La circularité, tout le monde en parle aujourd'hui, mais Stora Enso ferme la boucle pour le papier depuis des années. Avec des matériaux et des processus durables. Sans purification de l'eau, par exemple, la production s'arrête. Afin de continuer à garantir un fonctionnement fiable, une modernisation des entraînements s'imposait. Stora Enso a contacté Danfoss, qui a proposé ATS comme maître d'œuvre, car il ne restait qu'une journée pour passer de l'ancien au nouveau concept de traitement de l'eau à l'épreuve du temps.

Le groupe finno-suédois Stora Enso est l'un des principaux fournisseurs de solutions durables pour les emballages, les biomatériaux et les structures en bois. Il s'appuie sur la philosophie selon laquelle tout ce qui est fabriqué aujourd'hui avec des matériaux d'origine fossile peut provenir d'arbres demain. Sur le site de Langerbrugge, 540 000 tonnes de papier journal et de papier magazine sont produites chaque année, entièrement à partir de déchets de papier. La circularité à son meilleur, une approche qu'elle étend également à ses propres processus.

"Sur le site, nous disposons de deux centrales électriques et de trois éoliennes. Cela nous permet de satisfaire pleinement nos besoins en vapeur et, dans une large mesure, en électricité", explique Philip Mechelinck, technicien de conduite chez Stora Enso.

200 litres d'eaux usées par seconde

L'eau est un deuxième élément clé de cette histoire. "L'eau sert de vecteur à la pâte à papier et à la production de vapeur, elle joue donc un rôle essentiel ici. Nous pompons l'eau du New Kale et la rejetons dans le canal après un traitement approfondi. Pour donner une idée du débit, 200 litres d'eaux usées passent par seconde", explique Wanne Verstraeten, ingénieur de projet chez Stora Enso. Dans les cellules de flottation des deux usines de "désencrage", les boues provenant de l'encre et des fibres de papier sont lavées et éliminées autant que possible. Le rejet (encre, etc.) provenant de ces cellules de flottation est épaissi et incinéré à l'EC1. L'autre fraction est l'effluent et est traitée par la station d'épuration. "Celle-ci possède deux lignes, l'une datant des années 1950, l'autre de 1978. L'entraînement des moteurs était déjà régulé en fréquence. Mais nous nous heurtions de plus en plus à l'âge du système. De plus, le système fonctionne à 500 V. Il était donc encore plus difficile de se procurer des pièces de rechange .

Un jour pour le transfert

À quoi devait ressembler la nouvelle solution ? La même. "Du point de vue des processus, aucun changement n'était nécessaire. Tout fonctionnait comme il se doit. Cependant, nous voulions un système qui augmente la disponibilité de la station d'épuration et qui soit prêt à faire la transition vers un réseau à fibre optique à l'avenir", explique Gerd Vanrenterghem, superviseur-planificateur de Stora Enso. Le calendrier était clair : la fermeture quinquennale prévue pour juin 2023. "Chaque année, la station d'épuration fait l'objet d'un arrêt pour maintenance, mais pour effectuer ces changements, tout devait être mis hors tension." Il s'agissait donc d'un projet qui exigeait une bonne préparation, car il ne restait qu'une journée pour le transfert des entraînements.

Sélection de VLT® AutomationDrive FC 302 variateurs de fréquences

Les variateurs utilisés à l'origine dans le traitement de l'eau étaient des variateurs VACON CX® de Danfoss. variateurs de fréquences Au cœur de la nouvelle solution se trouvent les VLT® AutomationDrive FC 302 . Koen Schiettekat explique pourquoi : "Unréseau informatique et un réseau de 500 V peuvent représenter un véritable défi . Mais ce type de variateur peut gérer les deux. De plus, il peut communiquer via Profinet S2, ce qui était également l'une des demandes de Stora Enso. Une troisième raison pour laquelle ils sont si bien assortis est la combinaison du STO standard et de l'option de sécurité VLT® MCB 152, qui fournit deux entrées numériques de sécurité configurables. Le tout est également équipé de circuits imprimés revêtus de 3C3". L'état de l'art, en d'autres termes, et aujourd'hui, cela nécessite également un revêtement numérique : "La surveillance de l'état, en d'autres termes. Chez Stora Enso, cela fonctionne à deux niveaux. D'une part, les enroulements du stator du moteur sont vérifiés pour détecter tout vieillissement. D'autre part, nous examinons la courbe de charge (courbe enveloppe). De cette manière, le régulateur de fréquence est utilisé comme un capteur intelligent pour surveiller l'état du moteur et de l'application, détecter les problèmes à temps et trouver des solutions avant même qu'ils n'affectent le processus. En cas d'écart, une alarme est générée afin que l'équipe de maintenance puisse commencer à envisager les actions nécessaires pour éviter les temps d'arrêt.

Réseau redondant

Au total, 39 lecteurs ont dû être remplacés. Tous étaient du même type en termes d'intelligence et de contrôle. Cependant, trois d'entre eux ont été équipés de filtres de sortie sinusoïdaux, en raison des câbles de moteur très longs. Mais les travaux ne se sont pas limités à cela. Tout le réseau qui l'entoure a également été reconstruit. Mechelinck : "Juste pour créer cette structure redondante. Les problèmes sur la ligne 1 de la station d'épuration ne doivent pas affecter la ligne 2 à l'avenir et vice versa. Nous sommes également passés de Profibus à Profinet S2". ATS s'est chargé de tout, de la conception à la mise en œuvre sur site en passant par l'ingénierie. "Pour réaliser cette compartimentation entre les deux lignes, certaines cartes ont été remplacées et de nouvelles cartes ont été ajoutées. Okken signs de Schneider, Stora Enso était déjà familiarisé avec la technologie, c'était donc un choix logique", explique Danny Feliers, key account manager ATS.

Une préparation très minutieuse

Le processus a débuté en septembre 2022, mais s'est avéré assez excitant en raison des longs délais de livraison et de l'échéance de juin 2023. Le chef de projet ATS Kevin Mortier : "Dès la phase de conception, un certain nombre de choix de composants ont été faits en fonction de la disponibilité." construction de tableaux L'équipe d'ATS a pu commencer à travailler au début du mois de mai. Le FAT a suivi deux semaines plus tard à Kruisem. La conversion de la première ligne a commencé au début du mois de juin, deux semaines avant le jour J. Un nouveau local a été aménagé pour les nouvelles armoires, le câblage y a été tiré, le transfert des données du variateur de vitesse vers le système DCS a été examiné ... Bref, tout a été préparé à la perfection afin de pouvoir remettre en service les pompes de la première ligne le plus rapidement possible. "Cela a été possible grâce à cette nouvelle approche. Et reprendre rapidement le travail sur la ligne 2."

Force de l'ATS

Pourtant, faire en sorte que toutes ces étapes s'enchaînent sans retard, où que ce soit, relevait de l'exploit . "Il était crucial de pouvoir compter sur un partenaire comme ATS, qui pouvait gérer l'ensemble du projet", explique M. Verstraeten. Au final, chaque pompe a reçu sa propre armoire. refroidissement Pour un certain nombre d'entraînements de grande taille (110 kW et plus), un modèle d'armoire de Rittal a été choisi avec un système spécifique pour les pompes. "Celui-ci utilisait des kits de ventilation optionnels ("Cooling Duct kits") de Danfoss pour l'installation dans une armoire Rittal standard. refroidissement Grâce au "Back Channel Cooling" du FC 302 combiné aux conduits d'air montés en haut et en bas du variateur, une ventilation efficace est obtenue (le ventilateur du dissipateur thermique du variateur fournit le flux d'air forcé dans ce canal de ventilation). 90 % de la chaleur est immédiatement évacuée par l'aspiration de l'air à travers le socle. refroidissement Une dissipation thermique très efficace qui élimine le besoin d'une ventilation supplémentaire", précise M. Feliers. Les schémas ont été élaborés dans Eplan, puis adaptés et intégrés à la structure de Stora Enso. "Un mélange de nos normes et de leurs règles du jeu", résume M. Mortier.

L'efficacité énergétique est également en hausse

Stora Enso s'est montré particulièrement satisfait par la suite. construction de tableaux"L'installation a été très bien finie, en termes de montage, de câblage et d'entretien. La mise en œuvre s'est déroulée sans aucun incident et la communication a été claire tout au long du processus. Une première expérience agréable avec ATS", a déclaré M. Mechelinck. Aucun problème important n'est survenu depuis la conversion en juin. "Parce que l'image opérationnelle est tout simplement mieux structurée maintenant", ajoute Vanrenterghem. Il en va de même pour la gestion de l'énergie.

variateurs de fréquences "Les nouveaux ont un rendement beaucoup plus élevé. refroidissement Elles dégagent également moins de chaleur, de sorte que l'appareil doit travailler moins dur. Le facteur de l'efficacité énergétique a d'ailleurs été décisif dans la réalisation de ce projet. Nous y veillons très attentivement lors de chaque investissement", conclut M. Verstraeten.

Danfoss - ATS : partenaires dans le contrôle de la vitesse variable

Pour ATS et Danfoss, ce projet n'était pas le premier tango qu'ils dansaient ensemble. Des années de coopération ont abouti en 2023 à la reconnaissance d'ATS comme partenaire agréé de Danfoss Drives. La combinaison des deux expériences profitera avant tout aux clients. Ils peuvent compter sur une assistance commerciale et technique à proximité immédiate pour tous leurs besoins en matière de technologie d'entraînement. Également Stora Enso. Ce projet a bénéficié d'une extension sous la forme d'un accord de niveau de service (accord DrivePro® Response). Ensemble, ATS et Danfoss assurent une assistance 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, garantissant une réponse immédiate aux problèmes et la présence d'un ingénieur sur place dans les quatre heures.