Suzano-Lime_kiln-success-story-title_METRIS

Implementação de controle avançado para o forno de cal reduz consumo de gás

Parceria entre ANDRITZ e Suzano Aracruz reduz consumo específico de Gás Natural (GNP) por meio da implementação de controle avançado para o forno de cal.

A Suzano comercializou 3,1 milhões de toneladas de celulose e diferentes tipos de papéis durante o terceiro trimestre de 2022, conforme o balanço trimestral da companhia. O volume é 4% superior ao do mesmo período do ano passado e representa um novo recorde da companhia para terceiros trimestres. Uma empresa que é referência global na fabricação de bioprodutos desenvolvidos a partir do cultivo de eucalipto sempre têm desafios em relação a custo e otimização de processos.

Em relação ao custo de produção, o gás é um dos principais contribuintes da matriz de custo. No projeto realizado em parceria entre ANDRITZ e Suzano Aracruz, foram implementados quatro controles avançados no forno de cal A. Os resultados, referentes ao período entre março e novembro de 2021, foram a redução de 2,61% no consumo específico de GNP e de 3,37% do consumo energético total.

Para Aledio Moura, operador de painel, a participação no projeto foi importante para o aprendizado de mais uma ferramenta de controle de processo e intercâmbio de conhecimento. No seu entendimento, foram três as etapas mais importantes, no que diz respeito à operação, para garantir o sucesso nos resultados de consumos de gás e energia no forno de cal. Primeiro, o entendimento e a discussão dos modos e formas de operação do forno de cal, realizado entre operação e ANDRITZ. Depois, a definição de limites das variáveis de controle e, por último, o acompanhamento e feedback da operação para a equipe ANDRITZ.

Modos de operação do forno de cal e definição das variáveis de controle

A área do forno é responsável por fazer a recuperação da cal, que é utilizada no processo de caustificação. “É muito importante que a recuperação seja feita com qualidade porque é evitada a adição de make up de cal no sistema. É claro que, temporariamente, sempre precisa de make up para manter o sistema com a melhor qualidade possível. Entregar uma cal de boa qualidade, ou seja, um residual de carbonato baixo, para que a cal não comprometa a qualidade do processo da caustificação”, explica Rudson Venturim, Analista OPP da Sindus ANDRITZ.

O principal objetivo do trabalho, portanto, era estudar as características do forno e entregar controles para que o equipamento pudesse trabalhar de forma otimizada e oferecer a mesma quantidade de cal com a qualidade de sempre, e com menor consumo de gás.

Os principais controles do forno inicialmente eram totalmente manuais, o que impedia a operação de tomar uma ação com rapidez, comprometendo principalmente a parte de custo. No caso da Suzano Aracruz, o custo era relativo ao consumo de GNP, que é o combustível utilizado para fazer o aquecimento da lama de cal dentro do forno. Há exemplos de outras fábricas de celulose que não utilizam gás. Se fosse o caso de uma fábrica que utiliza óleo, o controle avançado utilizado nesse projeto também se aplicaria.

No entendimento de Celson Calmon Ribeiro, Consultor de Produção da Suzano, ao eliminar a variável do ser humano, o sistema ganhou em estabilidade operacional. “Temos onze operadores, cada um pensa de um jeito, isso é a riqueza do ser humano. Quando você muda para uma inteligência artificial, equaliza isso. Nesse sentido, foi muito positivo porque deu estabilidade operacional, continuidade e retorno financeiro”, explica.

Acompanhamento da operação e trabalho em equipe

Cláudio Beiruth Xavier, Consultor de processo, explica de que forma os controles manuais influenciam na estabilidade do processo e no consumo de químicos e energia da planta. “Os controles, quando manuais, apresentam delay para responder às variações de processo e deixam de otimizar recursos tais como consumo de químico e energia. Uma vez implantado o controle avançado, desvio padrão é reduzido, o que permite se aproximar do ponto ótimo de operação e, também, se responde mais rápido às variações comuns e especiais de processo”, comenta.

Outro ponto importante do projeto foi a troca de experiências operacionais de formas de operação dos fornos de cal entre operação e ANDRITZ. Aledio Moura lembra que ao implantar o sistema, durante os momentos dos testes, o feedback dos operadores relatando dificuldades, pontos de melhoria e ocasiões onde o controle necessitava de ajuste foram fundamentais para o sucesso do trabalho.

Os especialistas de processo também participaram ativamente, principalmente no momento em que a equipe modelou o controle e ajustou os parâmetros de acordo com o seu conhecimento. “Com a experiência da planta, eles falaram sobre as regiões em que o forno opera melhor e a gente foi ajustando até achar o ponto ótimo junto com eles”, lembra Alex Ribeiro, Especialista em OPP da ANDRITZ.

Rudson Venturim, ANDRITZ OPP Analyst

Alex Ribeiro, ANDRITZ OPP Specialist

Passo importante para a transformação Digital

O grupo Suzano tem um foco importante em estratégias de transformação digital. Na avaliação de Cláudio Beiruth Xavier, dentre os objetivos da transformação digital, principalmente ciência de dados, busca-se modelar o fenômeno que compõe o meio para então compreendê-lo e controlá-lo da melhor forma.

“O controle e otimização da combustão do forno de cal passa por enxergar como o processo de calcinação ocorre e, também, como a interface humana interage com esse processo, via controle DCS. É neste ponto que a lógica fuzzy implementada incorpora blocos de controle de forma muito adequada. Portanto, a transformação digital vem para explorar a otimização máxima de processos”, considera.

Com o sucesso do projeto de implantação de controles avançados no forno A, Suzano Aracruz já está planejando realizar o mesmo trabalho nos fornos B e C.