- et targeting værktøj for energibesparelser i industrielle processer

Transkript

1 - et targeting værktøj for energibesparelser i industrielle processer Weel & Sandvig tilbyder et værktøj til Pinch analyse. Programmet giver mulighed for effektivt at udføre pinch-analyser og lave økonomisk optimering af mindste temperaturdifferens for varmeveksling. Programmet tillader beskrivelser af processtrømme med varierende varmekapacitet og adskiller sig fra andre pinch-værktøjer ved eksempelvis at have integreret en database der indeholder hovedparten af kommercielt tilgængelige gasturbiner, således at der er betydeligt nemmere at finde en gasturbine som passer ind i en given proces. Desuden er det muligt at integrere programmet med processimulatorer ved anvendelse af Windows OLE. Derved er det muligt at eksportere data for processtrømme direkte fra simulator til pinch programmet. Hovedskærmbilledet til WS.Pinch, der viser tabel med strømdata, specifikationer for varme- og køleressourcer, hovedresultater og grafer for kompositkurverne og den store kompositkurve. 1

2 Facts om værktøjet WS.Pinch: Udførelse af pinch-analyse i et let tilgængeligt miljø. Kompositkurver og rapporter genereres let til separat udskrivning eller til integration i tekstbehandling eller regneark. Et termodynamisk-økonomisk optimum kan identificeres ved specifikation af prisfunktioner for energiressourcer og varmevekslere og generelle økonomiske parametre. Som en enestående egenskab har WS.Pinch integreret en omfattende database over tekniske specifikationer for gasturbiner tilgængelige på det kommercielle marked. Den direkte adgang til denne database gør det meget mere effektivt at trække data over i pinch-beregningen således at det er langt hurtigere at finde den gasturbinen der passer til den aktuelle optimeringsopgave. Dynamisk forbindelse mellem WS.Pinch og processimulatorer kan tilføjes ved at benytte Windows OLE automatisk teknik. I princippet er der ikke nogen øvre grænse for antallet af processtrømme der kan angives i programmet. Antallet af kolde og varmeressourcer kan ligeledes angives i rigeligt mål. Integration med processimulatorer Et vigtigt område som Weel & Sandvig arbejder inden for er udvikling af avancerede processimulatorer. Et stort skridt fremad for et værktøj til design af nye procesanlæg er at integrere pinch-analyse i sådanne avancerede processimulatorer. Dynamisk forbindelse mellem WS.Pinch og processimulatorer kan etableres ved anvendelse af Windows OLE. De fleste af nutidens avancerede og kommercielle flowsheeting programmer tilbyder OLE interface således at det er muligt at trække beregnede data for processtrømme direkte over i pinch-værktøjet og nærmest parallelt foretage en pinch-beregning. Derved gøres hele proceduren med avancerede procesoptimeringsstudier meget mere effektivt og der kan nu foretages langt mere omfattende undersøgelser med afprøvning af flere alternative løsninger og undersøgelse af spinn-offs. Forberedt til fremtidige forbedringer WS.Pinch er programmeret objektorienteret hvilket gør det let at indføre nye funktioner og videreudvikling af eksisterende. Endelig er værktøjet udviklet af praktikere for praktikere hvor der er fokuseret på de aspekter som har relevans for industrien. 2

3 Med værktøjet Supertargeting beregnes og præsenteres omkostninger til energi, og omkostninger til anlægsinvestering og de samlede omkostninger som funktion af mindste temperaturdifferens (DTmin). I dette tilfælde anvendes Supertargeting til at vise sammenhængen mellem investering til varmegenvinding og energiudgifter. 3

4 Supertargeting giver også mulighed for at brugeren selv kan definere hvilken sammenhæng der skal præsenteres. I dette tilfælde vises varmevekslerareal som funktion af mindste temperaturdifferens (DTmin). Parametrene der vælges til afbildning sker i drop-down menuerne i venstre side af plotvinduet. Pinch analyse Pinch-analyse kan betragtes som en systematisk metode til at beregne et teoretisk maksimalt varmegenvindingspotentiale mellem et sæt af processtrømme. Metoden er primært sat i system og markedsført af B. Linnhoffs gruppe ved Manchester Universitetet i slutningen af halvfjerdserne og op gennem firserne. En processtrøm betyder i denne sammenhæng et flow af et medium som enten skal varmes op eller køles ned. Anvendelse af pinch-analyser har gennem de seneste 25 år ledt til væsentlige forbedringer af energianvendelsen i komplicerede industrielle processer hvad angår både nydesign og retrofit. Den store succes som metoden har haft skyldes sandsynligvis den systematiske fremgangsmåde i beregning af det teoretiske minimale varmebehov som en række processer kræver under antagelse om at der indføres maksimal varmegenvinding, samt at der findes et sæt af tommelfingerregler til hvorledes man kommer frem til et konkret design af varmevekslernetværket. I dag anvendes pinch rutinemæssigt af en lang række af de førende procesindustrier i verden når de skal lave større ændringer i deres processer eller bygge helt nye produktionsfaciliteter (green-field design). Hovedsigtet med en pinch-analyse er at identificere termodynamiske flaskehalse og kan i denne sammenhæng betragtes som en termodynamisk scanning af processerne. En central plads i denne scanning er visualiseringen af alle processtrømme i et diagram der består af to kurver. 4

5 De to kurver kaldes den varme og kolde kompositkurve og repræsenter alle de processer der enten skal køles ned eller varmes op henholdsvis. Kompositkurverne giver et fantastisk overblik over de teoretiske mulighederne for varmegenvinding og kraftproduktion men ikke noget billede af hvorledes man i praksis kan foretage genvindingen. Dygtige specialister kan bruge kurverne og metoden som sådan til at identificere hvor procesmodifikationer kan forbedre potentialet for energibesparelser og øge muligheden for kraftproduktion. 5