Abstrakti
Kysymys siitä kuinka lämmönvaihdinverkkoja tulisi suunnitella optimaalisella tavalla tuli akateemisen tutkimuksen piiriin ensimmäistä kertaa 1960-luvulla. Kehitys oli nopeaa ja menetelmien leviäminen käyttöön johti merkittäviin muutoksiin monilla teollisuuden aloilla. Perinteisesti lämmönvaihdinverkkojen parantamiseen tähtäävät menetelmät on jaettu pinch-pohjaisiin menetelmiin ja optimointiin.
Tämä väitöskirja keskittyy pinch-pohjaisiin menetelmiin joita voidaan käyttää jo olemassa olevien lämmönvaihdinverkkojen parantamiseen. Erityistä huomiota kiinnitetään teollisiin prosesseihin, joissa on tarjolla merkittäviä määriä sekundäärilämpöä. Tehty kirjallisuuskatsaus osoittaa, että tuorein uusi menetelmä alalla ovat kehittyneemmät yhdistelmäkäyrät (advanced composite curves). Tästä syystä kyseinen menetelmä on valittu tarkempaan tarkasteluun. Työ on toteutettu soveltamalla menetelmää teollisuudesta peräisin oleviin esimerkkeihin ja tässä työssä kehitettyjen menetelmien osalta on käytetty yksinkertaistettuja esimerkkitapauksia.
Tarkastelujen tulokset osoittavat, että kehittyneemmät yhdistelmäkäyrät antavat selkeästi enemmän tietoja tutkitusta systeemistä kuin perinteiset pinch-pohjaiset menetelmät. Koko laitoksen lämmönkulutus voidaan kuvata kahdessa käyrästössä, toinen pinch-pisteen ylä- ja toinen alapuolella. Käyrästöt näyttävät yhdellä vilkaisulla kuinka nykyinen lämmönvaihdinverkko on rakennettu suhteessa teoreettisiin mahdollisuuksiin. Todelliset lämpötilat, joissa käyttöhyödykkeitä tällä hetkellä tarvitaan, sekä teoreettiset ylä- ja alarajat noille lämpötilatasoille antavat arvokkaita vihjeitä siitä, mistä osasta laitosta parantamispotentiaalia kannattaa lähteä hakemaan. Tehtyjen tarkastelujen pohjalta menetelmän käyttöä teollisuudessa voi suositella laajalti.
Työssä esitellään uusi sovellus kuinka kehittyneempiä yhdistelmäkäyriä voi käyttää osoittamaan lämmöntalteenoton ylä- ja alarajat tapauksissa, jossa jossakin kyseessä olevista virroista tapahtuu faasimuutos tarkasteltavalla lämpötila-alueella. Tekniset rajoitukset pystytään ottamaan mukaan analyysiin ja kuvaamaan graafisesti. Tämä antaa ideoita uusiksi parantamismahdollisuuksiksi, joita perinteisempiä menetelmiä käyttämällä ei tavoita.
Julkaisun otsikon käännös | Pinch-analyysi ja sekundäärilämpö - Miten ottaa monifaasivirtaukset huomioon kehittyneempiä yhdistelmäkäyriä käyttämällä |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-6322-5 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-6323-2 |
Tila | Julkaistu - 2015 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- pinch-analyysi
- energiatehokkuus