بهینه‌سازی ساختار کولرهای هوایی به منظور افزایش راندمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده توسعه و بهینه‌سازی فناوری‎های انرژی

چکیده

هدف از انجام این پژوهش، تعیین نقطه بهینه عملکرد کولرهای هوایی از دو دیدگاه اقتصاد و عملیات می‌باشد. امروزه به منظور افزایش راندمان کولرهای هوایی روش‌های متداولی نظیر کنارگذر کردن بخشی از جریان هوای سرد، قرار دادن لوور بر سر راه جریان هوا و محدود کردن دبی آن، کنترل دور موتور و استفاده از فن‌های با گام متغیر مطرح می‌باشد. به‌طورکلی یک راهکار بهینه از دیدگاه مهندسی، پس از بررسی اثر متقابل بین هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری ارائه می‌شود. بنابراین، مطرح نمودن روش‌های متداول می‌تواند تأثیر نامطلوبی بر روی هزینه‌‌های عملیاتی یا سرمایه‌گذاری داشته باشد. در این مقاله با استفاده از اصل بررسی اثر متقابل و در نظر گرفتن تجربیات با ارزش بهره‌برداری، ساختاری بهینه بر روی یک مورد صنعتی، به منظور هدایت مهندسان ارائه شده‌است. اجرای عملیاتی این ساختار در شرکت پالایش نفت تهران، بهبود راندمان کولر هوایی 201-E2 و کاهش 92 % توان مصرفی فن‌های هوایی را در پی داشته‌است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of Air Cooler Structures to Improve the Energy Efficiency

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Goodarzvand Chegini
  • Mehdi Gougol
  • Ramin Karami
  • Hamidreza Javdan Javedan
Energy Technologies Research Division, Research Institute of Petroleum Industry
چکیده [English]

The purpose of this study is to determine the optimal operating conditions in the aspect of economic and operational performance of air coolers. Air-cooled heat exchangers are often used in industrial applications where a reliable source of water is not available as a cooling medium. Today, various methods such as bypassing the air flow, using damper, and controlling fan motor speed are used to optimize the air cooler efficiency. In this study, Aspen-HTFS (Acol+) is used to achieve the optimum geometry. Essentially, the correct optimal structure is provided by an economic trade-off between the operating and the capital cost. The trade-off between operating and capital cost was done to improve the efficiency of air cooler at Tehran Oil Refining Company and resulted in a 29% power saving.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Air Cooler
  • Power Consumption
  • Simulation
  • Optimization
  • Trade off
1]. Saunders E. A. D., Selection, Design and construction of heat exchangers, Longman Scientific & Technical, 1988.

[2]. Serth R. W., “Air-cooled heat exchangers, process heat transfer: principles and applications”, pp. 629-680, 2007.

[3]. Rohsenow W. M., Hatnett J. P. and Ganic E. N., Handbook of heat transfer applications, Mc Grow Hill, 3rd Edition, 1998.

[4]. Giammaruti R., Performance improvement to existing air-cooled heat exchangers, Cooling Technology Institute Annual Conference, 2-11, Feb., 2004.

[5]. http://www.hudsonproducts.com, 20 May, 2010.

[6]. Zukauskas A., “Heat Transfer from Tubes in Cross Flow”, Advances in Heat Transfer, Academic Press Inc., Vol. 18, pp. 87-159, 1987.

[7]. Bejan A., Kraus A. D., Heat Transfer Handbook, John Wiley & Sons Inc., 2003.

[8]. Eckels P. W. and Rabas T. J., “Heat transfer and pressure drop of typical air cooled finned tubes”, Int.J.HeatTransfer, Vol. 107, pp. 198-204, Feb. 1985.

[9]. Kroger D. G., “Air-Cooled Heat Exchangers and Cooling Tower: Thermal-Flow Performance Evaluation and Design”, Vol. 1, PennWell Corporation, 2004.

[01] سلطانی م.، امینی ا.، «اصول طراحی حرارتی و هیدرولیکی مبدل‌های حرارتی»، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، 8531.

[11]. Aspen HTFS+ Design System, ACOL+, Air Cooled & Economizer Thermal Design Software, 2006.