Yhdistetyn lämmön talteenoton ja varastoinnin mahdollisuus paperin kuivauksessa

Abstract

Emerging electrification trends unveil new potential for additional thermal efficiency in paper machine drying processes. Investments in electrically heated thermal energy storage offer an option for more stable energy stability and cost-effectiveness during operation. Storage integration into current drying section heat recovery allows further improvements to process efficiency and lowered thermal losses. In this thesis, current and upcoming solutions for these systems are studied based on their compatibility. A surface-level analysis is made based on their technical, operational, and economic factors. The collective results show support towards combined system use in drying air preheating applications. Approximate energy cost savings up to 70 % are deemed possible with electricity-based heating through effective system management. The studied thermal storage material and technology alternatives provide wide applicability to varying scale drying sections, showing promise for their future implementation. This requires thorough and case-specific thermal system optimization. Predictions in electricity market price trends are also made possible by the use of machine learning algorithms or similar tools.Nousevat sähköistymistrendit kohottavat esiin uusia vaihtoehtoja paperikoneiden kuivausprosessien lämpötehokkuuden parantamiseksi. Investoinnit sähkölämmitteisiin lämpövarastoihin tarjoavat vaihtoehdon tasaisempaan ja edullisempaan energianjakeluun käytön aikana. Varastojen integraatio nykyisiin lämmön talteenottojärjestelmiin mahdollistaa prosessitehokkuuden jatkokehityksen sekä lämpöhäviöiden pienenemisen. Tämä opinnäytetyö tutkii näiden järjestelmien nykyisiä ja kehitettäviä ratkaisuja niiden yhteensopivuuden kannalta. Analyysi suoritetaan pohjautuen näiden teknologioiden teknisiin, operatiivisiin ja taloudellisiin tekijöihin. Saadut tulokset tukevat integroitujen järjestelmien toimintaa kuivausilman esilämmityssovelluksissa. Sähkön käyttö lämmitystarkoituksissa mahdollistaa jopa 70 % energiakustannussäästöt tehokkaan järjestelmähallinnan avulla. Tutkitut lämpövarastomateriaalien ja -teknologioiden vaihtoehdot tarjoavat laajan sovellettavuuden kooltaan vaihteleviin kuivausosioihin, osoittaen lupaavuutta tulevaisuuden käyttöönotolle. Tämä edellyttää perusteellista ja tapauskohtaista lämpöjärjestelmien optimointia. Sähkön markkinahintakehityksen ennusteita voidaan myös kehittää koneoppimiseen perustuvia algoritmeja tai vastaavia työkaluja hyödyntämällä