بررسی و بکار گیری سیستم ذخیره سازی انرژی در سیستم های توتال سایت

این پروژه به بررسی روش جدیدی در انتگراسیون انرژی فرآیندهای ناپیوسته بر اساس تجزیه بندی منطقه ای می پردازد. فرآیند های ناپیوسته دسته ای از تولید مواد می باشند که امروزه کاربرد گسترده ای در صنایع شیمیایی پیدا کرده اند. این موضوع اهمیت بررسی این فرآیندها را از نظر انعطاف پذیری، عملکرد و مصرف انرژی بالا برده است. روشهای گوناگونی جهت انتگراسیون انرژی این فرآیندها تا کنون توسط افراد مختلف مورد بررسی قرار گرفته است که اساس آنها بر پایه دو محدودیت اصلی این دسته از فرآیندها یعنی دما و زمان بوده است. این تکنیکها یا بر اساس انتقال حرارت مستقیم و یا انتقال حرارت غیر مستقیم توسعه یافته است. روش انتگراسیون متوسط زمانی اولین روش بحث شده در این پروژه می باشد که بر پایه پیوسته فرض کردن یک فرآیند ناپیوسته توسعه یافته است. در نظر نگرفتن فاکتور زمان فرآیند های ناپیوسته عامل غیر قابل قبول بودن و دور از واقعیت بودن انتگراسیون به این روش می باشد، به همین دلیل روش دیگری بر پایه تعریف فواصل زمانی، به طوری که در هر فاصله زمانی جریان ها به مانند یک فرآیند پیوسته رفتار می کنند، توسعه یافت. این روش به نام فواصل زمانی معروف است. روش فوق نسبت به روش قبلی از دقت و صحت بیشتری برخوردار است اما از آن جایی که هر فاصله زمانی به صورت جداگانه بررسی می شود، مصرف انرژی در آن بسیار بالا می باشد. روش دیگر مطرح شده روش انتقال حرارت غیر مستقیم می باشد که بر اساس اصول تکنولوژی ذخیره سازی حرارت می باشد، بدین ترتیب که حرارت آزاد شده در یک فاصله زمانی ذخیره و در زمان دیگری به استفاده مجدد فرآیند می رسد. با استفاده از این روش امکان کاهش انرژی و یوتیلیتی مورد نیاز فرآیند تا حد بسیاری وجود دارد. و در نهایت آخرین مدل مطرح شده روشی به نام ترکیب فواصل زمانی مختلف می باشد که ترکیبی از دو روش متوسط زمانی و فواصل زمانی است، به طوری که با ترکیب چند فاصله از یک فرآیند ناپیوسته و فرض وقوع آنها در یک زمان متوسط و در نتیجه پیوسته فرض کردن فرآیند در آن مدت به انتگراسیون انرژی و محاسبه حرارت مورد نیاز فرآیند می پردازد، اما از آن جا که عملی بودن ترکیب فواصل از نظر محدودیت جریان ها و دور بودن فواصل زمانی از یکدیگر بررسی نشده است، از نظر دقت در سطح پایینی قرار دارد. تمامی روشهای اشاره شده در بالا تنها به دو فاکتور زمان و دما در بررسی این گونه فرآیندها توجه داشته اند، در حالی که یکی از موارد مهم در طراحی فرآیندها بررسی انعطاف پذیری، ایجاد نقشه های ساده تر فرآیند جهت کنترل و موارد ایمنی می باشد. این گونه بررسی ها در فرآیندهای پیوسته صورت گرفته است و نتیجه آن تقسیم واحدهای پیوسته به نواحی جداگانه تحت عنوان مناطق انتگراسیون یا مناطق فرآیند می باشد، تقسیم یک واحد فرآیندی به چندین منطقه مجزا و لزوم طراحی شبکه هایی که در منطقه خود واقع شده اند، راحتی کنترل واحد و کاهش لوله کشی های طولانی را به همراه دارد و نهایتا طراح با تعداد محدودی جریان در هر منطقه سرو کار دارد. از آن جایی که فرآیند های ناپیوسته در حال حاضر رنج وسیعی از تکنولوژیهای تولید مواد را به خود اختصاص داده اند، ایجاد سادگی در بررسی و کنترل آنها یکی از موارد مهم در طراحی این دسته از فرآیندها می باشد، به طوری که با رویکردی جدید به این فرآیندها و در نظر گرفتن سه فاکتور دما، زمان و تجزیه بندی منطقه ای به جای حالات قبل می توان موارد ایمنی، سادگی عملکرد و انعطاف پذیری این سیستم ها را بالا برد. روش جدید انتگراسیون فرآیند های ناپیوسته بر پایه تجزیه بندی منطقه ای، در این پروژه مورد بررسی قرار گرفته است، به طوری که تحت یک مثال مطالعاتی یک فرآیند ناپیوسته با سه فاصله زمانی به سه منطقه عملیاتی تقسیم، و انتگراسیون حرارتی هر یک از مناطق با توجه به این نکته که حداقل ارتباط بین مناطق مختلف وجود داشته باشد بررسی شده است ، در این میان از آن جا که انتگراسیون به روش فواصل زمانی از نظر مصرف انرژی بالا می باشد، بنابراین جهت کاهش انرژی مصرفی روش بر پایه انتقال حرارت غیر مستقیم توسعه یافته است. در این خصوص با استفاده از اصول تکنولوژی پینچ و رسم آنالیز آبشاری هر منطقه، فاصله دمایی که در آن انتقال و ذخیره انرژی صورت می گیرد مشخص گردیده، و با معرفی یک تئوری جدید بر مبنای تقسیم بندی دمایی جریان ها و استفاده از دو حداقل اختلاف دما در انتگراسیون حرارتی، سیستم ذخیره سازی طراحی و محاسبه شده است. بنابراین به طور خلاصه، این پروژه به ارائه روشی جدید برای انتگراسیون حرارتی یک واحد ناپیوسته بر اساس یک محدودیت جدید تحت عنوان محدودیت منطقه ای و با در نظر گرفتن تجزیه سازی منطقه ای می پردازد و نحوه توسعه آنالیز آبشاری، انتخاب سطوح یوتیلیتی و ارتباط بین فواصل زمانی مختلف را بیان می کند و هم چنینی تئوری جدیدی برای انتخاب سیستم ذخیره سازی با استفاده از تکنولوژی پینچ ارائه گردیده است.