Suljetun jäähdytysvesiverkon mallinnus

Työssä selvitettiin Neste Oil Porvoon jalostamon tuotantolinja 2 jäähdytysvesiverkon tilaa. Jäähdytysvesiverkon hydraulinen malli päivitettiin ja verifioitiin painemittauksin. Mallia tarkennettiin säätöventtiilien mallinnuksen sekä virhelähteiden tarkastelun perusteella havaituin muutoksin. Mallin verifioinnissa havaittiin huomattavia eroja mallin ja mitattujen paineiden välillä. Tämä johti mallin tarkempaan tarkasteluun, sekä virhelähteiden ja niiden vaikutusten selvittämiseen. Putkivarusteiden mallinnusmenetelmiä, sekä mallinnusperiaatteita vertailtiin keskenään. Koska jäähdytysveden kokonaiskierto oli riittämätön, tarkasteltiin kolmea vaihtoehtoa riittävän kiertovesimäärän aikaansaamiseksi. Nykyisten kiertovesipumppujen rinnanoperointi, sekä riittävän suureksi skaalatun pumpun käyttö simuloitiin. Kolmantena tapauksena arvioitiin lämmönvaihdinkohtaisen kuristussuunnitelman vaikutus putkiston painehäviöön, sekä putkistolle sopiva kiertovesipumppu. Vaihtoehdoille laskettiin suuntaa-antavat investointi- ja käyttökustannukset. Tarkastelun perusteella riittävän suureksi skaalattu pumppu todettiin kannattavimmaksi pienen hintaeron, sekä luotettavamman jäähdytysvesikierron käyttövarmuuden vuoksi. Työssä onnistuttiin tuottamaan yleispätevää tietoa suljetun jäähdytysvesiverkon hydrauliseen mallinnukseen vaikuttavista tekijöistä, sekä niiden vaikutuksesta mallin tarkkuuteen. Selvityksen perusteella tarkasteltua mallia saatiin tarkemmaksi.

The state of cooling water network in the Neste Oil Porvoo Refinery Production Line 2 was studied. The hydraulic model of cooling water network was updated and verified by pressure measurements. The model was made more accurate by control valve modeling and by changes based on examination of error-sources. Major differences between the model and the measured pressures were noticed in the verification of the model. This led to the closer examination of the model as well as investigation of the error-sources and effects of those sources. Modeling methods and principles of pipe fittings were compared. Due to insufficient total circulation of cooling water, three options were investigated to obtain adequate circulation. Parallel operation of the existing circulation pumps and use of new large-scale pump were simulated. The third option, the effect of heat exchanger-specific throttling to the network pressure drop, was estimated and suitable new pump was selected. Investment and operation costs were calculated in each case. Large-scale pump was verified for most profitable operation based on the small price-difference and higher operational reliability in the cooling water network. This work produced general information of the factors of error-sources and their effect to the hydraulic modeling of the closed cooling water network. The cooling water network model was made more accurate based on the work.