Jäähdytysvesiverkon kartoitus ja optimointi
Aspegrén, Kari (2024)
Diplomityö
2024
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024040915636
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024040915636
Tiivistelmä
Diplomityö toteutettiin eräällä öljynjalostamolla, jossa keskityttiin tutkimaan vuodenaikojen lämpötilavaihteluiden vaikutusta tuotantolaitoksen sisäiseen jäähdytysvesikiertoon. Työssä analysoitiin tuotantolaitoksen jäähdytysvettä hyödyntävät lämmönvaihtimet sekä tutkittiin jäähdytysveden lämpötilan vaikutusta eri kohteisiin. Keskeiset haasteet esiintyvät jäähdytysvesikierron lämpötilan noustessa, erityisesti raaka-aineen esikäsittely-yksikössä.
Tutkimuksen päämääränä oli kartoittaa jäähdytysvesiverkon nykytila, sen käyttökohteet, sekä vuodenaikojen lämpötilamuutosten vaikutukset eri lämmönvaihtimilla. Raaka-aineen esikäsittely-yksikössä kohdattavat haasteet jäähdytysveden lämpötilan noustessa olivat merkittävin tekijä tutkimuksen toteutuksen taustalla. Tuotantolaitoksella on kaikkiaan 48 lämmönvaihdinta jäähdytysvesikierrossa. Suljetussa jäähdytysvesikierrossa kiertävää demineralisoitua vettä jäähdytetään läheisen vesistön raakavedellä ja jäähdytysveden lämpötila vaihtelee vuodenaikojen mukaan 9–26 asteen välillä.
Optimaalinen lämpötila suljetun kierron jäähdytysvedelle on 17 astetta. Kesän aikana jäähdytysvettä ei kuitenkaan voida jäähdyttää näin kylmäksi järviveden lämpötilan noustessa korkeammalle. Työssä esitetään toimenpidesuunnitelma nykyisen laitteiston jäähdytyksen optimointiin, suunnitelma jäähdytysveden lämpötilan vakioimiseksi, sekä kehitysehdotuksia koko jäähdytysvesikierron lämpökuorman pienentämiseksi, jotta riittävä jäähdytys ongelmakohteissa saataisiin turvattua myös kesäisin. The thesis was conducted at an oil refinery, focusing on researching the impact of seasonal temperature variations on the internal cooling water circulation of the production facility. The study involved analyzing the heat exchangers utilizing the production facility's cooling water and examining the effect of cooling water temperature on different heat exchangers. The primary challenges occur when the temperature of the cooling water circulation rises, particularly in the raw material pretreatment unit.
The aim of the research was to assess the current state of the cooling water network, its applications, and the effects of seasonal temperature changes on various heat exchangers. Challenges encountered in the raw material pretreatment unit due to the rise in cooling water temperature were the most significant factors behind the implementation of the study. The production facility has a total of 48 heat exchangers in the cooling water circulation system. In the closed cooling water circuit, demineralized water is cooled with lake water, and the cooling water temperature varies seasonally between 9 and 26 degrees Celsius.
The optimal temperature for the closed-circuit cooling water is 17 degrees Celsius. However, during the summer, the cooling water cannot be cooled to such a low temperature due to the increase in water temperature of the raw water. The study presents an action plan for optimizing the current cooling system, a plan for stabilizing the cooling water temperature, and suggestions for reducing the overall cooling water system heat load to ensure sufficient cooling, especially in problematic areas during the summer.
Tutkimuksen päämääränä oli kartoittaa jäähdytysvesiverkon nykytila, sen käyttökohteet, sekä vuodenaikojen lämpötilamuutosten vaikutukset eri lämmönvaihtimilla. Raaka-aineen esikäsittely-yksikössä kohdattavat haasteet jäähdytysveden lämpötilan noustessa olivat merkittävin tekijä tutkimuksen toteutuksen taustalla. Tuotantolaitoksella on kaikkiaan 48 lämmönvaihdinta jäähdytysvesikierrossa. Suljetussa jäähdytysvesikierrossa kiertävää demineralisoitua vettä jäähdytetään läheisen vesistön raakavedellä ja jäähdytysveden lämpötila vaihtelee vuodenaikojen mukaan 9–26 asteen välillä.
Optimaalinen lämpötila suljetun kierron jäähdytysvedelle on 17 astetta. Kesän aikana jäähdytysvettä ei kuitenkaan voida jäähdyttää näin kylmäksi järviveden lämpötilan noustessa korkeammalle. Työssä esitetään toimenpidesuunnitelma nykyisen laitteiston jäähdytyksen optimointiin, suunnitelma jäähdytysveden lämpötilan vakioimiseksi, sekä kehitysehdotuksia koko jäähdytysvesikierron lämpökuorman pienentämiseksi, jotta riittävä jäähdytys ongelmakohteissa saataisiin turvattua myös kesäisin.
The aim of the research was to assess the current state of the cooling water network, its applications, and the effects of seasonal temperature changes on various heat exchangers. Challenges encountered in the raw material pretreatment unit due to the rise in cooling water temperature were the most significant factors behind the implementation of the study. The production facility has a total of 48 heat exchangers in the cooling water circulation system. In the closed cooling water circuit, demineralized water is cooled with lake water, and the cooling water temperature varies seasonally between 9 and 26 degrees Celsius.
The optimal temperature for the closed-circuit cooling water is 17 degrees Celsius. However, during the summer, the cooling water cannot be cooled to such a low temperature due to the increase in water temperature of the raw water. The study presents an action plan for optimizing the current cooling system, a plan for stabilizing the cooling water temperature, and suggestions for reducing the overall cooling water system heat load to ensure sufficient cooling, especially in problematic areas during the summer.