دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش : سیستمهای انرژی

عنوان : بهبودعملکردشبکه بخار در شركت پالایش نفت شیراز

دانشگاه صنعتی خواجه نصیر

دانشكده مهندسی مكانیك

پایان نامه كارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش سیستمهای انرژی

عنوان:

بهبودعملکردشبکه بخار در شركت پالایش نفت شیراز

استاد راهنما:

آقای دكتر 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 ترمودینامیكی و مقدمات تعریف اكسرژی

1
     1- مقدمه2
       استفاده از مدلهای هدف گذاری برای محاسبه بازده دیگهای بخار و توربینها7
       نمایش شبكه انتقالی فرآیند كل9
         1-1) هدف از یكپارچه 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 كل16
فصل دوم :

انتخاب نوع توربین ها و ارائه ی معادلات مربوط به تغییر خواص فیزیكی و ترمودینامیكی 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 فیزیكی 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 تشكیل 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 یكسان 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 اشكال

   
شكل 1-1،منحنی تركیبی جامعی متشكل از منحنی فرآیند و منحنی تركیبی جامع موازنه شده6 

 

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

 

شكل شماره 1-3 ، ارائه شبكه انتقالی جریانهای گرم فرآیند كل9 

 

شكل شماره 1-4 ، نمودار جریانی مصرف بخار درشركت پالایش نفت شیراز14 

 

شكل 3-1، ابرساختار یك فرآیند با منحنی ترکیبی جامع مشخص33 

 

شكل شماره (4-1) :سناریوی اول56 

 

شكل شماره (4-2): سناریوی دوم59 

 

شكل شماره (4-3) : سناریوی سوم63 

 

شكل شماره (4-4) : سناریوی چهارم67 

 

شكل شماره (4-5) : سناریوی پنجم71 

 

چكیده

بهینه سازی شبكه بخار در شركت 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 یكی از دغدغه های اصلی ذهن طراحان و مدیران صنایع است . هدر رفت بخش قابل توجهی از انرژی مصرفی صنایع و مشكلات زیست محیطی ناشی از آن،اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی( بعنوان یكی از
اصلی ترین مؤلفه های توسعه پایداركشور) 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 كاهش هزینه های انرژی به ازای واحد تولید محصول می باشد واهداف عمده آن را می توان بصورت زیر خلاصه نمود:

1- كاهش هزینه های مصرف حاملهای انرژی و افزایش سودآوری شركت از این طریق

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

3- كاهش هزینه های تعمیرات ونگهداری

4- كاهش 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 شركت پالایش نفت شیراز وهدایت افكار و رفتار سازمانی پرسنل در این سو
اقدام نمود.

شركت پالایش نفت شیراز واقع در كیلومتر 22 اتوبان شیراز – تخت جمشید یكی از واحدهای مهم صنعتی در جنوب كشور 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 امكانات موجود در پالایشگاه ، بخوبی مشاهده می گردد. بخار به عنوان اصلی ترین حامل انرژی مصرفی در فرآیندهای این پالایشگاه ضمن بحركت درآوردن توربوژنراتورهای مولد برق،
تأمین كننده نیروی محركه ماشین آلات مهم نیز می باشد . بهینه سازی مصارف بخار(ونیروی الكتریسیته) با بهره گرفتن از آموخته های دانشگاهی ، بیش از دو دهه تجربیات كاری اینجانب و مدل سازی رایانه ای با دیدگاه حداكثر سودآوری با فروش حامل های انرژی ( بیشتر نیروی الكتریسیته ) دیدگاه اصلی حاكم بر این پایان نامه می باشد .

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

انجام عملیات بهینه سازی بكمك مدل پیشنهادی بیانگر این واقعیت است كه، با توجه به هزینه های سرمایه گذاری در تولید بخار وقیمت خریدو فروش برق (توسط شركت تامین نیروی ایران) همچنین قیمت فروش گاز طبیعی در حال حاضر گزینه تولید برق با بهره گرفتن از بخار ، فاقد سود وتوجیه اقتصادی می باشد و كمترین هزینه عملیاتی سیستم تولید وتوزیع بخار در شركت پالایش نفت شیراز هنگامی است كه اتلاف بخار و تخلیه بخار به آتمسفر كاملا” حذف و برای كاهش فشار بخار از یك سطح به سطح پایین تر از توربین های تولید برق استفاده و مابقی برق مورد نیاز عملیات پالایش از شبكه 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 كاهش داد.

میزان تاثیر حذف اتلافها و تخلیه به آتمسفر (سناریوی دوم)در کاهش هزینه های سرویسهای جانبی در شرکت پالایش نفت شیراز نزدیك 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 ایستگاه های 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، امكان پیگیری مطالب توسط سایر دانش پژوهان و پرداختن به موارد و ایده های جدید فراهم گردد .

مقدمه

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

یكی 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 كرد و یك روش جستجوی مستقیم را كه با حل همزمان معادلات كوپل 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 كردند. 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 بهره گرفتن از برنامه ریزی خطی (LP) بصورت بهینه مشخص كند. 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 حداكثر 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 ممكن است تعدادی از آلترناتیوهایی که شامل راه حل بهینه نیز باشند، را از دست بدهد. محدودیت مهم دیگر این بود كه 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 : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

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

پشتیبانی سایت :       

*         serderehi@gmail.com

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :
 
 

2 Comments

Comments are closed.