پایان نامه ارشد مهندسی مکانیک گرایش سیستمهای انرژی: بهبودعملکردشبکه بخار در شرکت پالایش نفت شیراز

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش : سیستمهای انرژی

عنوان : بهبودعملکردشبکه بخار در شرکت پالایش نفت شیراز

دانشگاه صنعتی خواجه نصیر

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش سیستمهای انرژی

عنوان:

بهبودعملکردشبکه بخار در شرکت پالایش نفت شیراز

استاد راهنما:

آقای دکتر محمد رضا امیدخواه

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول :

اصول ترمودینامیکی و مقدمات تعریف اکسرژی

1
     1- مقدمه2
       استفاده از مدلهای هدف گذاری برای محاسبه بازده دیگهای بخار و توربینها7
       نمایش شبکه انتقالی فرآیند کل9
         1-1) هدف از یکپارچه سازی و تعیین سطوح بهینهء فشار11
           1-2) معرفی فرآیند و سرویس های جانبی12
                 1-2-1) معرفی سیستم بازیافت حرارت و اثر آن بر سیستم سرویس جانبی15
               1-2-2) معرفی فرآیند شیمیایی16
         1-3) نقش تعیین سطوح بهینه ی بخار سیستم سرویس جانبی در فرآیند کل16
فصل دوم :

انتخاب نوع توربین ها و ارائه ی معادلات مربوط به تغییر خواص فیزیکی و ترمودینامیکی بخار با تغییرات دما و فشار

22
           2-1) بررسی مدلهای مختلف برای انتخاب نوع توربین ها23
           2-2) انتخاب روشهای مناسب برای پیش بینی خواص فیزیکی در شرایط عملیاتی مختلف24
               2-2-1) ارائه ی معادلات برای حالت اشباع25
             2-2-2) ارائه ی معادلات برای حالت فوق داغ27
فصل سوم :

نحوه تشکیل ابرساختار و ارائه مدل ریاضی

31
3-1) تعیین ابرساختار مناسب32
3-2) تعیین معادلات مربوط به ابرساختار34
     1- مشخص کردن تابع هدف34
   2- مشخص کردن متغیرهای طراحی35
     3- نوشتن معادلات35
         الف) موازنه های جرمی36
   ب) موازنه های انرژی36
   ج) کار تولیدی توسط توربین ها37
   د) تأمین انرژی مورد نیاز فرآیند37
3-3) مدل ریاضی تعیین سطح فشار بهینه ی بخار در سیستم سرویس جانبی با درنظر گرفتن تغییرات خواص فیزیکی و ترمودینامیکی بخار40
1- تعیین ابرساختاری مناسب با توجه به اطلاعات مسئله41
2- مشخص کردن اصولی یکسان برای نوشتن معادلات41
3- مشخص کردن تابع هدف44
4- مشخص کردن متغیرهای طراحی و قیود مربوط به آنها44
5- معادلات لازم برای حل مدل45
6- اطلاعات مورد نیاز50
فصل چهارم :

بررسی شرایط و سناریوهای عملیاتی مختلف و بررسی نتایج حاصل از آنها

52
1- سناریوی اول ( شرایط عملیات جاری سیستم تولید وتوزیع بخار )53
2- سناریوی دوم ( حذف اتلافها و تخلیه به آتمسفر)58
3- سناریوی سوم ( استفاده از ظرفیت اضافی مولدهای بخاری برق ( 3 مگاوات ))61
4- سناریوی چهارم ( خریدبرق موردنیاز از شبکه سراسری )64
5- سناریوی پنجم ( استفاده از توربین تولید برق بجای ایستگاه تقلیل فشار بخار )69
فصل پنجم :

نتایج ، فوائد و ویژگیهای مدلسازی انجام شده

73
5-1) نتایج74
5-2)   فوائد و ویژگیهای استفاده از مدلسازی انجام شده75
الف) فوائد75
ب) ویژگیها75

فهرست جداول

 
جدول 1-1، نسبت P/H متناسب در سیستم سرویس جانبی4 

 

جدول 1-2، نیازهای خواسته شده از سیستم سرویس جانبی18 

 

جدول 1-3، شرایط عملیاتی تجهیزات19 

 

جداول شماره (4-1) :سناریوی اول57 

 

جداول شماره (4-1) :سناریوی اول57 

 

جداول شماره (4-2) سناریوی دوم60 

 

جداول شماره (4-2) سناریوی دوم60 

 

جداول شماره (4-3) : سناریوسو64 

 

جداول شماره (4-4) : سناریوی چهارم68 

 

جداول شماره (4-4) : سناریوی چهارم68 

 

جداول(4-5) : سناریوی پنجم72 

 

  

فهرست اشکال

 
شکل 1-1،منحنی ترکیبی جامعی متشکل از منحنی فرآیند و منحنی ترکیبی جامع موازنه شده6 

 

شکل 1-2 مشخصات دیگ بخار بر روی نمودار T-H8 

 

شکل شماره 1-3 ، ارائه شبکه انتقالی جریانهای گرم فرآیند کل9 

 

شکل شماره 1-4 ، نمودار جریانی مصرف بخار درشرکت پالایش نفت شیراز14 

 

شکل 3-1، ابرساختار یک فرآیند با منحنی ترکیبی جامع مشخص33 

 

شکل شماره (4-1) :سناریوی اول56 

 

شکل شماره (4-2): سناریوی دوم59 

 

شکل شماره (4-3) : سناریوی سوم63 

 

شکل شماره (4-4) : سناریوی چهارم67 

 

شکل شماره (4-5) : سناریوی پنجم71 

 

چکیده

بهینه سازی شبکه بخار در شرکت پالایش نفت شیراز

هزینه های تأمین نیرو و توان مورد نیاز فرآیندهای عملیاتی بخش قابل توجهی از منابع مالی و
هزینه های هر مجتمع صنعتی را بخود اختصاص می دهد و تأمین متداوم انرژی مورد نیاز همواره یکی از دغدغه های اصلی ذهن طراحان و مدیران صنایع است . هدر رفت بخش قابل توجهی از انرژی مصرفی صنایع و مشکلات زیست محیطی ناشی از آن،اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی( بعنوان یکی از
اصلی ترین مؤلفه های توسعه پایدارکشور) را در جایگاه بسیار والائی قرار می دهد.

در سال اصلاح الگوی مصرف، مدیریت صحیح مصارف حاملهای انرژی نقش اساسی در فرایند بهینه سازی مصرف را دارا می باشد . مدیریت انرژی فعالیتی در راستای کاهش هزینه های انرژی به ازای واحد تولید محصول می باشد واهداف عمده آن را می توان بصورت زیر خلاصه نمود:

1- کاهش هزینه های مصرف حاملهای انرژی و افزایش سودآوری شرکت از این طریق

2- شفاف نمودن هزینه های حاملهای انرژی و افزایش حساسیت مدیران وکارکنان نسبت به مصارف و اهمیت انرژی و در نتیجه توسعه بستر فرهنگی مناسب برای بهینه سازی مصرف انرژی و
اصلاح الگوی مصرف

3- کاهش هزینه های تعمیرات ونگهداری

4- کاهش آلاینده های زیست محیطی

در این پایان نامه تلاش میگردد با توجه به موارد یاد شده فوق در راستای ایجاد بستر مناسبی برای مدیریت انرژی در شرکت پالایش نفت شیراز وهدایت افکار و رفتار سازمانی پرسنل در این سو
اقدام نمود.

شرکت پالایش نفت شیراز واقع در کیلومتر 22 اتوبان شیراز – تخت جمشید یکی از واحدهای مهم صنعتی در جنوب کشور محسوب می گردد . طراحی و ساخت این پالایشگاه متعلق به فن آوری دهه 50 شمسی است و لذا ضرورت استفاده از فن آوری های جدید در بهبود فرآیندهای عملیاتی و استفاده بهینه از منابع و امکانات موجود در پالایشگاه ، بخوبی مشاهده می گردد. بخار به عنوان اصلی ترین حامل انرژی مصرفی در فرآیندهای این پالایشگاه ضمن بحرکت درآوردن توربوژنراتورهای مولد برق،
تأمین کننده نیروی محرکه ماشین آلات مهم نیز می باشد . بهینه سازی مصارف بخار(ونیروی الکتریسیته) با استفاده از آموخته های دانشگاهی ، بیش از دو دهه تجربیات کاری اینجانب و مدل سازی رایانه ای با دیدگاه حداکثر سودآوری با فروش حامل های انرژی ( بیشتر نیروی الکتریسیته ) دیدگاه اصلی حاکم بر این پایان نامه می باشد .

در ابتدا با بررسی منابع عملی،کارهای انجام شده پیشین را گردآوری و سپس اقدام به جمع آوری اطلاعات کلی مصارف حاملهای انرژی و شناسایی منابع تولید آنها در شرکت و مدل سازی شبکه موجود بخار گردید، در این راستا با کمک اطلاعات دریافتی از منابع مختلف منجمله مدیریت مالی شرکت خصوصا” واحدهای حسابداری عمومی و حسابداری صنعتی، تابع هدف مشخص و با استفاده از مدل ساخته شده سناریوهای مختلف عملیاتی بررسی و نتایج حاصله با هم مقایسه گردیده است . تعیین هزینه تمام شده شبکه تولید و توزیع بخار در سناریوهای مختلف عملیاتی و اقدام جهت کاهش هزینه های تمام شده بخار بر اساس شرایط بهینه تعیین شده در هر شرایط کاری و شناسایی پارامترهای معتبر در فرآیند تولید بخار و کار تولید شده در توربین ها و استفاده از آنها در راستای کاهش هزینه های عملیاتی و در نتیجه سود اقتصادی بیشتر شرکت پالایش نفت شیراز از نتایج اصلی این پروژه می باشد.

انجام عملیات بهینه سازی بکمک مدل پیشنهادی بیانگر این واقعیت است که، با توجه به هزینه های سرمایه گذاری در تولید بخار وقیمت خریدو فروش برق (توسط شرکت تامین نیروی ایران) همچنین قیمت فروش گاز طبیعی در حال حاضر گزینه تولید برق با استفاده از بخار ، فاقد سود وتوجیه اقتصادی می باشد و کمترین هزینه عملیاتی سیستم تولید وتوزیع بخار در شرکت پالایش نفت شیراز هنگامی است که اتلاف بخار و تخلیه بخار به آتمسفر کاملا” حذف و برای کاهش فشار بخار از یک سطح به سطح پایین تر از توربین های تولید برق استفاده و مابقی برق مورد نیاز عملیات پالایش از شبکه سراسری برق خریداری گردد. باانجام این اقدامات می توان هزینه های سیستم تولید و توزیع بخار را از نزدیک به چهارصدوچهل میلیارد ریال درسال به ششصد وهفتاد میلیون ریال یعنی 8/99 درصد کاهش داد.

میزان تاثیر حذف اتلافها و تخلیه به آتمسفر (سناریوی دوم)در کاهش هزینه های سرویسهای جانبی در شرکت پالایش نفت شیراز نزدیک به دویست وپنجاه میلیارد ریال در سال و برای استفاده از ظرفیت اضافی توربوژنراتورها ودیگهای بخار (سناریوی سوم) میزان تاثیر افزایش هزینه هابه مقدار
سی و هشت میلیارد ریال در سال و برای خارج کردن توربو ژنراتورها از مدار تولیدو خرید برق از شبکه سراسری (سناریوی چهارم) کاهش هزینه های عملیاتی برابر چهار میلیارد وپانصدوهشتاد میلیون ریال برآورد می گردد. بیشترین تاثیردر کاهش هزینه های عملیاتی سیستم سرویسهای جانبی را پیشنهاد پنجم مبنی بر حذف اتلافها و تخلیه به آتمسفر و جایگزینی توربین تولید برق بجای ایستگاههای تقلیل فشاربخاردارمی باشد. کاهش هزینه های عملیاتی اجرای این پیشنهاد در مقایسه با حالت عملیات فعلی به میزان چهار صدو سی و هفت میلیارد ریال در سال برآورد می گردد

امید است با بهره گیری از این پایان نامه و راهنمایی اساتید محترم، امکان پیگیری مطالب توسط سایر دانش پژوهان و پرداختن به موارد و ایده های جدید فراهم گردد .

مقدمه

تا کنون روشهای ریاضی و ترمودینامیکی مختلفی برای بهینه سازی و طراحی سیستم سرویس های جانبی و انتخاب سطوح فشار خطوط اصلی بخار پیشنهاد شده است که در سطور آینده به برخی از آنها اشاره می گردد.

یکی از مهمترین مسائل در طراحی سیستم سرویس های جانبی، انتخاب سطوح فشار خطوط اصلی بخار می باشد. در سال 1977، نیشیو برای اولین بار موضوع انتخاب سطوح بهینه فشار خط اصلی بخار را مطرح کرد و یک روش جستجوی مستقیم را که با حل همزمان معادلات کوپل شده بود، ارائه نمود]1[.

سپس نیشیو و جانسون[1] یک روش ترمودینامیکی را پیشنهاد کردند، در این کار نیشیو و همکارانش از یک مدل LP نیز به منظور انتخاب بهینه وسایلوتجهیزات مورد استفاده در سیستمهای تولید و توزیع بخار و توان و پیش بینی هزینه حداقل سرویسهای جانبی (Utilities ) استفاده کردند. این روش تلاش می کرد وسایلی برای سرویس جانبی انتخاب کند که اتلاف انرژی در دسترس برای هر واحد را حداقل کند و گرداننده های مورد استفاده در فرآیند ( Drivers ) اعم از توربینها و موتورهای الکتریکی را با استفاده از برنامه ریزی خطی (LP) بصورت بهینه مشخص کند. تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی انرژی در دسترس، بر مبنای یک دسته از قوانین ابتکاری که برای تعیین ساختار کارخانه و شرایط طراحی به کار برده می شد، صورت می گرفت . اگر چه حداقل کردن اتلاف انرژی در دسترس به حداکثر کردن بازده کارخانه می انجامید، اما هزینه های سرمایه گذاری مربوط به واحدهای سرویس جانبی در این قسمت مورد توجه قرار نگرفته بود. همچنین یکی از نقاط ضعف چنین روشی این بود که برخی تصمیمات اصلی برای تعیین شکل کارخانه بر مبنای قوانین ابتکاری[2] بوده و در نتیجه ممکن است تعدادی از آلترناتیوهایی که شامل راه حل بهینه نیز باشند، را از دست بدهد. محدودیت مهم دیگر این بود که هزینه های سرمایه گذاری با ظرفیت ها ، مطلقاً خطی در نظر گرفته شده بودند و بنابراین افزایش تولید به منظور سرشکن کردن هزینه سربار[3] در این مدل لحاظ نشده بود

تعداد صفحه : 95

قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

2 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.