تحقیق کاربرد مبدل های حرارتی

موضوع : تحقیق کاربرد مبدل های حرارتی

با توجه به اينكه در صنعت از جمله صنايع پالايش و پتروشيمي مبدل حرارتي وجود دارند كه از لحاظ مصرف انرژي بهينه نمي‌باشند و از لحاظ اقتصادي مناسب نيستند و از طرفي ممكن است بعد از مدتي مشكلاتي از نظر عملياتي نيز در فرآيند ايجاد نمايند دانشمندان به فكر اصلاح (Retrofit) شبكه مبدل‌هاي حرارتي افتادند بطوري كه هدفشان كاهش مصرف انرژي و طبعاً كاهش هزينه‌هاي عملياتي بوده است بنابراين متدهاي گوناگوني را ارائه داده‌اند كه از جمله اين متدها مي‌توان به متد‌هاي رياضي و تحليلي اشاره نمود ما در اين سمينار روش تحليلي را انتخاب نموده و به بيان متد Pinch براي Retrofit شبكه‌هاي مبدل حرارتي كه توسط Linnhoff پايه‌گذاري شده است پرداخته‌ايم در ابتداي امر هدف در اصلاح شبكه‌هاي مبدل حرارتي را توضيح داده گفته شده كه چگونه بايستي امر هدف يابي را انجام داده سپس اين سئوال مطرح گرديد كه چگونه بايستي از عهدة پروژه‌هاي بهبود (Retrofit) برآمد كه سه روش 1- اصلاح شبكه بوسيله بازبيني مستقيم ساختمان آن 2- اصلاح شبكه به صورت يك طرح جديد (جستجوي كامپيوتري) 3- اصلاح با استفاده از تكنولوژي Pinch مطرح و به توضيح آنها پرداخته ولي از ميان سه روش فوق متد اصلاح با استفاده از تكنولوژي Pinch بحث اصلي اين سمينار را تشكيل مي‌دهد در توضيح متد Pinch ابتدا هدف‌يابي در فن‌آوري Pinch مورد بررسي قرار گرفته بطوري كه پروژه را در يك محدود سرمايه‌گذاري مشخص به سمت زمان برگشت قابل قبولي هدايت نمايد سپس فلسفه هدف‌يابي شرح داده شده است و در فلسفه  هدف‌يابي گفته شده كه در اولين گام مي‌بايستي وضعيت شبكه موجود را نسبت به شرايط بهينه مشخص نمائيم كه بهترين ابزار براي اين كار استفاده از منحني سطح حرارتي برحسب انرژي مي‌باشد سپس به تفضيل به بيان روش هدف‌يابي پرداخته‌ايم و بعد از بيان مسئله هدف‌يابي در فصل سوم ابزار طراحي را معرفي نموده و گفته شد كه طراحي شبكه در پروژه‌هاي Retrofit بسيار مشكل‌تر از طراحي ابتدائي است زيرا يكسري مبدل قبلاً نصب شده‌اند و در كل، طرح توسط ساختمان شبكه موجود محدود شده است و تغيير موقعيت مبدل‌ها مستلزم صرف هزينه مي‌باشد

لذا جهت كاهش هزينه طراحي لازم است تا جايي كه امكان دارد از وسايل موجود حداكثر استفاده را نمود بنابراين احتياج مي‌باشد كه به آزمايش هر مبدل به طور جداگانه و بررسي تأثير آن در عملكرد كلي شبكه پرداخته شود به اين ترتيب مي‌توان دريافت كه كدام مبدل اثر مثبت در شبكه دارند و بايد به عنوان مبدل مناسب حفظ گردد و كدام مبدل به طور نامناسب جايگذاري شده‌اند و بايستي تصحيح گردد از اين رو به روش‌هايي كه براي اين بررسي وجود دارد پرداخته كه عبارتند از 1- مبدل‌هاي عبوري از Pinch 2- منحني نيروي محركه 3- تحليل مسئله باقي مانده 4- تغيير موقعيت مبدل‌ها 

و مفصلاً روش‌هاي فوق را مورد بحث قرار داده و به نتيجه‌گيري در مورد روش‌هاي فوق پرداخته و بعد از آن طراحي را آغاز نموده در ابتدا مراحل طراحي را بيان نموده كه عبارتند از 

1- تحليل مبدل‌هاي موجود 2- تصحيح مبدل‌هاي نامناسب 3- جايگذاري مبدل‌هاي جديد 4- اعمال تغييرات ممكن در طرح

و سپس به توضيح مراحل فوق پرداخته و در نهايت به اعمال محدوديت‌هاي فرآيند در روش طراحي اشاره شده است با توجه به اينكه در فصل دوم يك روش هدف‌يابي براي متد Pinch بيان شده بود در فصل چهارم يك روش هدف‌يابي جديدي براي بهبود (Retrofit) شبكه مبدل‌هاي حرارتي ارائه شده است كه اين روش به نام تحليل مسيري عنوان شده و به ارزيابي زير ساختار‌ها (يعني اجزا مستقل شبكه موجود) به منظور بدست آوردن اقتصادي‌ترين و عملي‌ترين فرصت براي ذخيره انرژي را ارائه كرده است و همانطور كه در پيشينه اشاره شد اصلاح شبكه از طريق روش و سنتز رياضي روش‌هاي متعددي دارد كه ما در فصل پنجم اين سمينار فقط بطور گذرا و خيلي مختصر روش مركب براي اصلاح شبكه مبدل‌هاي حرارتي و مدل Synheat را معرفي نموده است

دانلود پروژه کاربرد مبدل های حرارتی در صنایع

مبدل هاي حرارتي

فهرست مطالب

چکیده   ۱

پیشینه اصلاح مبدل‌های حرارتی   ۴

۱- روش تحلیل Pinch    ۴

۲- روش برنامه‌ریزی ریاضی   ۴

مقدمه   ۸

فصل اول    ۹

۱-۱) هدف    ۹

هدف در اصلاح (retrofit) شبکه‌های مبدل‌های حرارتی چیست؟   ۱۰

۱-۲) روش‌های موجود در اصلاح شبکه   ۱۱

۱-۲-۱- اصلاح شبکه بوسیله بازبینی مستقیم ساختمان آن   ۱۱

۱-۲-۲- اصلاح شبکه بصورت یک طرح جدید (اصلاح کامپیوتری)   ۱۱

فصل دوم    ۱۳

۲-۱) اصلاح شبکه با استفاده از تکنولوژی Pinch   ۱۳

۲-۲ ) هدف‌یابی در متد pinch برای بهبود شبکه مبدل‌ حرارتی   ۱۴

۲-۳) فلسفه هدف‌یابی   ۱۵

۲-۴) روش هدف‌یابی   ۱۹

۲-۵) منحنی سرمایه‌گذاری بر حسب ذخیره‌سازی انرژی   ۲۷

فصل سوم    ۳۰

۳-۱) ابزار طراحی   ۳۰

۳-۲) بررسی مبدلهای عبوری از PINCH    ۳۲

۳-۳) منحنی‌ نیروی محرکه (DRIVING FORCE PLOT)   ۳۳

۳-۴) تحلیل  مسئله باقی‌مانده (REMAINING PROBLEM ANALYSIS)   ۳۶

۳-۵) تغییر موقعیت مبدلها (EXCHANGER SHIFTING)   ۴۲

۳-۶ ) نتیجه‌گیری   ۵۱

۳-۷) طراحی   ۵۲

۳-۸) روش طراحی   ۵۲

۳-۹) اعمال محدودیت‌های فرآیند در روش طراحی   ۵۷

فصل چهارم    ۵۸

روش جدید هدف‌یابی ساختاری بر اساس تحلیل مسیری   ۵۸

۴-۱)‌ مقدمه   ۵۸

۴-۲) تحلیل مسیری اساس هدف‌یابی ساختاری   ۵۹

فصل پنجم    ۶۶

حل مسائل بهبود شبکه‌های مبدلهای حرارتی با روشهای بهینه‌سازی ریاضی   ۶۶

(۵-۱) مقدمه   ۶۶

۵-۲) روش مرکب برای retrofit شبکه‌های مبدل‌های حرارتی   ۶۷

۵-۳) خلاصه استراتژی بهبود دادن   ۶۷

۵-۴) بهینه‌سازی ترکیبی  ۷۰

۵-۵) فرمولاسیون غیرخطی   ۷۱

۵-۶) مدل SYNHEAT    ۷۱

فهرست منابع لاتین