Eteenilaitoksen kylmäosan exergia-analyysi

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2004

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Energiatekniikka

Mcode

Ene-47

Degree programme

Language

fi

Pages

76+16

Series

Abstract

This thesis examines the potential applications of exergy analysis in the cold end of an ethylene plant. The objective was to find out how to apply the exergy grand composite curve and to consider its feasibility as a means of achieving energy savings. The literature review examines the principles of exergy and pinch analysis, concentrating on the combination of these two methods. It also examines how utilities can be optimized and how exergy losses can be minimized in processes and distillation columns. The applied section of my research examines the cold part of an ethylene plant. The plant's exergy losses were minimized and annual savings calculated. To do this, stream data was collected and an exergy grand composite curve was drawn, which brought to light potential for process enhancements and resultant shaft work savings totalling up to 443 090 euros a year. I also examine how the energy consumption of a distillation column changes if the side reboiler is relocated there. The result was an increase in cooling and heating duties, but the exergy losses are much smaller than in the former column. Exergy curves provide a quick and efficient means of pinpointing inefficiencies and achieving potential shaft work savings. The method is usable especially in new process designs, where the degrees of freedom for the refrigerant system are untouched. The main problem is that the results depend greatly on the ambient temperature T0. For this reason it is important to choose the value of T0 very carefully.

Tässä työssä selvitettiin exergia-analyysin käyttömahdollisuuksia ja tutkittiin erään eteenilaitoksen energiankäyttöä exergiamenetelmän avulla. Työn tavoitteena on selvittää exergiayhdistelmäkäyrän käyttömahdollisuudet ja mielekkyys työkaluna, kun halutaan saastaa energiaa. Kirjallisuusosassa perehdytään exergia- ja pinch-analyysin perusteisiin. Kirjallisuusosassa keskitytään erityisesti naiden kahden menetelmän yhdistelmään, ja käydään läpi, miten prosessin exergiahäviöitä voidaan minimoida ja jäähdytystasoja optimoida. Lisäksi kerrotaan, miten tislauskolonnien exergiahäviöitä voidaan minimoida. Soveltavassa osassa on tutkittu teoreettisia mahdollisuuksia minimoida tutkittavana olevan eteenilaitoksen kylmäosan exergiahäviöitä. Virtatiedoista piirrettiin exergiayhdistelmäkäyrä ja käyttöhyödykkeet. Kuvien avulla etsittiin sopivia parannuskohteita. Parhaalla muutoksella saataisiin vuodessa 443 090 euron säästö. Lisäksi soveltavassa osassa selvitettiin, miten tislauskolonnin energiankäyttö muuttuisi, jos siihen lisättäisiin sivukiehutin. Tuloksena oli, että jäähdytys- ja lämmitysteho kasvaisivat hieman, mutta exergiahäviöissä ja samalla myös akselitehossa tapahtuisi huomattavaa pienenemistä. Exergiakäyrien avulla päästään nopeasti käsiksi akselitehon säästöihin, ja suurimmat tehottomuudet ovat kuvaajista helposti nähtävissä. Menetelmä on erityisen hyödyllinen uuden prosessin suunnittelussa, jolloin jäähdytysjärjestelmän kaikki vapausasteet ovat käytettävissä. Suurimpana ongelmana on, että saadut tulokset ovat hyvin riippuvaisia määritellystä ympäristön lämpötilasta, T0. Siksi ympäristön lämpötilan valinta on tehtävä huolella.

Description

Supervisor

Fogelholm, Carl-Johan

Thesis advisor

Wahlström, Jan

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120450909

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK