Use of pinch analysis technology to assess the energy efficiency of the ELOU-AT-6 furnace

23 Apr 2021, 09:30
15m
oral Sustainable cold chains Sustainable cold chains

Speaker

Ekaterina Yushkova (St. Petersburg Mining University)

Description

Статья посвящена вопросу термодинамической оптимизации теплоэнергетического оборудования. Решение данной проблемы позволяет повысить энергоэффективность тепловых систем путем снижения затрат энергетических ресурсов.
Одним из наиболее эффективных методов повышения энергоэффективности тепломассообменных процессов на нефтеперерабатывающем предприятии является пинч-анализ. Однако в основе пинч-анализа лежит энтальпийный подход. Действительно для исследования энергетических установок на энергоэффективность чаще всего используют энтальпийный метод. Энтальпийный способ анализа не определяет энергию с качественной стороны. Более полную и объективную оценку различных видов энергии позволяет дать эксергетический подход, учитывающий качество энергии. В связи с вышеизложенным, возникает необходимость разработки такого метода термодинамического анализа и совершенствования систем (в частности нефтеперерабатывающей промышленности), который бы сочетал достоинства эксергетического метода и пинч-анализа.
Параметрическая оптимизация эксергетическим пинч-анализом
В исследовании разработана математическая модель для проведения параметрической оптимизации эксергетическим пинч-анализом, которая позволяет минимизировать внешние энергоресурсы, с учетом потенциала тепловой энергии. Математическая модель подходит для потоков без фазовых переходов. Особенности математической модели в рамках эксергетического пинч-анализа связаны с построением эксергетических составных кривых. Исходные данные для модели формируются в виде четырех матриц. Функции еh(Т) и ес(Т) могут быть изображены на одной температурно-эксергетической плоскости. В процессе оптимизации возникает необходимость процедуры сближения составных кривых относительно оси абсцисс до ΔТmin, учитывая критерий оптимизации.
Структурная оптимизация эксергетическим пинч-анализом
После проведения параметрической оптимизации необходимо построить систему теплообменников, для этого проводится структурная оптимизация. При проектировании теплообменных систем используется ряд правил традиционного пинч-метода, только вместо энтальпийных балансов используются эксергетические балансы.

В статье приведено сравнение традиционного пинч-метода (энтальпийного) и эксергетического пинч-метода. В качестве объекта исследования выбрана печь, которая подогревает нефть в установке первичной переработки нефти ЭЛОУ АТ-6. Результаты исследования традиционным пинч-методом показали, что печь не требует оптимизации. Однако результаты эксергетического анализа показали, что печь имеет потери эксергии. Метод эксергетического пинч-анализа позволяет сформулировать и обосновать конкретные конструктивные меры по повышению энергоэффективности печи. При помощи эксергетического пинч-анализа можно выявить неиспользуемую эксергию и определить в какой части происходят потери.

Affiliation of speaker Saint Petersburg Mining University
Publication Impact Factor journals
Position of speaker assistant

Primary authors

Ekaterina Yushkova (St. Petersburg Mining University) Prof. Vladimir Lebedev (Saint Petersburg Mining University) Mr Andrey Nikitin (National Research University ITMO)

Presentation Materials

There are no materials yet.