may. 11, 2020

Klabin estabiliza la producción de su planta de celulosa con la solución de Metso, la futura Neles Corporation

El software Expertune PlantTriage ayudó a estabilizar la operación y lograr ahorros químicos

El molino Ortigueira de Klabin es una planta industrial grande y compleja. Es la única fábrica en Brasil que produce simultáneamente pulpa de fibra corta (eucalipto), pulpa de fibra larga (pino) y pulpa de pelusa (la base para pañales y absorbentes). Conocida como la planta Puma, está ubicada en Paraná, Ortigueira, y ha estado operando desde 2016, con una capacidad de 1.5 millones de toneladas / año. Puma es uno de los 18 molinos de la multinacional brasileña, Klabin.

Sobre el proyecto:

  • El proyecto PUMA ha logrado una producción simultánea de 1.1 millones de toneladas / año de pulpa de madera dura blanqueada y 400 mil toneladas / año de pulpa blanda y blanda blanqueada.
  • La instalación fue diseñada para producir 270 MW de electricidad, consumiendo 120 MW internamente y exportando hasta 150 MW a la red nacional brasileña, utilizando combustibles 100% renovables a base de madera, corteza de árbol y lignina. Klabin es autosuficiente en generación de energía.

Otra forma de medir la complejidad de la planta es a través de su automatización. Esta planta cuenta con 38 sistemas de control distribuido (DCS), con 15,000 puntos de acceso físico (E / S) y aproximadamente 2,900 dispositivos interconectados en una red Profibus. La fase actual de la fábrica tiene 2,000 válvulas automáticas y 2,700 instrumentos para medir temperatura, presión, flujo y nivel. Este gran ejército de dispositivos tiene una gran tarea que hacer y necesita trabajar juntos por una simple razón: la operación debe ser lo más estable posible. Y para hacer posible la estabilidad, Klabin utiliza herramientas para el monitoreo en línea de sus lazos de control.

El error absoluto promedio se redujo del 30% al 1.5% en poco más de dos años

“El ajuste de los lazos de control es esencial para estabilizar la planta y reducir los errores de control. En la puesta en marcha de la fábrica, teníamos espacio para ajustes y eso fue lo que hicimos. En menos de un año, redujimos el error absoluto promedio del promedio variable del 25-30% a un nivel del 15%. Dos años después de comenzar, alcanzamos el promedio actual de 1.5% ”, resume Pablo Cadaval Santos, gerente industrial de la unidad Puma en Klabin. Uno de los ejemplos mencionados por él es la línea de fibra, que opera hoy con una tasa menor de errores. La Figura 1 muestra la mejora dramática que proviene de estos niveles de reducción de variabilidad.


Ejemplo de reducción de variabilidad

Traducido a la realidad cotidiana de la fábrica, las tasas de error de control más bajas significan una planta con un proceso industrial estable: la variabilidad es baja, por lo tanto, se mantienen altos estándares de calidad. Además, los costos variables permanecen controlados durante todo el año. Si los parámetros del proceso varían dentro del límite de error de control especificado, la producción se puede estabilizar con poco consumo de aditivos químicos. Además, los lazos de control ajustados crean un historial de quién opera y quién mantiene la fábrica.

La estabilidad adicional también afectó directamente la carga de trabajo del operador al reducir drásticamente la frecuencia de la alarma, lo que le permitió centrarse más en la optimización del proceso.

La hoja de ruta de la aplicación y la visita técnica definieron la elección de Klabin

Santos refuerza que la plataforma opera en piloto automático, monitoreando el desempeño de los aproximadamente 600 circuitos de control de la planta de acuerdo con los KPI establecidos por Klabin. El proceso actual, que se ha perfeccionado en el transcurso de más de dos años, fue el resultado de la asociación entre el fabricante de pulpa y el negocio de válvulas de Metso, que se convertirá en Neles Corporation en el futuro. El historial de relaciones ya incluía el uso de válvulas en otras unidades, pero en el caso de Expertune PlantTriage, el equipo se expandió para incluir visitas técnicas en la planta de otro cliente que ya utiliza la plataforma en Brasil. "La asistencia técnica en Brasil y una hoja de ruta definida para la herramienta también cuentan, junto con la cuota de mercado global", resume.

Cristian Moraes, gerente de soluciones de rendimiento en el futuro negocio de válvulas de Neles, destaca el intercambio de experiencias como la clave del éxito de Expertune PlantTriage en la planta de Puma. Señala que el análisis masivo de datos le permite ser una herramienta predictiva con correcciones en tiempo real. Fue el caso del ajuste del peso de las balas de celulosa, que debe estandarizarse en su peso como producto final. “La falta de ajuste entre la humedad y los circuitos de control de vapor fue un desafío, y los ajustes se hicieron manualmente. Con Expertune PlantTriage, la planta definitivamente resolvió el problema. Ahora cada paca se produce de manera consistente”, dice.

La válvula de globo personalizada refleja la asociación en la planta de Ortigueira

La misma alineación que ocurrió para la adopción de Expertune PlantTriage también estuvo involucrada en la entrega de una válvula de globo Neles para la caldera de la unidad Ortigueira. El equipo reemplazó el dispositivo original que se había instalado, pero fue precedido por un estudio de ingeniería que simuló las condiciones de funcionamiento de la válvula con datos reales y personalización del equipo.

Debido a que es un equipo crucial para la operación, la nueva válvula también tiene un posicionador inteligente que realiza el diagnóstico remoto y anticipa fallas de la válvula. La personalización realizada por los expertos en válvulas incluyó las aleaciones para la construcción del cuerpo de la válvula y la especificación más adecuada de los materiales internos.

“El desarrollo no se limitó a las especificaciones técnicas estándar; consideró las variaciones de presión, flujo y el alto estrés mecánico que sufre la pieza en el campo”, explica Santos. La solución presentada por los expertos se consideró la que tenía los mejores resultados técnicos y económicos y obtuvo un alto puntaje en ingeniería que cumplió con las especificaciones más exigentes. “Es un equipo que opera bajo condiciones severas, sujeto a alta presión, en algunos casos hasta 100 bar; le dio estabilidad a la operación y no presenta degradación prematura debido a la aplicación correcta ”, agrega.


Los suministros rápidos y específicos en la primera fase de la planta Puma I en Ortigueira también involucraron la aplicación de posicionadores Neles ND9000 para un total de 120 válvulas, y el suministro de válvulas de bola Neles de 12 pulgadas en la salida de los tanques de masa. Estas válvulas reemplazaron los dispositivos tipo cuchilla provistos originalmente en el proyecto.

Con la expansión de la planta, el proyecto Puma II, la futura participación de Neles Corporation ha crecido considerablemente a medida que la compañía se ha convertido en el proveedor líder de válvulas y posicionadores para la nueva fábrica de papel, con un total de 1800 válvulas, todas equipadas con control inteligente posicionadores de válvulas, Neles ND9000 o monitores de válvulas de cierre. El proyecto Puma II también tendrá la aplicación de la plataforma PlantTriage para el control de los lazos de control y ajuste.

Sami Nousiainen, vicepresidente de servicios de válvulas en Metso y el futuro Neles, dice: “Estamos comprometidos a asociarnos con nuestros clientes para mejorar la confiabilidad. Estamos ayudando a nuestros clientes a lograr grandes mejoras al combinar nuestra experiencia con su conocimiento de la aplicación de una manera práctica. Esto se aplica a todo el ciclo de vida: desde el diseño del equipo hasta la instalación, operación, monitoreo, planificación y mantenimiento del ciclo de vida ”.

Sobre el futuro Neles Corporation

El futuro Neles Corporation es un conocido proveedor de servicios y soluciones de control de flujo para la industria de refinación de petróleo y gas, pulpa, papel y bioproductos, productos químicos y otras industrias de procesos. Neles emplea a unas 2.900 personas y tiene operaciones en más de 40 países. Las ventas de exclusión no auditadas de Neles para todo el año 2019 fueron de 660 millones de euros y su beneficio operativo de exclusión fue de 93 millones de euros.

Se planea que Neles Corporation se cree en una división parcial de Metso, en la cual el negocio de Control de Flujo de Metso se convertiría en Neles Corporation independiente y continuaría con la inclusión de Metso en Nasdaq Helsinki. Simultáneamente, el negocio de minerales de Metso se combinaría con Outotec para crear Metso Outotec.

Actualmente se espera que el cierre de la transacción tenga lugar el 30 de junio de 2020, sujeto a aprobaciones regulatorias. Las Juntas Generales Extraordinarias de Metso y Outotec aprobaron la transacción el 29 de octubre de 2019.

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