Estudio del consumo de gas natural en capota de máquina papelera. Caso real planta Talagante, CMPC Tissue

Abstract

Softys es una filial de la compañía chilena CMPC, cuya misión es fabricar productos tissue de alta calidad, como papel higiénico y servilletas, que satisfacen las necesidades sanitarias de las personas. La máquina papelera es un conjunto de equipos donde ingresa una suspensión de fibra de celulosa y permite formar la hoja de papel, para posteriormente ser secada mediante métodos mecánicos y térmicos. De esta última etapa, es de esencial importancia un equipo de insuflación de aire denominado capota, especie de campana que se ubica sobre el papel húmedo y lo seca mediante flujos de aire a alta temperatura y velocidad, utilizando como combustible el gas natural. En la Máquina Papelera #02 de planta Talagante, se fabrican dos tipos de papeles tissue: convencionales y estructurados. Debido a las diferentes características físicas de los papeles en ambas configuraciones, el secado de papel tiene un rol importante. Es así como se establece que los estándares de consumo de gas para papel convencional es de 80 m3 por tonelada de papel y para papel estructurado, de 120 m3/ton, en contraste con el registro histórico de consumo de 98 y 132 m3/ton, respectivamente. Se realiza un estudio preliminar encargado de validar la instrumentación y detectar ineficiencias energéticas. En primer lugar, se verifica la mala operación del flujómetro de gas y se estiman los consumos reales aproximados, que son 34% superiores al registro histórico. Por otro lado, se cuantifican las pérdidas energéticas que se producen en los ductos de aire caliente, así como también se verifica la combustión incompleta del gas. Por otro lado, se realizan pruebas modificando las tres variables de operación que influyen en el consumo energético: la apertura de válvulas de salida, la temperatura del aire de insuflación y la velocidad de insuflación. Se concluye que para el producto convencional, la manipulación de dichas variables logra disminuir el consumo en 6,6 m3/ton, no así para papeles estructurados, donde las pruebas reflejaron problemas operacionales en la sección de secado mecánico de la máquina. De esta forma, los ahorros percibidos bajo las variables encontradas se estiman cercanas a los 2.600 USD mensuales. Finalmente, se realizan recomendaciones asociadas a 3 ámbitos fundamentales. El primero de ellos, corresponde a la compra de medidores de flujo que estén acorde al caudal gaseoso. Por otra parte, se propone la aislación térmica de los ductos de aire caliente y a la mejora de la combustión de los quemadores, que podrían traducirse en un ahorro de 7.000 m3 por mes. Por último, y la más significativa en términos de costos, corresponde al monitoreo y a la mantención de las condiciones básicas de la sección húmeda de la máquina y de los parámetros de operación de la capota, los cuales influyen directamente en el consumo energético de la máquina.