abr 21, 2020

Klabin estabiliza produção de celulose com solução Neles

O software Expertune PlantTriage ajudou a estabilizar a operação e atingir economias com químicos

A Unidade Puma da Klabin, em Ortigueira (PR), é uma planta industrial complexa. É a única fábrica no Brasil que produz, simultaneamente, celulose de fibra curta (eucalipto), de fibra longa (pinho) e fluff (base para fraldas e absorventes). Conhecida como Puma, a planta está localizada no Paraná, na cidade de Ortigueira, e opera desde 2016, com uma capacidade de 1,5 milhões toneladas/ano e é uma das 18 plantas da multinacional brasileira.

Sobre o projeto:

  • O projeto PUMA alcançou uma produção simultânea de 1,1 milhão de toneladas/ano de celulose de madeira dura branqueada e 400 mil toneladas/ano de madeira macia e celulose fluff branqueada.
  • A instalação foi projetada para produzir 270 MW de eletricidade, consumindo 120 MW internamente e exportando até 150 MW para a rede nacional brasileira, usando combustíveis 100% renováveis à base de madeira, casca de árvore e lignina. A Klabin é auto-suficiente em geração de energia.
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Outra forma de perceber a exclusividade da planta é por meio da sua automação. Ao todo, são cerca de 38 sistemas de controle distribuídos (DCS), com 15 mil pontos de acesso físicos (I/O) e mais de 2.900 equipamentos interconectados na rede Profibus. Já a atual fase da fábrica tem 2 mil válvulas automáticas e mais de 2.700 instrumentos medindo temperatura, pressão, vazão e nível. Todos esses aparatos precisam trabalhar alinhados para que a operação seja a mais estável possível. E, para isso, a Klabin utiliza ferramentas para monitoramento online das suas malhas de controle.

Taxa média de erro absoluto reduzido de 30% para 1,5% em apenas 2 anos

“A sintonia das malhas de controle é essencial para estabilizar a planta e reduzir erros de controle. No startup da fábrica, tínhamos espaço para ajustes e foi o que fizemos. Em menos de um ano, reduzimos a taxa média de erro absoluto de 25-30% para o nível de 15%. Dois anos após a partida, alcançamos a média atual de 1,5%,” resume Pablo Cadaval Santos, gerente Industrial da Unidade Puma da Klabin. Um dos exemplos mencionados por ele é a linha de fibras, que opera, hoje, com uma taxa de erros mínimas. A figura abaixo mostra a melhora drástica em decorrência da redução destes níveis de variabilidade.

Klabin.jpg
Exemplo de redução de variabilidade

Traduzindo isso para a realidade do dia a dia da fábrica, taxas de erro de controle menores significam uma planta com processo industrial estável: com a variabilidade baixa, os altos níveis de qualidade são mantidos. Além disso, os custos variáveis continuam controlados por todo o ano. Se os parâmetros do processo variam dentro de um limite de erro de controle, a produção pode ser estabilizada com pouco consumo de aditivos químicos. Ademais, malhas de controle bem sintonizadas criam um registro histórico de quem opera e quem mantém a fábrica.

A estabilidade adicional impactou de forma positiva na carga de trabalho do operador, reduzindo drasticamente a taxa de alarmes, o que permitiu otimização do processo e paradas para ações corretivas.

Cronograma de aplicação e visita técnica definiram a escolha da Klabin

Santos reforça que a plataforma opera em piloto automático, indicando a situação de aproximadamente 600 malhas de controle da planta de acordo com os KPI’s estabelecidos pela companhia. O processo atual, que foi refinado por mais de dois anos, começando em novembro de 2016, é resultado da parceria entre a fabricante de celulose e a Neles. O histórico de relacionamento já incluía o uso de válvulas em outras unidades, mas no caso do Expertune PlantTriage, o processo envolveu visitas técnicas à planta de outro cliente que já utilizava a ferramenta no Brasil. “A assistência técnica no Brasil e um cronograma definido para a ferramenta foram fatores decisivos na escolha, além do market share global da plataforma,” resume.

Cristian Moraes, Gerente Global de Vendas da linha de Performance Solutions da Neles, destaca o compartilhamento de experiências como a chave para o sucesso do Expertune PlantTriage na Unidade Puma. Ele aponta que a análise de dados em massa permite uma ferramenta preditiva com correções em tempo real. Foi o caso do ajuste do peso dos fardos de celulose, que deve ser padronizado como produto final. “Os ajustes entre as malhas de controle de umidade e vapor eram feitos manualmente. Com o Expertune PlantTriage, a solução é definitiva. Agora cada fardo é produzido de forma sistemática”, resume.

Válvula globo personalizada reflete parceria na planta de Ortigueira 

O mesmo alinhamento que aconteceu para a adoção do Expertune PlantTriage

ocorreu no fornecimento de uma válvula globo para a caldeira da Unidade Puma. O equipamento substituiu a peça original, mas foi precedido de um estudo de engenharia que simulou as condições de operação da válvula com dados reais, personalizando o dispositivo.

Por se tratar de um equipamento crucial para a operação, a nova válvula também possui posicionador inteligente que realiza o diagnóstico remoto, antecipando possíveis falhas na peça. A personalização feita pelos especialistas incluiu as ligas para a construção do corpo da válvula e a caracterização mais adequada dos materiais internos.

“O desenvolvimento não se limitou às especificações técnicas padrão e considerou as variações de pressão, vazão e o estresse mecânico acentuado que a peça sofre em campo”, explica Pablo. O executivo lembra que a solução apresentada pelos especialistas foi considerada a de melhor relação técnico-econômica e a engenharia do processo de especificação contou pontos. “Trata-se de um equipamento que opera em condições severas, submetido à alta pressão, em alguns casos de até 100 bar, e que deu estabilidade à operação e que não apresenta degradação precoce em função da aplicação”, complementa.

Os fornecimentos pontuais para a Unidade Puma, em Ortigueira, envolveram, ainda, a aplicação de Posicionadores Neles ND9000 num total de 120 equipamentos, e válvulas esfera Neles de 12 polegadas na saída de tanques de massa. Estas válvulas substituíram os dispositivos de tipo guilhotina, inicialmente fornecidas no projeto

PlantTriage na Klabin.jpg

Com a expansão da planta, a participação da Neles foi ampliada consideravelmente e a empresa tornou-se a fornecedora principal de válvulas e posicionadores para a nova planta de fabricação de papel, num total de 1,8 mil válvulas, todas equipadas com posicionadores inteligentes de válvulas (também conhecidos como controladores de válvulas), Neles ND9000 ou monitores de válvulas on-off. O projeto Puma II, nova unidade industrial da companhia, localizada em Ortigueira, também terá a aplicação da plataforma PlantTriage para monitoramento e sintonia das malhas de controle.

Sami Nousiainen, Vice-Presidente de Serviços da Neles, diz que “Nós temos o compromisso de ser parceira dos clientes para melhorar confiabilidade. Estamos ajudando nossos clientes a obter grandes melhorias ao combinar nossa expertise com o conhecimento deles na aplicação de forma muito prática. Isso se aplica por todo o ciclo de vida: desde o desenho do equipamento, até instalação, operação, monitoramento e manutenção.”

Este texto foi atualizado em Julho/2020 devido à mudança do nome da empresa para Neles.

 

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