1. 2
Norske-Skog Parenco –
Frischwassereinsparung
durch Wassermanagement-System
Anderthalb Jahre nach Einführung des werksweiten
Wassermanagement-Systems ist es Zeit, Bilanz zu ziehen und die
tatsächlichen Einsparungen beim Frischwassereinsatz und den
Einfluss auf die Prozesswasserqualität zu beziffern.
Im Sommer 2002 wurde bei Norske Skog limitierte Frischwasserressourcen, eine
im niederländischen Werk Parenco die begrenzte Kapazität der bestehenden bio-
neue Deinkinganlage DIP 6 für 620 t / 24 h logischen Abwasserkläranlage sowie die
Dietmar Borschke
Fertigstoff erfolgreich in Betrieb genom- Einhaltung behördlicher Grenzwerte.
Fiber Systems men. Voith Paper erhielt den Auftrag zur Technologische Zielstellungen waren die
dietmar.borschke@voith.com
Planung dieser Aufbereitungslinie, diver- Verbesserung der Prozesswasserqualität
ser Nebenanlagen sowie zur Lieferung und -qualitätskonstanz für alle Betriebs-
technologischer Kernkomponenten. Zur bedingungen sowie die Darstellung eines
Sicherstellung einer fehlerfreien Einbin- geeigneten Temperaturprofils des Stoff-
dung aller neuen Anlagenbereiche wurde Wasser-Systems unter Beachtung der
von Voith mit Unterstützung der Techno- Wärme- und Energiebilanz der Gesamtan-
logen von Parenco eine werksweite Sys- lage. Um diesen Forderungen für das
temanalyse durchgeführt. Alle produkti- komplexe Werksumfeld zu genügen, wur-
onsrelevanten Teilsysteme wurden vor de nach Bereitstellung der „Hardware“-
Ort untersucht und evaluiert. Voraussetzungen eine übergeordnete
Prozesswasserregelung, das sogenannte
In Hinblick auf die neugeschaffene Pro- Wassermanagement-System, ent-
duktionskapazität und die von Parenco wickelt.
verfolgte Qualitätsstrategie kristallisierte
sich als wesentliches Ergebnis dieser Es wurde in den folgenden Schritten ge-
Studie die Notwendigkeit zur Optimie- plant und ausgeführt:
rung des gesamten Prozesswasser- ● Bau von zusätzlichen MC-Stapeltürmen
1 Systems heraus. Zu beachten waren für flexiblere Fertigstoffbevorratung
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2. Fiber Systems 3
Abb. 1: Norske-Skog Parenco, Niederlande.
Abb. 2: Verfahrenskonzept –
Gesamtwerk Norske-Skog Parenco.
● Zuordnung und Auslegung von assozi- 2
ierten dynamischen Stoff- und Wasser- Halbstoffproduktion Stapelung Bleiche PM
speichern Mischzentrale
DIP 4 Konstanter Teil
DIP 1
● Optimierung der Wasserführung und Loop 1 Loop 2
-kühlung in den Wasserkreisläufen Filtrat Bleiche DIP
KT PM 1
● Umbau der Saveall-Scheibenfilter bei- Bleiche TMP
der Papiermaschinen und Optimierung DIP 5 MC
PM 1 Filtrat 1 Ausschuss
der Scheibenfilter-Peripherie Loop 1 Loop 2 1
● Umstellung von Siebwasserstapelung Filtrat
Filtrat
auf Klarfiltratstapelung für beide 3 PM-Scheibenfilter-Filtrat
MC
Papiermaschinen im Juli 2002 DIP 6
Loop 1 Loop 2 PM 2 Filtrat
● Einführung einer übergeordneten Re- 2 2 Ausschuss
gelstrategie für das gesamte Prozess-
TMP A Bleichlinie 1 TMP 1
wassersystem im September 2002 Bleiche DIP
ohne Bleiche 1 KT PM 2
● Mitarbeiterschulung und Inbetrieb- Bleiche TMP
nahme. TMP B Filtrat TMP 3
Zentrale Behandlung
Bleichlinie 2 Prozesswasser
TMP C ohne Bleiche 2 TMP 4
Schlamm
Produktionsprofil Parenco
Parenco produziert auf zwei Papierma-
schinen Standardzeitungsdruck und auf- zesswasserreinigung skizziert. Der Um- überschüssige Siebwasser der Papierma-
gebesserten Zeitungsdruck mit Flächen- bau des Siebwasserspeicher-Systems ein- schinen entstofft und als Klarfiltrat mit
gewichten von 42 bis 56 g/m 2 sowie auch schließlich der Saveall-Scheibenfilter in definierter niedriger Feststoffbeladung
SC-Papiere. Die Brutto-Jahresproduktion ein konsequentes Klarfiltratsystem ist gestapelt werden. Die ehemaligen Sieb-
beträgt ca. 460.000 t / a. Als Halbstoff- ebenfalls angedeutet. wasser-Silos speichern heute ausschließ-
basis dienen einerseits thermo-mechani- lich Klarfiltrat, welches als Abholwasser,
scher Holzstoff (TMP), welcher auf drei Ergänzungswasser der Halbstoffanlagen,
TMP-Linien mit einem Masseanteil von Ergebnisse Ausschussauflösewasser und Frischwas-
10 bis 25 % erzeugt wird, und anderer- serersatz an den Reinigungseinrichtun-
seits Deinkingstoff, welcher aus einer Mi- Ausgehend von der Festlegung spezifi- gen der Papiermaschine eingesetzt wird.
schung von recycelten Zeitungen und scher Wasserverbrauchszahlen wurden Abb. 3 zeigt anschaulich den Erfolg der
Illustrierten auf drei Deinkingsträngen mannigfaltige planungsseitige Eingriffe in Umbaumaßnahmen anhand der gemesse-
(DIP 4 - 6) mit einem Masseanteil von 75 die Siebwasser- und Filtratführung, in die nen Feststoffgehalte in den drei Klar-
bis 90 % aufbereitet wird. Es bestehen Scheibenfilterkonstruktion und -regelung, filtratsilos. Lag die Feststoffbeladung
verschiedene Bleichlinien, die es erlau- in die Frischwasserzuteilung und -rege- (TSS) vor dem Umbau noch bei 2.000 bis
ben, TMP und Deinkingstoff gerade für lung, in die Ausbilanzierung assoziierter 4.000 mg / l mit schwankenden Werten,
aufgebesserte Papiersorten oxidativ und Stoff- und Wasserspeicher, in Wärmetau- konnte danach der Feststoffgehalt in den
reduktiv zu bleichen. schersysteme sowie in die Abwasserab- Silos auf unter 500 mg/l mit geringer Va-
führung und -regelung unternommen. riation gesenkt werden. Dies bedeutet ei-
In Abb. 2 ist auch der Neubau der zen- Ohne Kapazitätserweiterung der beste- nen signifikanten Beitrag zur Reduzierung
tralen Behandlung aller Deinkingschläm- henden vier Saveall-Scheibenfilter konnte von unkontrollierten Feststoff- und Stör-
me in Verbindung mit der zentralen Pro- durch diese Maßnahmen das gesamte stoffrezirkulationen und damit zur Ver-
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3. 4
Abb. 3: Feststoffbeladung im Prozesswasser-
system PM 1 / PM 2.
Klarfiltrat Silo 1
Klarfiltrat Silo 2
Klarfiltrat Silo 3
Abb. 4: Einsparungen und Prozessstabilität
durch Wassermanagement-System (WMS).
Abb. 5: PLS-Bedienbild.
3 besserung der Prozesskonstanz im Pro-
9000
Umbau und Einführung Wassermanagement duktionssystem.
8000 Optimierung
Saveall-
7000 Die Verbesserung der Prozessstabilität
Scheibenfilter
6000
lässt sich auch anhand der Varianz der
Frischwassereinnahme, des aktiven Sys-
TSS in mg/l
5000
temvolumens (tatsächlich gespeichertes
4000 Stoff- und Wasservolumen) und der Ab-
3000 wasserabgabe dokumentieren. Wie in
Abb. 4 ersichtlich, konnten die Streubrei-
2000
ten für diese Verbrauchs- und System-
1000 parameter entscheidend reduziert wer-
0 den, hier ausgedrückt in absoluter Stan-
1-1-2002
17-1-2002
4-2-2002
20-2-2002
8-3-2002
26-3-2002
14-4-2002
4-5-2002
25-5-2002
22-6-2002
9-7-2002
25-7-2002
10-8-2002
26-8-2002
13-9-2002
29-9-2002
15-10-2002
1-11-2002
17-11-2002
8-12-2002
24-12-2002
12-1-2003
30-1-2003
15-2-2003
3-3-2003
21-3-2003
6-4-2003
22-4-2003
8-5-2003
24-5-2003
9-6-2003
25-6-2003
13-7-2003
29-7-2003
14-8-2003
30-8-2003
dardabweichung. Nachvollziehbar ist,
dass sich dadurch auch eine Vergleich-
mäßigung des Gehaltes an störenden
Zeit Wasserinhaltsstoffen wie auch nützlichen
4 Zeitraum Prozesschemikalien einstellt, welche die
1-8/2002 2003 1-5/2004
ohne WMS mit WMS mit WMS
Prozesskonstanz und -beherrschbarkeit
Wert Standard- Wert Standard- Wert Standard-
aber auch die Produktqualität positiv be-
abweichung abweichung abweichung einflusst.
Spez. Frischwasser- 13,6 3,7 11,9 2,4 12,1 2,0
einnahme [m 3/t] Die Betreiberakzeptanz einer werkswei-
Abwasser 11.600 2.500 12.990 1.700 12.570 1.270 ten Regelung, die in Automatisierungs-
[m 3 / 24 h] systeme und Verantwortlichkeiten ver-
Save all Kapazität 44.600 - 63.400 - 63.400 - schiedener Produktionsbereiche eingreift,
[m 3 / 24 h]
steht und fällt mit einer einfachen Hand-
Stoff-Wasser- 18.700 2.830 17.000 945 17.000 890
Volumen Werk [m 3 ] habung im Prozessleitsystem (PLS). Da-
5 her haben wir größten Wert auf eine voll-
ständige Automatisierung, eine übersicht-
liche Visualisierung der Stoff- und Was-
serbevorratung, der Verbrauchs- und
Kennzahlen sowie der Funktionalität der
übergeordneten Prozesswasserregelung
gelegt. Die im PLS dargestellten Informa-
tionen kommen Bedienern aller Anlagen-
bereiche zugute, für manuelle Eingriffs-
möglichkeiten bestehen ausgewählte Zu-
griffsrechte. Beispielhaft sei in Abb. 5
ein PLS-Bedienbild dargestellt, welches
einen für die Papiermaschinenbetreiber
wichtigen Teil der Funktionalität des Was-
sermanagement-Systems visualisiert. Zu
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4. Fiber Systems 5
erkennen sind die über den zentralen Remco
Steuerbaustein angesteuerten Klarfiltrat- Feijten
silos sowie die Remote-Regelungen von
Wasserzu- und -abflüssen im Werk. Be- Prozess-
ingenieur,
dienerfreundlichkeit bedeutet auch, dass Norske-Skog
sämtliche Betriebssituationen, die vom Parenco,
kontinuierlichen Produktionszustand ab- Renkum
weichen, vom Wassermanagement-Sys-
tem derart ausgeregelt werden können,
dass minimaler Ressourcenverbrauch
und bestmögliche Prozessstabilität ge-
währleistet sind. Damit können sich die „Wir waren von Anfang an von der Wich- Für die Funktionsplanung mussten meh-
Maschinenführer bei einem Papierma- tigkeit einer werksweiten Systemanalyse rere unterschiedliche Prozessleitsysteme
schinenabriss voll auf die Situation in der bei Parenco überzeugt, um die Projekt- unterschiedlicher Generationen verknüpft
Pressen- und Trockenpartie konzentrie- risiken bei der Einbindung der Deinking- werden. Die Inbetriebnahme und Regler-
ren, weil das periphere Stoff-Wasser- anlage DIP 6 zu minimieren. Deshalb parametrierung waren dennoch problem-
System adäquat reagiert, also regelt! haben wir unseren Partner Voith bei der los. Inzwischen haben wir mit dem Sys-
Datenerhebung und -auswertung voll tem ausreichend Erfahrung gesammelt.
unterstützt. Unser existierendes Wasser- Die Anlagenfahrer sind mit der vollauto-
Einsparungen system hätte nach dem Neubau der DIP 6 matischen Regelung des Wasserhaus-
verbunden mit einer flexibleren Halb- halts sehr zufrieden. Anlagenstillstände,
Anderthalb Jahre nach Optimierung des stofferzeugung und -bevorratung den Papierbahnabrisse oder gelegentliche
Wassersystems und Einführung des Was- Anforderungen nicht mehr standgehalten. manuelle Eingriffe regelt das Wasser-
sermanagement-Systems im September management-System sehr gut aus.
2002 zogen die Technologen von Norske Unser Papiersortenspektrum, notwendige Frühere auffällige Tagesspitzen in der
Skog Bilanz. Die behördlichen Vorgaben Sortenwechsel sowie häufiges An- und Frischwassereinnahme oder Abwasser-
für eine maximale Frischwassereinnahme Abfahren von TMP- und Deinkingstränge abgabe sind erheblich reduziert.
von 5,7 Mio m 3/a im Werk Parenco konn- erforderten häufig manuelles Eingreifen
ten im Jahr 2003 mit 5,1 Mio m 3/a weit und persönliche Absprachen der Opera- Der spezifische Frischwassereinsatz
unterschritten werden. Bei einer Netto- tor zur Beherrschung des Wasserhaus- konnte vom Jahr 2002 auf 2003 um
Papierproduktion von 427.000 t/a ent- halts. Nach Optimierung des Prozess- 1,7 m 3/t reduziert werden. Wir arbeiten
sprach dies einer mittleren spezifischen wasser-Systems haben wir uns auf die derzeit intensiv an der weiteren Verbes-
Frischwassereinnahme von 11,9 m 3/t. Einführung des anlagenweiten Wasser- serung der Anlagen- und Papiermaschi-
Im Jahr 2002 wurden im Mittel noch management-Systems gründlich vor- nenverfügbarkeit. Dies gibt ein weiteres
13,6 m 3/t Frischwasser eingenommen. bereitet. Mir war wichtig, dass die Men- Potenzial für die Reduzierung des
Dies entspricht einer Reduzierung der schen, die unsere Produktionsanlagen zukünftigen Frischwassereinsatzes im
produktionsbezogenen Frischwasserein- betreiben, Prinzip und Funktionsweise Werk Parenco.
nahme von 12,2 % bezogen auf den Vor- des Systems verstehen lernen.
jahreszeitraum. Nicht berücksichtigt blei- Das Wassermanagement verstehen wir
ben im Vergleich die positiven Auswir- Deshalb habe ich im Vorfeld der Inbe- als einen wichtigen Baustein und ein
kungen der Optimierung bereits Ende triebnahme mit meinen Produktions- „Tool“, mit der wir unsere konsequente
2002, so dass die tatsächlichen Effekte kollegen Schulungen zum neuen Prozess- Kostensenkungs- und Qualitätsstrategie
größer sein dürften. wassermanagement durchgeführt. verfolgen.“
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