تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

فهرست مطالب

در این مقاله تجزیه و تحلیل و بهینه سازی یک سیستم آب خنک کننده در گردش مجدد با هدف برآورده ساختن هرگونه شرایط عرضه برای برج خنک کننده ارائه شده است. بخشی از واحد تقطیر نفت خام جوی برای تجزیه و تحلیل و سنتز سیستم های خنک کننده آب با روش کیم و اسمیت (KSD) انتخاب شد.

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

با تغییر پیکربندی شبکه مبدل حرارتی می توان بار برج خنک کننده و هزینه مربوط به سیستم آب خنک کننده را کاهش داد. در این مقاله ، روش KSD برای یک شبکه مبدل حرارتی توسعه یافته با استفاده از این روش مبتنی بر روش نمودار الگوریتمی منابع آب اکتشافی (WSD) جهت سنتز شبکه تبادل جمعی گسترش یافته است.

یک ویژگی بسیار مفید برای مهندسان فرآیند تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی است. خالص کاری تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی در آب خنک کننده سنتز شده ، که منجر به کاهش 40 درصدی بار برج خنک کننده ، و به دنبال آن ، هزینه های عملیاتی و مصرف آب کمتر می شود.

سیستم آب خنک کننده سنتی می تواند به عنوان یک سیستم یکپارچه متشکل از سه مؤلفه اصلی: شبکه خنک کننده ، برج خنک کننده و پمپ آب گردشی دوباره احیا شود. واحد مرکزی چنین سیستم برج خنک کننده ای است که در آن آب گرم توسط هوا خنک می شود و به فرآیند برگردانده می شود. یک نمودار ساده از این سیستم در شکل 1 نشان داده شده است.

از 2001 ، تحقیقات گسترده ای در زمینه طراحی یکپارچه سیستم های خنک کننده آب در صنایع شیمیایی و پتروشیمی انجام شده است. برای عملکرد بهتر برج خنک کننده و ظرفیت برج خنک کننده در داخل ، اصلاح شبکه آب خنک کننده بسیار مهم است. گزارش کاملی از سیستم های آب خنک کننده در حال چرخش توسط بسیاری از نویسندگان ارائه شده است.

دانشمندان  یک روش طراحی ریشه چمن 2 را توسعه داده و توصیف کرده و سیستم توزیع سرما برای پساب سرد طراحی بهینه سیستم های خنک کننده آب برای صرفه جویی در مصرف انرژی و آب 4/4 برای رد گرمای زباله به محیط زیست انجام شد.

پیشرفت در توسعه سیستم های آب خنک کننده گسترش یافته است و یک مدل شبیه سازی جامع از یک سیستم خنک کننده چرخشی توسعه داده شده است تا تعامل بین عملکرد برج خنک کننده و پیکربندی شبکه مبدل حرارتی را پاسخ دهد. دانشمندان یک سیستم آب خنک کننده را با چندین برج خنک کننده 8 سنتز کردند.

هدف این بود که حداقل هزینه سالانه را به حداقل برسانیم. مورد نیاز آب برای پالایشگاه در فرآیندهای که در آن از آب برای خنک کردن استفاده می شود و پیچیدگی پیکربندی خالص کار آب خنک کننده ، آبرسانی می شود.

اکثر طرح ها در پالایشگاه ها همچنان از شبکه های خنک کننده های آبی استفاده می کنند که به صورت موازی کار می کنند ، این بدان معناست که آب خنک کننده گرم برای تشکیل یک یا چند جریان جمع آوری می شود که بدون در نظر گرفتن درجه حرارت آنها به برج خنک کننده فرستاده می شوند.

جابجایی موازی با سری رشته های شبکه آب خنک کننده باعث افزایش راندمان برج خنک کننده ، کاهش اختلاف دما در مبدل های حرارتی آب خنک کننده می شود و افت فشار را از طریق شبکه آب خنک کننده افزایش می دهد. خنک کننده آب در صنعت پردازش به طور قابل توجهی با هزینه های عملیاتی همراه است ،

بنابراین به حداقل رساندن نیاز خنک کننده خارجی از طریق ادغام گرما برای افزایش سودآوری ضروری است. چرخش سیستم های آب خنک کننده صنعت پردازش مواد شیمیایی ، از جمله پالایشگاه های PE-troleum ، اغلب از سیستم های خنک کننده حلقه بسته برای تأمین آب خنک کننده لازم استفاده می کند.

مطالعات متعددی در مورد آب خنک کننده در حال چرخش در ادبیات متفاوت از بینش مبتنی بر تجزیه و تحلیل خرج کردن 7،10،16 تا رویکردهای بهینه سازی ریاضی مبتنی بر 15،17،18 گزارش شده است.

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

تعداد کمی از نویسندگان از تکنیک های مدل سازی ریاضی استفاده می کنند ، که شامل بهینه سازی روبنا در موقعیت هایی است که منابع آب خنک کننده مول-نوک در آن دخیل باشد 9،11. در موارد عملی ، سیستمهایی با برجهای خنک کننده چندگانه وجود دارد.

یک روش بهینه سازی ریاضی برای سیستم های آب خنک کننده گردنبند debottle مشخص شده توسط برجهای خنک کننده مالشی و دارای تهویه متفاوت عرضه در چندین مقاله قبلی 8،15،17 ارائه شد. معمولاً ، یک سیستم آب خنک کننده با حلقه بسته به صورت موازی تنظیم می شود ،

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. در چنین پیکربندی ، تمام آب خنک کننده داغ ، صرف نظر از دمای آن ، با خروج از یک فرآیند جمع آوری و مخلوط می شود. این منجر به خنک شدن دما و افزایش سرعت جریان آب خنک کننده گرم از طریق برج خنک کننده می شود که باعث کاهش نیروی محرکه انتقال حرارت می شود.

از آنجا که همه فرآیندها به کمترین درجه حرارت در دسترس آب خنک کننده نیاز ندارند ، همانطور که در محل خروج خنک کننده مشاهده می شود ، ممکن است یک سیستم آب خنک کننده با یک تنظیم سریال ترتیب داده شود. چنین پیکربندی امکان استفاده مجدد از آب خنک کننده را فراهم می کند و منجر به پایین آمدن سرعت جریان مورد نیاز و درجه حرارت بالاتر آب در سیستم خنک کننده می شود و نیروهای محرک بیشتری برای انتقال حرارت و کاهش هزینه های عملیاتی فراهم می آورد.

شکل 2 سیستم آب خنک کننده یک پالایشگاه معمولی را در یک پیکربندی موازی نشان می دهد. دیده می شود که پس از استفاده در فرآیندهای مختلف پالایش ، آب خنک کننده جمع می شود و به سمت برج های خنک کننده هدایت می شود. نیازهای پخت در پالایشگاه به فرآیندهای استفاده از آب خنک کننده و سطح ادغام شبکه مبدل حرارتی بستگی دارد.

در این مطالعه ، یک سیستم آب خنک کننده با حلقه بسته یک پالایشگاه به صورت غیررسمی مورد آزمایش قرار می گیرد تا ثابت کند بار برج خنک کننده با پیکربندی های مختلف شبکه مبدل حرارتی با استفاده از KSD (طراحی کیم و اسمیت) می تواند دوباره بکار رود.

روش ، گسترش یافته توسط این اصل بر اساس نمودار منابع آب (WSD) 13. ترکیبی از این دو روش سودمند است زیرا کاربرد آن در ویژگیهای مختلف فرآیند بسیار آسان است و همه محاسبات را می توان با دست انجام داد. این روش تولید ورق و اطلاعات قابل قبول و قابل درک برای مهندسان فرآیند در عمل.

دانش برنامه نویسی ریاضی ریاضیات کاربردی و همچنین دانش نحوه توصیف ریاضی روند. مدلهای ریاضی شامل متغیرهای مختلف از توابع ، معادلات و فرمولهای سازگار با مهندس در دنیای واقعی نیستند. کیم و اسمیت یک روش گرافیکی را برای حداکثر عملکرد عملکرد برج خنک کننده از طریق مینی جابجایی تأمین آب به شبکه آب خنک کننده ، توسعه داده و به کار گرفته اند.

روش گرافیکی KSD2 از پروفایل های محدود جریان آب خنک کننده از طریق مبدلهای حرارتی برای ساختن منحنی کامپوزیت استفاده می کند. با تعیین درجه حرارت دما و فشار گرما ، ظرفیت گرمای جریان (CP) با حداقل سرعت جریان آب از طریق برج خنک کننده محاسبه می شود.

حداقل سرعت جریان آب از طریق برج خنک کننده در سه مرحله مشخص می شود. اولین قدم ، تعیین بسته عملیاتی عملی سیستم آب خنک کننده از خنک کننده منحنی کامپوزیت آب با در نظر گرفتن حدود عملی این سیستم است. مرحله دوم کاوش در مورد پاکت عملیاتی آسان که در مرحله اول تعیین می شود ،

برای تعیین حداقل میزان گردش آب خنک کننده است. آخرین مرحله ، خنک کننده ترکیب شبکه آب است.

منحنی کامپوزیت آب خنک کننده

شکل 3 منطقه امکان پذیر برای هدف قرار دادن منبع تغذیه یک سیستم خنک کننده چرخشی را نشان می دهد.

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

شبکه آب خنک کننده را می توان در داخل پاکت عملیاتی قابل تغییر تغییر داد. منطقه عملی با حداقل سرعت جریان آب (حداکثر استفاده مجدد) و سرعت جریان حداکثر آب (پیکربندی موازی) 4،5،6 تعیین می شود.

هنگام تعیین منطقه امکان پذیر ، باید چندین موضوع عملی در نظر گرفته شود: سیستم آب خنک کننده نمی تواند بیش از دمای آب گرم برگردانده باشد زیرا این امر می تواند باعث ایجاد مشکلات دفع ، خوردگی و مشکلات بسته بندی برج خنک کننده شود.

مطالعه موردی

کاربرد روش پیشنهادی برای طراحی شبکه آب خنک کننده چرخشی در بخشی از واحد تقطیر نفت خام جوی در یک پالایشگاه محلی نشان داده شده است. سیستم آب خنک کننده موازی تجزیه و تحلیل دارای هشت تغییر گرمای سابق ، با کل جریان آب خنک کننده 311 تن در ساعت بود. واحد مرکزی در این سیستم برج خنک کننده با دمای آب 23 درجه سانتیگراد در خروجی است.

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

پس از عبور از مبدل های حرارتی ، آن را جمع آوری و به برج خنک کننده در حدود 40 درجه سانتیگراد برگردانده می شود. وضعیت فعلی سیستم آب خنک کننده در جداول 1 و 2 آورده شده است. ، همراه با دمای ورودی و خروجی دما ، سرعت جریان و وظیفه خنک کننده در جدول 2 آورده شده است.

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

داده های جریانهای سرد در جدول 2 (ستونهای 4 و 5) با اختلاف دمای یکسان بین ورودیها و خروجیهای جریانهای گرم و سرد برآورد شده است. برای استفاده مجدد حداکثر در تصویربرداری سریال ، TCout به طور میانگین 15 درجه سانتیگراد در رابطه با داده های جدول 1 (آخرین ستون) ، داده های ac-tual برای پیکربندی موازی افزایش می یابد.

ویژگی های برج خنک کننده

دمای ورودی آب گرم در سیستم خنک کننده باید <70 درجه سانتیگراد باشد. دمای لامپ مرطوب و دمای محیط در مقادیر متوسط ​​TWB = 18 درجه سانتیگراد و Tamb = 25 ° C گرفته می شوند.

ساخت منحنی کامپوزیت

طراحی شبکه آب خنک کننده بر اساس منحنی کامپوزیت آب خنک کننده است ، که شرایط محدود کننده کلی کل کار خالص را نشان می دهد. منحنی کامپوزیت با استفاده از داده ها در جداول 1 و 2 با هدف استفاده مجدد حداکثر از آب ساخته شده است (شکل 4 a و b). خط آب با دمای 23 درجه سانتیگراد آغاز شد و نقطه خرج کردن در دمای 55 درجه سانتیگراد یافت شد.

ظرفیت جریان آب خنک کننده مینی مال با استفاده از معادله زیر از گرمای منتقل شده به نقطه خرج کردن و درجه حرارت در نقطه خرج محاسبه می شود:

حداقل مقدار هدفمند مورد نیاز آب از برج به شرح زیر محاسبه می شود:

از آنجا که هزینه های عملیاتی متناسب با سرعت جریان آب خنک کننده است ، حداقل آب خنک کننده در این حالت بهینه است.

سنتز شبکه آب خنک کننده

شبکه آب خنک کننده با حداقل نرخ جریان آب هدف ما از 136.96 t t-1 و ظرفیت جریان 15.16 کیلو وات-درجه سانتیگراد-1. سنتز شد. به ترتیب دمای خنک کننده آب مرتب می شوند. این روش با ترکیب روش KSD و اصول WSD انجام شد.

برای سنتز مراحل زیر لازم است:

مرحله 1. مشکل را به داخل دمای داخلی تقسیم کنید ، که توسط یک منبع خنک کننده خارجی منفرد (آب برج خنک کننده با دمای 23 درجه سانتیگراد) و منابع آب داخلی در دماهای مختلف تقسیم می شوند (شکل 5).

مرحله 2. هر عملیات را با یک فلش از ورودی مربوطه تا دمای خروجی نشان دهید. این سیستم خاص از 7 فواصل تشکیل شده است.

مرحله 3: برای هر بازه دما باید تعداد کل جریانها ، تعداد جریانهای با استفاده از منبع خنک کننده خارجی و تعداد منابع آب داخلی مشخص شود. برای هر جریان در یک بازه ، ظرفیت های جریان جدید و گرمای منتقل شده توسط معادله زیر محاسبه می شوند.

در جایی که CPexw / inw دارای ظرفیت جریان منبع آب خارجی یا منابع داخلی آب است ، Tj و Tj-1 درجه حرارت بین ارزش هستند ، -kk ، j گرما بین فواصل برای هر جریان منتقل می شود. توسعه شبکه آب خنک کننده در شکل های 6-13 نشان داده شده است. نمودار شبکه نهایی با نقطه خرج کردن در شکل 11 نشان داده شده است.

 


با افزودن ظرفیتهای لازم جریان برای هر جریان با استفاده از یک منبع خارجی ، ظرفیت جریان برای برج خنک کننده در 159.16 کیلو وات درجه سانتیگراد-1 ، مربوط به نرخ جریان آب مورد نظر به دست آمده از منحنی کامپوزیت بدست می آید. نقطه Pinch در 55 درجه سانتی گراد است.

ظرفیت های جریان برج خنک کننده (خطوط آبی در شکل 13) از 159.16 کیلو وات درجه سانتی گراد -1 به 92.2 کیلو وات درجه سانتیگراد-1 (62.6 + 14.4 + 15.2) تغییر یافته است. پیکربندی شبکه جدید با کاهش بار برج خنک کننده در شکل 14 نشان داده شده است.

هزینه های عملیاتی و تجزیه و تحلیل دقیق سیستم

هزینه های عملیاتی با استفاده از معادله زیر محاسبه می شود:

سرعت جریان ورودی برج خنک کننده از 305-1 ، به عنوان محاسبه شده از تعادل گرما ، 6-1-1 پایین تر از سرعت جریان ورودی آب خنک کننده ، به دلیل تلفات شبکه است. تجزیه و تحلیل دقیق تر. با کاهش سرعت گردش آب خنک کننده ، هزینه های عملیاتی از 151 هزار و 510 دلار در سال به 85،020 دلار در سال کاهش یافت.

با پیاده سازی کولرهای هوا می توان کاهش هزینه های اضافی در هزینه های عملیاتی را بدست آورد. در این حالت ، دو کولر هوا که 260 کیلو وات توان خنک کننده را فراهم می کند ، در پایین دست از کار قرار گرفتند. پس از این اصلاح ، یک منبع داخلی اضافی در 37.5 درجه سانتیگراد ، با ظرفیت جریان 22.58 کیلو وات درجه سانتیگراد-1 در دسترس قرار گرفت.

سپس شبکه آب خنک کننده با استفاده از همین روش از بین رفته و محلول در شکل 15 آورده شده است. با اجرای کولرهای هوایی ، ظرفیت جریان کل به 144.6 کیلو وات درجه سانتیگراد-1 کاهش یافته و با آن ، سرعت جریان آب به 124.4 th-1. نتایج کلی در جدول 4.Fig آورده شده است.

نتیجه گیری:

با اجرای تنظیمات سیستم خنک کننده سریال ، که با استفاده از روش KSD با اصول مبتنی بر نمودار منبع WA توسعه یافته است ، کاهش قابل توجهی در هزینه های عملیاتی حاصل شده است. این امر باعث می شود عملکرد برج خنک کننده بهتر و افزایش ظرفیت برج خنک کننده افزایش یابد. علاوه بر این ، پایین آمدن جریان گردش آب و دمای بالاتر آن باعث می شود

روند انتقال گرما در برج خنک کننده مؤثر باشد و بیشتر هزینه های عملیاتی را کاهش دهد. با معرفی کولرهای هوای تبلیغاتی علاوه بر کاهش هزینه های عملیاتی ، می توان مصرف آب شیرین را نیز کاهش داد.

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

تجزیه وتحلیل برج خنک کننده درپتروشیمی

 

تهران، فشافویه، شهرک صنعتی شمس آباد، بلوار خیام ،خیابان مریم یک، پلاک 18

کد پستی:1834171538

☎️ 88867395 | 33167420-021

📞 09125376536 | 09126346551

☎️ 88867392 | 33180683-021

تجهیزات و قطعات برج خنک کننده

برج خنک کننده 

قطره گیر برج خنک کننده 

نازل برج خنک کننده 

پکینگ برج خنک کننده 

فن برج خنک کننده 

فن استک برج خنک کننده 

ورودی هوا برج خنک کننده 

قطعات پلیمری و فلزی 

قطعات فایبرگلاس 

نگهداری و تعمیرات برج خنک کننده

تعمیرات برج خنک کننده

عیب یابی برج خنک کننده

اقدامات ایمنی در برج خنک کننده

شرایط اضطراری در برج خنک کننده

عملکرد برج خنک کننده در زمستان

نگهداری برج خنک کننده در زمستان

نحوه خرید و قیمت ها

قیمت برج خنک کننده

خرید برج خنک کننده

قیمت پکینگ برج خنک کننده

شرکت های سازنده برج خنک کننده

نکات مهم خرید برج خنک کننده

منوی دسته های خود را در هدرساز -> موبایل -> منوی اصلی موبایل -> نمایش/مخفی -> انتخاب منو، تنظیم کنید.
سبد خرید
برای دیدن نوشته هایی که دنبال آن هستید تایپ کنید.