Prosessiuunien toiminnan seuraaminen mallintamalla

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2016-06-14
Department
Major/Subject
Prosessit ja tuotteet
Mcode
KE3003
Degree programme
KEM - Kemian tekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
77
Series
Abstract
Prosessiuuneilla tuotetaan suurin osa öljynjalostuksen tarvitsemasta energiasta. Tässä diplomityössä käsitellään prosessiuuneissa palavien liekkien ominaisuuksia ja liekkien laadun määrittämistä liekin ulkonäön perusteella. Tämän lisäksi tässä diplomityössä laaditaan mallinnuskonsepti prosessiuunien seurantaa varten. Kirjallisuusselvityksessä esitellään polttokaasun palamisen kemia, palamisessa syntyvän liekin ominaisuudet, sekä yleisimmät prosessiuuneissa käytettävät polttimet. Tämän lisäksi käsitellään yleisimpiä ongelmia prosessiuuneilla, jotka voidaan havaita tarkastelemalla liekkien ulkonäköä. Soveltavassa osassa laaditaan malli prosessiuunista käyttäen esimerkkitapauksena Nesteen Porvoon jalostamon raakaöljytislausyksikön prosessiuunia. Työssä laaditun mallinnuskonseptin avulla kierretään simulointiohjelman rajoitteet, joita esiintyy monimutkaisella prosessiuunilla syötön jakautuessa läpikäynneille epätasaisesti. Mallissa käytetyt parametrit viritetään vertaamalla simuloitua tulosta ja mitattuihin arvoihin. Viritetty malli vastaa kohtuullisella tarkkuudella mitattuja arvoja, mutta kokonaissyöttövirtauksen tai prosessiuunin ulostulopaineen muuttuessa malliin syntyy merkittävää epätarkkuutta.

In the oil refinery, process furnaces produce most of the energy needed. This master thesis describes the properties of flames found in process furnaces and ways to define quality of the flames based on the outside appearance. Additionally, modeling concept for effectively simulating process furnaces for operative use is created in this thesis. Literature review will focus on chemistry and properties of the flames found in process furnaces as well as describing the burners most commonly used in process furnaces. Furthermore, most common problems related to outside appearance of the flames are characterized and best ways to correct the found issues are described. In Applied part, model of process furnace is constructed using furnace of crude oil distillation unit in Neste Porvoo as an example case. With the modeling concept created in this thesis, the limitations of simulation program, that are present when modeling complex uneven splitting of the feed streams, are bypassed. Parameters used in the model are optimized by comparing simulation results to actual measured data from running furnace. Optimized model is fairly accurate but greater change in total feed flow or output pressure of the furnace will generate significant difference to actual performance of furnace.
Description
Supervisor
Alopaeus, Ville
Thesis advisor
Tamminen, Esa
Isosaari, Simo
Keywords
prosessiuuni, simulointi, mallintaminen, öljynjalostus, FRNC-5PC
Other note
Citation