Analiza ciupitului. Impact asupra diferitelor componente ale mediului

În fiecare an, în prima duminică a lunii septembrie, este sărbătorită Ziua lucrătorilor din industria petrolului, gazelor și combustibililor. În această zi, trebuie să îi felicităm pe toți specialiștii care lucrează în acest domeniu dificil în vacanța lor profesională: constructori, muncitori în transport, tehnologi, geologi și foratori. A fost instituită Ziua Muncitorilor în Petrol și Gaze puterea sovieticăîn 1980 și încă este sărbătorită nu numai în Rusia, ci și în alte republici care făceau parte din URSS. Industria petrolului– una dintre principalele ramuri ale industriei grele, se ocupă cu explorarea zăcămintelor, forarea puțurilor și extragerea „aurului negru”, asigură, în același timp, transportul pe conducte de petrol și gaze. Munca multor alte domenii ale economiei și economiei naționale depinde de succesul acestei industrii. Sărbătorim Ziua muncitorilor din petrol și gaze industria gazelor- prima duminica din septembrie.

O mulțime de resurse de petrol
Turnurile cresc ca ciupercile,
Consumatori cu gust
Ei iau petrol și gaze pentru ei înșiși.
Dar cui îi datorează rezidentul,
Pentru aceasta industrie?
La urma urmei, consumatorul nu știe
Că ți-ai dat viața
S-a dedicat muncii
A devenit muncitor în materie primă
Gazul și petrolul sunt deja în circulație,
Și toată țara se bucură.

Zăcămintele de petrol sunt greu de găsit,
Și doar specialiștii preiau treaba,
Pentru a detecta gaze, trebuie să stai treaz
Munciți din greu zi și noapte.
Muncitori cu gaz și petrol la preț,
Ai câștigat un bilet mare în joc,
Înțelegerea vieții, deschiderea puțurilor,
Și fiecare dintre călătoriile tale este, desigur, importantă.
Cu cât sunt mai multe descoperiri, cu atât bugetul este mai mare,
PIB-ul crește și nu mai sunt probleme,
Vă mulțumim băieți, îi felicităm pe toți,
Vă dorim succes nesfârșit în minerit.

La mulți ani de Ziua Lucrătorilor în Petrol și Gaze,
Lasă infecția sălbatică să nu te atingă,
Folosește îndemânarea și instinctul pentru a căuta locuri,
Acolo unde petrolul și gazele sunt abundente, din abundență.
Mulțumesc băieți, mulțumesc pentru tot
Mulțumesc pentru asta, mulțumesc pentru asta
Pentru aur negru, flacără albastră,
Pentru faptul că țara a reînviat steagul.
Am ieșit în lume și acum vindem,
Și stabilim ritmul tranzacționării pentru alții.

Lucrător la petrol, lucrător la gaz - două cizme într-o pereche,
Și ne-am adunat aici, ne-am adunat cu toții pentru un motiv,
Vacanța dvs. calendaristică deschide ușa,
Ne bucurăm mereu să te vedem și suntem fericiți acum.
Pentru muncă și pentru producție, pentru petrol, pentru gaz, pentru orice,
Personal recunoscători și salutări tuturor,
Sănătate și noroc, succes și bunătate,
Vă dorim băieți, vă dorim pentru totdeauna.

Onoare și laudă tuturor lucrătorilor din petrol și gaze,
Pur și simplu nu ne putem descurca fără tine,
Ne creezi confort și confort,
Nu degeaba te numesc vrăjitorii tuturor binecuvântărilor.
Felicitări pentru vacanța profesională,
Vă dorim mult succes în toate,
Lasă-ți cariera să crească rapid,
Fie ca norocul și fericirea să vină acasă.

Lucrător în petrol și gaze, munca ta este neprețuită,
Serviciile tale sunt necesare ca aerul,
Ne oferi căldură,
Fie ca viața să fie mereu minunată.
Vă suntem recunoscători pentru tot,
Fie ca toate visele tale să devină realitate,
Să fie casa plină,
Lasă dragostea și fericirea să se instaleze în el.

Munca unui muncitor petrolier este demnă de respect,
Este nevoie de multă răbdare.
Cine extrage rezerve din pământ
Nu există așa ceva ca să fii nefericit și morocănos.
Felicitări pentru vacanța de astăzi,
Vă dorim sincer producție de discuri,
Iubire, sănătate, bucurie și fericire!
Cu siguranță te vei întâlni cu noroc!
Norocul, bunătatea, succesul în afaceri,
Și, desigur, în vacanță se râde mult!

Această întrebare este și astăzi de actualitate:
Spune-mi, minere: îi dai cărbunelui țării?
Potrivit, necesar, important, modern.
Mama Pământ încă îl așteaptă pe miner!
Lasă munca ta necesară să fie eficientă!
Lasă producția să meargă în plină desfășurare,
Și în cel mai bun, viitorul apropiat
O recompensă îl așteaptă pe muncitor pentru munca sa!

Acesta este un dat: fără petrol și gaze
Este aproape imposibil să treci azi.
Și toți cei care sunt asociați cu această lucrare,
Vrem să vă felicităm și să vă mulțumim.
Noi vrem. iti doresc sanatate si fericire,
Și speranțe bune și înălțimi dorite,
Prieteni de încredere, căldură și armonie -
Tot ceea ce trăiește sufletul în fiecare zi.

Analiza ciupitului(Engleză pinch - compression, narrowing) este o metodologie de minimizare a consumului de energie al proceselor chimice prin calcul minimul necesar consumul de energie și realizarea acestuia prin optimizarea recuperării de căldură a sistemului, a metodelor de alimentare cu energie și a condițiilor de funcționare. Analiza pinch este cunoscută și sub denumirea de integrare a proceselor, integrare energetică, integrare termică sau tehnologie pinch.

Datele de intrare pentru proces sunt un set de fluxuri de energie sau dependențe ale încărcăturii termice (kW) de temperatură (°C). Aceste date sunt combinate pentru toate fluxurile din instalație pentru a produce curbe compozite, una pentru toate fluxurile fierbinți (care degajă căldură) și una pentru toate fluxurile reci (care necesită căldură). Punctul de cea mai apropiată convergență a curbelor compozite calde și reci este temperatura de strângere (punct de strângere sau pur și simplu de strângere) și este punctul cu cele mai mari restricții. Astfel, prin găsirea acestui punct și pornind proiectarea de acolo, este posibil să se atingă energia țintă folosind schimbătoare de căldură prin transferul de căldură între fluxurile calde și reci. În practică, analiza de prindere implică adesea fluxuri cu temperaturi deasupra și sub punctul de prindere, care fac schimb de energie între ele. Eliminarea acestor schimburi prin aliniere reciprocă permite atingerea energiei țintă.

Poveste

Analiza pinch a fost dezvoltată pentru prima dată la sfârșitul anului 1978 de către compania engleză Imperial Chemical Industries (ICI) de către Bodo Linnhoff și John Flower de la Universitatea din Leeds. Un timp mai târziu, Bodo Linnhoffan a fost invitat să lucreze la Universitatea din Manchester, după care și-a creat propria firmă de consultanță numită Linnhoff March International. Un timp mai târziu, Linnhoff March International a fost vândută unei companii numite KBC Energy Services.

De atunci, au fost dezvoltate o mulțime de perfecționări și amendamente la metodologie pentru utilizarea analizei de ciupit în multe industrii, precum și pentru modelarea situațiilor și rularea datelor fără procesare. Au fost dezvoltate programe atât pentru calcule detaliate, precise, cât și pentru calcule simplificate (prin procesoare de foi de calcul) ale energiei țintă. Cel mai adesea, programul gratuit, distribuit gratuit PinchLeni este folosit pentru analiză.

ÎN anul trecut Tehnica de analiză a prinsului sa extins dincolo de aplicațiile energetice. Acum este folosit și pentru a analiza următoarele sisteme:

1. Analiza picaturi de hidrogen;
2. Rețele de schimb în masă;
3. Analiza ciupită a consumului de apă.

În contextul analizei de prindere, fiecare proces optimizat este considerat ca un set de fluxuri calde și reci. Fluxurile calde sunt cele care au nevoie de răcire, iar fluxurile reci sunt cele care necesită încălzire. Pentru fiecare proces, poate fi construită o curbă pe diagrama entalpie-temperatură reprezentând totalitatea tuturor fluxurilor fierbinți și o curbă reprezentând totalitatea tuturor fluxurilor reci ale procesului. Aceste curbe sunt numite curbe compozite calde și, respectiv, reci.

Construcția curbei este demonstrată în figurile următoare. Primul arată două fluxuri fierbinți pe o diagramă entalpie-temperatură.

Fluxul 1 este răcit de la 200 la 100 °C. Capacitatea sa termică de curgere CP (produsul debitului masic și capacitatea termică specifică a substanței) este egală cu 1; prin urmare, 100 kW de căldură sunt îndepărtate din flux. Fluxul 2 este răcit de la 150 la 50 °C. CP-ul acestui thread este 2; prin urmare, 200 kW de căldură sunt îndepărtate din flux.

Curba compozită fierbinte este construită prin simpla adăugare a cerințelor de respingere a căldurii pentru fiecare interval de temperatură:

În intervalul de la 200 la 150°C există un singur flux având CP = 1. Prin urmare, în acest interval de temperatură, trebuie îndepărtat 50 kW de căldură;

În intervalul de la 150 la 100°C există două fluxuri fierbinți cu un CP total = 3. Necesarul total de îndepărtare a căldurii în acest interval este de 150 kW. Curba compozită în intervalul de temperatură 150-100 C este mai plată, deoarece valoarea totală a CP în acest interval este mai mare decât în ​​intervalul 200-150°C;

În intervalul de la 100 la 50°C există un singur flux având CP = 2. Prin urmare, în acest interval de temperatură, trebuie îndepărtat 100 kW de căldură.

Curba compusului fierbinte este prezentată în figura următoare.

Curba compusului rece este construită într-un mod similar.

În practică, numărul de fire dintr-un proces este de obicei mult mai mare, dar firele compozite sunt construite exact în același mod cum a fost arătat în acest exemplu simplificat.

În figura următoare, curbele compozite calde și reci sunt reprezentate pe aceeași diagramă temperatură-entalpie. Aceste curbe reprezintă nevoile totale de răcire și încălzire ale procesului.

Proiecțiile curbelor pe axa entalpiei se suprapun. Aceasta înseamnă că căldura îndepărtată din curba compusului fierbinte (setul fluxului fierbinte) poate fi utilizată pentru a încălzi curba compusului rece (setul fluxului rece) permițând transferul de căldură între fluxuri. Cu toate acestea, fiecare dintre curbele compozite are o secțiune a cărei proiecție pe axa entalpiei nu se suprapune cu proiecția celei de-a doua curbe. Aceasta înseamnă că în partea sa superioară curba compusului rece are nevoie de o sursă externă de căldură (putere QH,min), iar curba compusului cald din partea inferioară are nevoie de o sursă externă de răcire (putere QC,min). Aceste valori reprezintă cerințe teoretice de energie caldă și rece.

Punctul la care distanța dintre curbele de-a lungul axei temperaturii este minimă se numește „ciupire”. În punctul de prindere, diferența de temperatură dintre curbe atinge un minim - ∆Tmin. În acest caz, aria de suprapunere a proiecțiilor a două curbe pe axa entalpiei reprezintă posibilitățile de transfer de căldură între procese (recuperare căldură), iar valorile QH,min și QC,min sunt minime teoretice. cerinţele de resurse energetice.

Odată ce strângerea și cerințele teoretice de energie pentru un proces sunt determinate, cele trei „reguli de aur” ale analizei ciupitului pot fi utilizate pentru a optimiza procesul. Procesul poate fi considerat ca două sisteme separate, situate respectiv deasupra ciupitului și respectiv sub ciupit. Sistemul de deasupra prinderii necesită căldură de la o sursă externă și, prin urmare, este un radiator. Sistemul situat sub ciupire necesită eliminarea căldurii dincolo de limitele sale și, prin urmare, este o sursă de căldură.

Cele trei reguli de bază sunt următoarele:

Nu ar trebui să existe transfer de căldură prin ciupire;

Nu ar trebui să existe o răcire externă a sistemului situat deasupra prinderii;

Nu ar trebui să existe nicio intrare de căldură din surse externe către sistem sub ciupire.

Dacă o cantitate de căldură α este transferată printr-o ciupire, aceasta înseamnă că aceeași cantitate de căldură (α) trebuie furnizată suplimentar sistemului „superior” și îndepărtată suplimentar din „inferior”. De asemenea, orice răcire externă a sistemului de chiuvetă și orice adăugare de căldură externă la sistemul sursă înseamnă cerințe suplimentare de energie față de valorile minime teoretice.

Prin urmare:

T = A - α

T - consumul minim de energie teoretic;

A - consumul real de energie;

α este fluxul de energie prin ciupire.

Pentru a obține un consum minim de energie, este necesar să eliminați fluxul de căldură prin ciupire.

Cea mai importantă condiție utilizare eficientă analiza pinch este disponibilitatea datelor reale, mai ales dacă procesul tehnologic nu este continuu. Aceste date nu pot fi înlocuite cu estimări sau ipoteze; Pentru a realiza economii de energie (și reduceri corespunzătoare ale costurilor), sunt necesare măsurători detaliate ale caracteristicilor (inclusiv timpul) tuturor fluxurilor de proces din proces.

Zona de aplicare

Analiza pinch poate fi utilizată într-o gamă largă de industrii care utilizează fluxuri de proces la diferite temperaturi. Această metodă este utilizată în proiectarea de noi întreprinderi sau unități de producție, modernizarea instalațiilor de producție, precum și astfel de studii ale activității întreprinderii cum ar fi:

Analiza energetica a unitatilor de productie;

Analiza sistemelor de resurse energetice, inclusiv sistemele de energie termică și electrică;

Proiectare si analiza sisteme de schimb de caldura;

Analiză cuprinzătoare producție pentru optimizarea proceselor și integrarea utilizării diverselor resurse energetice;

Analiza sistemelor de hidrogen și apă.

Inițial, analiza pinch a fost folosită în petrochimie, rafinarea petrolului și mari intreprinderi industria chimica, unde rezultatul utilizării sale a fost economia de energie și reducerea costurilor de capital. Cu toate acestea, recent această metodologie a fost aplicată cu succes la diferite procese tehnologice dintr-o gamă largă de industrii. În special, analiza pinch este utilizată în industria de cogenerare, farmaceutică, celulozei și hârtiei și cimentului, precum și în diferite subsectoare. Industria alimentară(de exemplu, bere, cafea, înghețată și produse lactate).

Analiza pinch este aplicată cu succes proceselor tehnologice tipuri variate, inclusiv procese discontinue, semi-continue și continue și este capabil să țină cont de diferitele caracteristici ale acestor procese, inclusiv de utilizarea tipuri variate materii prime și resurse energetice, fluctuațiile sezoniere ale cererii, precum și calitatea produselor și restricțiile de mediu.

Analiza pinch are reputația de a fi costisitoare și dificil de implementat. Totuși, în cazul proceselor simple, calculele pot fi efectuate manual sau folosind instrumente software (inclusiv cele distribuite gratuit). Prețul de pornire pentru proiectele de analiză a ciupitului este în jur de 5 mii de euro. O analiză simplă poate fi efectuată chiar și pe o cantitate mică de date. Analiza pinch este acum inclusă în multe programe de formare în inginerie industrială.

Situațiile mai complexe pot necesita o echipă de specialiști cu experiență, care sunt familiarizați cu analiza ciupitului, specificul unei anumite producții, precum și tehnicile de modelare a proceselor și de estimare a costurilor.

La aplicarea analizei de ciupire la activități existenteîntreprinderile au reușit în multe cazuri să obțină performanțe îmbunătățite proces de producție, care a făcut posibilă, de exemplu, creșterea flexibilității producției, „extinderea” locuri înguste V procese tehnologice, crește productivitatea și reduce amploarea efectelor negative (de exemplu, formarea scalei).

Adaptat din „Best Available Energy Efficiency Technologies Briefing Paper”