Jätelämpökattilan ja prosessiuunin mallinnus
Salovaara, Jouni (2019)
Diplomityö
2019
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019082325269
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019082325269
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena on tarkastella energia- ja massataseen täsmäystä sekä FCC-prosessiyksikön jätelämpökattilaa ja prosessiuunia tasetäsmäyksen, FRNC5-PC- ja Petro-SIM-simulointiohjelmien avulla. Työn aikana myös selvitettiin erinäisiä ongelmia liittyen työn kohteiden prosessimittauksiin ja prosessien toimintaan.
Jätelämpökattilalle luotiin energia- ja massatasetäsmäysmalli, jonka avulla FRNC5-PC ohjelmalla määritettiin kattilan lämmönsiirtimille keskimääräiset konduktanssit. Keskimääräiset konduktanssit annetaan Petro-SIM-ohjelmalle jätelämpökattilan höyryn tuotannon ennustusmoodia varten. Malleista saatiin hyviä tuloksia ja ne toimivat tarkasti.
Luonnonvedolla toimivalle prosessiuunille ei voitu tehdä tasetäsmäysmallia uunin savukaasujen ja palamisilman virtausmittausten puutteen vuoksi. Prosessiuunin mallinnuksessa FRNC5-ohjelmalla kuitenkin huomattiin, että uunin häviöiden ja vuotoilman tuntemus on tärkeää mallinnuksen ja operoinnin kannalta. Työn tuloksena huomattiin, että tärkeää olisi myös monitoroida säännöllisesti uunin ja jätelämpökattilan toimintaa optimaalisen toiminnan takaamiseksi. The aim of this Master's thesis is to examine data reconciliation of energy and mass balances and the FCC process unit’s heat recovery steam generator and process furnace with data reconciliation and simulation programs FRNC5-PC and Petro-SIM. During the work, various problems related to process measurements and the operation of processes were also examined and resolved.
An energy and mass balance model was created for the heat recovery steam generator, which was used to determine the average conductances for heat exchangers in the steam generator with the FRNC5-PC program. The average overall conductances of the heat exchangers in the steam generator were given to the Petro-SIM program for predicting the steam production. The models produced good results and worked well.
Due to the lack of furnace flue gas and combustion air flow measurements, the process furnace functioning with natural draft could not be balanced. However, modeling the process furnace with the FRNC5 program recognized that knowledge of furnace losses and leakage air is important for modeling and optimal operation. As a result of the work, it was realized that it would also be important to regularly monitor the operation of the furnace and the heat recovery steam generator to ensure optimal operation.
Jätelämpökattilalle luotiin energia- ja massatasetäsmäysmalli, jonka avulla FRNC5-PC ohjelmalla määritettiin kattilan lämmönsiirtimille keskimääräiset konduktanssit. Keskimääräiset konduktanssit annetaan Petro-SIM-ohjelmalle jätelämpökattilan höyryn tuotannon ennustusmoodia varten. Malleista saatiin hyviä tuloksia ja ne toimivat tarkasti.
Luonnonvedolla toimivalle prosessiuunille ei voitu tehdä tasetäsmäysmallia uunin savukaasujen ja palamisilman virtausmittausten puutteen vuoksi. Prosessiuunin mallinnuksessa FRNC5-ohjelmalla kuitenkin huomattiin, että uunin häviöiden ja vuotoilman tuntemus on tärkeää mallinnuksen ja operoinnin kannalta. Työn tuloksena huomattiin, että tärkeää olisi myös monitoroida säännöllisesti uunin ja jätelämpökattilan toimintaa optimaalisen toiminnan takaamiseksi.
An energy and mass balance model was created for the heat recovery steam generator, which was used to determine the average conductances for heat exchangers in the steam generator with the FRNC5-PC program. The average overall conductances of the heat exchangers in the steam generator were given to the Petro-SIM program for predicting the steam production. The models produced good results and worked well.
Due to the lack of furnace flue gas and combustion air flow measurements, the process furnace functioning with natural draft could not be balanced. However, modeling the process furnace with the FRNC5 program recognized that knowledge of furnace losses and leakage air is important for modeling and optimal operation. As a result of the work, it was realized that it would also be important to regularly monitor the operation of the furnace and the heat recovery steam generator to ensure optimal operation.