-Ahnger, U. & Komulainen, P. 2005. Paperin ja kartongin valmistus. 3. 4. p. Hel-sinki: Opetushallitus. 279 s. ISBN 952-13-2402-3
Jokinen, H. et al. 2006. Effect of bar geometry on screen plate performance – A Laboratory study on pressure screening. Nordic Pulp & Paper Research Journal, 21: 4. S. 451–459.
[verkkojulkaisu]. [viitattu 5.11.2020]. Saatavissa: https://doi-org.ezproxy.cc.lut.fi/10.3183/npprj-2006-21-04-p451-459
Jokinen, H. 2007. Screening and cleaning of pulp: a study to the parameters affecting sepa-ration. Oulu: University of Oulu, Department of Process and Environmental Engineering.
102 s. ISBN 978-951-42-8451-9
Knowpap. 2013. Paperitekniikan ja automaation oppimisympäristö, versio 15.0. AEL ja Prowledge Oy. [verkkomateriaali]. [viitattu 22.9.2020]. Sisäinen tietokanta.
Knowpulp. 2020. Sellutekniikan ja automaation oppimisympäristö, versio 15.0. AEL ja Prowledge Oy. [verkkomateriaali]. [viitattu 20.8.2020]. Sisäinen tietokanta.
Kotimaisten kielten keskus. 2020. Kielitoimiston sanakirja. [verkkotietokanta]. [viitattu 20.8.2020]. Saatavissa: https://www.kielitoimistonsanakirja.fi/#/modernistaa
Lappalainen, J. 2004. Paperin- ja kartonginvalmistusprosessien mallinnus ja dynaaminen re-aaliaikainen simulointi. VTT Tuotteet ja tuotanto. [verkkojulkaisu]. [viitattu 7.8.2020]. Saa-tavissa: https://www.vttresearch.com/sites/default/files/pdf/publications/2004/P518.pdf
Latva-Kokko, J. 2020. Production manager BM1. Stora Enso Oyj. Imatra. Haastattelu.
10.9.2020
Lönnberg, B. 2009. Papermaking science and technology. Kirja 5, Mechanical pulping. 2 painos. Helsinki: Finnish Paper Engineers’ Association. 549 s. ISBN 978-952-5216-35-6
Metsäteollisuus. 2010. Metsäteollisuus ja energia. [verkkojulkaisu]. [viitattu 8.1.2021]. Saa-tavissa: https://www.forestindustries.fi/uploads/2017/03/30041711/880.pdf
Metsäteollisuus. 2020. Viisi faktaa metsäteollisuuden energiatehokkuudesta. [verkkojul-kaisu]. [viitattu 14.1.2021]. Saatavissa: https://www.metsateollisuus.fi/uutishuone/viisi-fak-taa-metsateollisuuden-energiatehokkuudesta
Motiva. 2011. Energiatehokkaat pumput. [verkkodokumentti]. [viitattu 19.11.2020]. Saata-vissa: https://www.motiva.fi/files/5343/Energiatehokkaat_pumput.pdf
Muhonen, P. 2020. Development engineer. Stora Enso Oyj. Sähköpostiviesti. 10.9.2020
Niinimäki, J, et al. 1999. Effect of the pressure difference over the screen basket on the performance of a pressure screen. Tappi Journal, 82:4. S. 176–180. [verkkojulkaisu]. [vii-tattu 5.11.2020]. Saatavissa: https://imisrise.tappi.org/TAPPI/Pro-ducts/99/APR/99APR176.aspx
Paulapuro, H. 2008. Papermaking science and technology: Book 8, Papermaking: osa 1:
Stock preparation and wet end. 2 painos. Helsinki: Finnish Paper Engineers' Association.
516 s. ISBN: 978-952-5216-25-7
Porkka, S. 2020. Sulzer. Sähköpostiviesti. 23.6.2020.
Seppälä, M. J. (toim.) et al. 2001. Paperimassan valmistus. 2 painos. Helsinki: Opetushalli-tus. 208 s. ISBN: 952-13-1142-8
Sixta, H. 2006. Handbook of pulp. Volume 1. Weinheim: Wiley-VCH. 608 s. ISBN: 3-527-30997-7
Stora Enso. 2020. Esitysmateriaali. Stora Enson sisäinen intranet.
Stora Enso. 2020a. Historia. [verkkotietokanta]. [viitattu 21.8.2020]. Saatavissa:
https://www.storaenso.com/fi-FI/about-stora-enso/our-history
Stora Enso. 2020b. Divisioonat. [verkkotietokanta]. [viitattu 20.8.2020]. Saatavissa:
https://www.storaenso.com/fi-fi/about-stora-enso/our-divisions
Stora Enso. 2020c. Tietoa Stora Ensosta. [verkkotietokanta]. [viitattu 27.8.2020]. Saatavissa:
https://www.storaenso.com/fi-fi/about-stora-enso
Stora Enso. 2020d. Imatran tehtaat. [verkkotietokanta]. [viitattu 28.8.2020]. Saatavissa:
https://www.storaenso.com/fi-fi/about-stora-enso/stora-enso-locations/imatra-mill
Tilastokeskus. 2020. Energian hinnat. [verkkojulkaisu]. Helsinki: Tilastokeskus. ISSN 1799-7984. [viitattu 12.1.2021]. Saatavissa:
http://www.stat.fi/til/ehi/2020/03/ehi_2020_03_2020-12-10_fi.pdf
Valmet. 2013. Laminar design screen basket. Valmet technical paper series. S. 1–7.
[verk-kojulkaisu]. [viitattu 5.11.2020]. Saatavissa:
https://www.valmet.com/globalassets/media/downloads/white-papers/process-improve-
ments-and-parts/wpp_laminarbas- ket.pdf?_t_id=1B2M2Y8AsgTpgAmY7PhCfg%3d%3d&_t_q=screen+bas-
ket&_t_tags=language%3afi%2csiteid%3a5e972700-3605-4cb7-bfa8- 0a11af9fa784&_t_ip=93.106.230.216&_t_hit.id=Knowit_ValmetCom_Models_Me-dia_GenericMedia/_690f95d7-541c-4aa5-9dd8-ed4c09520bcc&_t_hit.pos=1
Wirzenius, A. 1978 Keskipakopumput. 3 painos. Tampere: Kustannusyhtymä. 323 s.
Ämmälä, A., et al. 2015. Effect of design and operational parameters on machine screen pulsation and energy consumption. Nordic Pulp & Paper Research Journal, 30: 2. S. 215–
219. [verkkojulkaisu]. [viitattu 9.11.2020]. Saatavissa: https://doi-org.ezproxy.cc.lut.fi/10.3183/npprj-2015-30-02-p215-219
LIITTEET
Liite I. Virtauksien vektorien suunnat lajittimessa. (mukaillen Sixta 2006, 565)
Liite II. Sähkönhinta (Tilastokeskus 2020, 8)
Liite III. KA1:n pinnan lyhyenkierron konesihdin syöttöpaineen trendi (DNAView KP kar-tonki, 2020)
Liite IV. KA1:n pinnan lyhyenkierron konesihdin akseptipaineen trendi (DNAView KP kar-tonki, 2020)
Liite V. KA1:n pinnan lyhyenkierron peränsyöttöpumpun ominaiskäyrä (Porkka, sähköpos-tiviesti 23.6. 2020)