پروژه اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی (کاربرد مبدل)

پروژه کاربرد مبدل در صنایع مختلف (اصلاح و بهبود شبکه مبدلهای حرارتی)

پروژه حاضر در پنج فصل (فصل اول هدف و مقدمه، فصل دوم متد اصلاح شبکه، فصل سوم شامل تحلیل و طراحی شبکه مبدلها، فصل چهارم روش جدید هدف یابی ساختاری بر اساس تحلیل مسیری، فصل پنجم حل مسائل بهبود شبکه های مبدلهای حرارتی با روشهای بهینه سازی ریاضی) همراه با منابع تهیه گردیده است.

چکیده:

با توجه به اینکه در صنعت از جمله صنایع پالایش و پتروشیمی مبدل حرارتی وجود دارند که از لحاظ مصرف انرژی بهینه نمی باشند و از لحاظ اقتصادی مناسب نیستند و از طرفی ممکن است بعد از مدتی مشکلاتی از نظر عملیاتی نیز در فرآیند ایجاد نمایند. دانشمندان به فکر اصلاح (Retrofit) شبکه مبدل های حرارتی افتادند بطوری که هدفشان کاهش مصرف انرژی و طبعاً کاهش هزینه های عملیاتی بوده است بنابراین متدهای گوناگونی را ارائه داده اند که از جمله این متدها می توان به متدهای ریاضی و تحلیلی اشاره نمود ما در این سمینار روش تحلیلی را انتخاب نموده و به بیان متد Pinch برای Retrofit شبکه های مبدل حرارتی که توسط Linnhoff پایه گذاری شده است پرداخته ایم در ابتدای امر هدف در اصلاح شبکه های مبدل حرارتی را توضیح داده گفته شده که چگونه بایستی امر هدف یابی را انجام داده سپس این سئوال مطرح گردید که چگونه بایستی از عهده پروژه های بهبود (Retrofit) برآمد. که سه روش 1- اصلاح شبکه بوسیله بازبینی مستقیم ساختمان آن. 2- اصلاح شبکه به صورت یک طرح جدید (جستجوی کامپیوتری). 3- اصلاح با استفاده از تکنولوژی Pinch مطرح و به توضیح آنها پرداخته ولی از میان سه روش فوق متد اصلاح با استفاده از تکنولوژی Pinch بحث اصلی این سمینار را تشکیل می دهد. در توضیح متد Pinch ابتدا هدف یابی در فن آوری Pinch مورد بررسی قرار گرفته بطوری که پروژه را در یک محدود سرمایه گذاری مشخص به سمت زمان برگشت قابل قبولی هدایت نماید. سپس فلسفه هدف یابی شرح داده شده است و در فلسفه هدف یابی گفته شده که در اولین گام می بایستی وضعیت شبکه موجود را نسبت به شرایط بهینه مشخص نمائیم که بهترین ابزار برای این کار استفاده از منحنی سطح حرارتی برحسب انرژی می باشد سپس به تفضیل به بیان روش هدف یابی پرداخته ایم و بعد از بیان مسئله هدف یابی در فصل سوم ابزار طراحی را معرفی نموده و گفته شد که طراحی شبکه در پروژه های Retrofit بسیار مشکل تر از طراحی ابتدائی است زیرا یکسری مبدل قبلاً نصب شده اند و در کل، طرح توسط ساختمان شبکه موجود محدود شده است و تغییر موقعیت مبدل ها مستلزم صرف هزینه می باشد.

لذا جهت کاهش هزینه طراحی لازم است تا جایی که امکان دارد از وسایل موجود حداکثر استفاده را نمود بنابراین احتیاج می باشد که به آزمایش هر مبدل به طور جداگانه و بررسی تأثیر آن در عملکرد کلی شبکه پرداخته شود به این ترتیب می توان دریافت که کدام مبدل اثر مثبت در شبکه دارند و باید به عنوان مبدل مناسب حفظ گردد و کدام مبدل به طور نامناسب جایگذاری شده اند و بایستی تصحیح گردد از این رو به روش هایی که برای این بررسی وجود دارد پرداخته که عبارتند از : 1- مبدل های عبوری از Pinch. 2- منحنی نیروی محرکه. 3- تحلیل مسئله باقی مانده. 4- تغییر موقعیت مبدل ها.

و مفصلا روش های فوق را مورد بحث قرار داده و به نتیجه گیری در مورد روش های فوق پرداخته و بعد از آن طراحی را آغاز نموده. در ابتدا مراحل طراحی را بیان نموده که عبارتند از:

1- تحلیل مبدل های موجود. 2- تصحیح مبدل های نامناسب. 3- جایگذاری مبدل های جدید. 4- اعمال تغییرات ممکن در طرح.

و سپس به توضیح مراحل فوق پرداخته و در نهایت به اعمال محدودیت های فرآیند در روش طراحی اشاره شده است با توجه به اینکه در فصل دوم یک روش هدف یابی برای متد Pinch بیان شده بود در فصل چهارم یک روش هدف یابی جدیدی برای بهبود (Retrofit) شبکه مبدل های حرارتی ارائه شده است که این روش به نام تحلیل مسیری عنوان شده و به ارزیابی زیر ساختار ها (یعنی اجزا مستقل شبکه موجود) به منظور بدست آوردن اقتصادی ترین و عملی ترین فرصت برای ذخیره انرژی را ارائه کرده است و همانطور که در پیشینه اشاره شد اصلاح شبکه از طریق روش و سنتز ریاضی روش های متعددی دارد که ما در فصل پنجم این سمینار فقط بطور گذرا و خیلی مختصر روش مرکب برای اصلاح شبکه مبدل های حرارتی و مدل Synheat را معرفی نموده.