توصيفگر ها :
واحد جداسازي هوا , بهينه سازي , اكسيژن , كمپرسور , توربين انبساطي , تبريد , برج تقطير
چكيده فارسي :
چكيده
امروزه هدف اصلي صنايع، تأمين انرژي با هزينه كمتر است. شركت فولاد مباركه اصفهان يكي از بزرگترين واحدهاي صنعتي كشور ما ايران است كه نيازمند مصرف بسيار زياد انرژي الكتريكي و گرمايي است. بخش زيادي از مصرف انرژي الكتريكي اين صنعت در واحدهاي توليد اكسيژن ميباشد. با توجه به ميزان قابل توجه مصرف انرژي در اين واحد صنعتي، حتي كاهش ناچيز در مصرف انرژي ميتواند ميزان قابل توجهي از هزينههاي انرژي را كاهش دهد. در اين پژوهش، فرآيند واحد 1 و 2 جداسازي هوا مجتمع فولاد مباركه اصفهان توسط نرمافزارEES شبيهسازي شده و گلوگاههاي مصرف انرژي پيدا شده است. از طرف ديگر با اجراي پيشنهادي، كاهش مصرف انرژي و افزايش توليد اكسيژن مايع به ميزان قابل توجهي حاصل شده است. با توجه به پيچيدگي فرآيند، بيشتر پارامترهاي طراحي انتخاب شده در خارج از قسمت برودتي بوده و عملياتي بودن اين تغييرات در واقعيت در نظر گرفته شد. فشار خروجي كمپرسورها، دبي ورودي به كمپرسورها و نسبت جريان برگشتي برج تقطير فشار بالا به عنوان متغيرهاي طراحي انتخاب گرديد. در حالتي كه ميزان مصرف انرژي و انواع بازده فرايند به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است، با تغيير پارامترها در نقاط مختلف فرايند توليد گازهاي صنعتي، مصرف انرژي و بازده ترموديناميكي بررسي شد. در دو بخش متغيرهاي فرايند و متغيرهاي كمپرسور، تحليل انجام گرديد. در بخش كمپرسورهاي واحد، با ايجاد شرايط مناسب ميتوان مصرف انرژي را تا 429 كيلووات بر ساعت كاهش داد كه ساليانه 13.1 ميليارد ريال صرفهجويي به دنبال دارد. همچنين در بخش كمپرسورها و در حالتي كه بازده ترموديناميكي به عتوان تابع هدف انتخاب شده است، بازده به ميزان حداكثر 15 درصد افزايش پيدا كرده است. در بخش فرايند با اجراي پيشنهاد افزايش توليد، ميتوان توليد اكسيژن مايع را تا 80 درصد افزايش و مصرف انرژي الكتريكي را كاهش داد. باتوجه به شرايط مصرف مجتمع فولاد مباركه، ساليانه بالغ بر1000 ميليارد ريال صرفهجويي حاصل ميگردد.
چكيده انگليسي :
Abstract
Today, the main goal of industries is to supply energy at a lower cost. Mobarakeh Steel Company of Isfahan is one of the largest industrial units in our country, Iran, which requires lots of electricity and heat. A large part of the electricity consumption of this industry is in oxygen production units. Regarding the significant amount of energy consumption in this industrial unit, even a small reduction in energy consumption can significantly reduce energy costs. In this research, the process of units 1 and 2 of Air Separation Unit of Mobarakeh Steel Company of Isfahan has been simulated by EES software and energy consumption bottlenecks have been found. On the other hand, the proposed implementation has led to reducing of energy consumption and increasing the production of liquid oxygen to a significant extent. Regarding the complexity of the process, most of the selected design parameters were outside the refrigeration section and the operationally of these changes was considered in reality. Compressor outlet pressure, inlet flow to compressors and return pressure ratio of high pressure fractionating column were selected as design variables. While the amount of energy consumption and different types of process efficiencies are considered as the objective function, the industrial gas production process, energy consumption and thermodynamic efficiencies were investigated by changing the parameters in different locations. the analysis was performed in two parts: process variables and compressor variables. In the section compressors of unit, by creating suitable conditions, energy consumption can be reduced to 429 kWh, which leads to annual savings of 13.1 billion Rials. Also in the compressors section and in the case where the thermodynamic efficiency has been selected as the target function, the efficiency has increased by a maximum of 15%. In the process section, by implementing the proposal to increase production, the production of liquid oxygen can be increased by up to 80% and the consumption of electrical energy can be reduced. Regarding the consumption conditions of Mobarakeh Steel Company, annual savings of one thousand billion Rials are obtained.
