abr 24, 2020

Klabin estabiliza produção de celulose com solução Metso, futura Neles Corporation

Metso 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 19 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.

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 15-30% 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.

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 divisão de válvulas Metso, que passará a ser Neles Corporation no futuro. 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 futura 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 ND9000, num total de 120 equipamentos, e válvulas esfera de 12 polegadas na saída de tanques de massa. Estas válvulas substituíram os dispositivos de tipo guilhotina, inicialmente fornecidas no projeto.

Com a expansão da planta, a participação da futura Neles Corporation 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 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 na futura 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.”

Sobre a futura Neles Corporation

A futura Neles Corporation é um renomado fornecedor de soluções e serviços de controle de fluxo para as indústrias de refino de petróleo e gás, celulose, papel e bioprodutos, produtos químicos e outras indústrias de processo. A Neles emprega cerca de 2.900 colaboradores e possui operações em mais de 40 países. As vendas segregadas não-auditadas da Neles no ano de 2019 foram de 660 milhões de euros e seu lucro operacional segregado foi de 93 milhões de euros.

A criação da Neles Corporation está programada em uma cisão parcial da Metso, na qual os negócios de Controle de Fluxo da Metso passam a ser Neles Corporation, uma organização independente, continuando a listagem da Metso na Nasdaq Helsinki. Simultaneamente, os negócios de Minerals da Metso se combinariam com a Outotec para criar a Metso Outotec.

O fechamento da transação está previsto para 30 de junho de 2020, sujeito a aprovações regulatórias. As Assembléias Gerais Extraordinárias da Metso e da Outotec aprovaram a transação em 29 de outubro de 2019.

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