بهینه‌سازی عملکرد دمنده فلر پروپان و بوتان با استفاده از درایو فرکانس متغیر
محورهای موضوعی : مهندسی قدرت و مدیریت انرژی
داوود گوگونانی
1
,
مژده حیدریان اصل
2
*
1 - گروه مهندسی برق، واحد دشتستان، دانشگاه آزاد اسلامی، دشتستان، ایران
2 - گروه مهندسی برق، واحد دشتستان، دانشگاه آزاد اسلامی، دشتستان، ایران
کلید واژه: درایو فرکانس متغیر (VFD), پروپان, بوتان, احتراق فلر,
چکیده مقاله :
رشد و توسعه در جوامع بشری با افزایش تولید و مصرف انرژی ارتباط مستقیمی دارد. پس از شروع انقلاب صنعتی، رشدی فزاینده در استفاده از انرژیهای فسیلی در کشورهای صنعتی رخ داده که این عامل باعث افزایش آلایندههای زیست محیطی و گازهای گلخانهای شده و آثار آن امروزه نیز گریبانگیر جوامع بشری شده است. یکی از تجهیزات بسیار مهم تولیدکنندهی آلایندههای زیست محیطی در صنایع مرتبط با نفت، گاز و پتروشیمی، فلر میباشد. در این تحقیق، راهکارهای کاهش آلایندگی توسط فلرها بررسی شده است. در ادامه یک فلر نمونه که مجهز به یک الکتروفن دمندهی دو سرعته میباشد مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از یک درایو فرکانس متغیر برای کنترل سرعت الکتروموتور دمنده هوای فلر، فرایند احتراق فلر پروپان و بوتان در جهت کاهش دود و بهینه‌سازی احتراق، شبیه سازی شده است. نهایتا، نتایج مثبت استفاده از درایو فرکانس متغیر در ایجاد احتراق کامل و کاهش آلایندگی در فلر بررسی شده و نیز مزایای استفاده از درایو فرکانس متغیر در عملکرد مناسب الکتروفن دمنده هوای فلر، ارائه گردیده است.
Growth and development in human societies are directly related to increased energy production and consumption. After the start of the Industrial Revolution, there has been a rapid increase in the use of fossil fuels in industrialized countries, which has led to higher levels of environmental pollutants and greenhouse gases, and the resulting effects continue to plague human societies today. One of the most important sources of environmental pollutants in the oil, gas, and petrochemical industries is the flare. In this study, strategies for reducing emissions from flares were investigated. A sample flare equipped with a two-speed blower electrofan was analyzed. Using a variable frequency drive to control the speed of the flare air blower electromotor, the combustion process of propane and butane in the flare was simulated to reduce smoke and optimize combustion. Finally, the study demonstrated the positive effects of using a variable frequency drive in achieving complete combustion and reducing flare emissions, and presented its advantages in ensuring the proper operation of the flare air blower electrofan.
[1] پ. س. سن. ماشینهای الکتریکی (تحلیل، بهره برداری، کنترل). ترجمه: مهرداد عابدی و محمد تقی نبوی. تهران: نشر کارآفرینان بصیر. چاپ هفتم (1381).
[2] دهقان پور، اباذر؛ ظریف، مهدی؛ قاسمی، ابوالفضل و جاویدی، محمد حسین، افزايش بهره وري پمپ‌هاي واحد الين نيروگاه مشهد با استفاده از درايوهاي اينورتوري. بیست و چهارمین کنفرانس بین المللی برق، 25 الی 27 آبان ماه، تهران، شرکت توانیر، (1388).
[3] E. Ifeanyichukwu, I. C. Stella, "Simulation of the Production of Liquefied Petroleum Gas (Lpg) from Flare Gas System", Journal of Oil and Gas Research Reviews, 3(1), 28-34.2023.
[4] M. Soltanieh, A. Zohrabian, M. J. Gholipour, E. Kalnay, "A review of global gas flaring and venting and impact on the environment: Case study of Iran", International Journal of Greenhouse Gas Control, Volume 49, Pages 488-509, 2016. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2016.02.010.
[5] R. Saidur, S. Mekhilef, M.B. Ali, A. Safari, H.A. Mohammed, "Applications of variable speed drive (VSD) in electrical motors energy savings", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 16, Pages 543-550. 2012. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.08.020.
[6] M. Mazumder, Optimal Design and Operation for a Gas Processing Plant, Natural Gas Liquid Recovery, Flare Gas Recovery and Liquified Natural Gas Production (Doctoral dissertation, Lamar University-Beaumont). 2020.
[7] H. A., Alhameedi, J. D., Smith, P., Ani, T. Powley, "Toward a Better Air-Assisted Flare Design for Safe and Efficient Operation during Purge Flow Conditions: Designing and Performance Testing". ACS omega, 7(47), 42793-42800. 2022. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c04618.
[8] T., Fallah, J., Belghaieb, N. Hajji, "Analysis and simulation of flare gas recovery in oil and gas producing company". Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 45(4), 9827-9833, 2023.
https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1680772.
[9] CC. Chang, SS. Shieh, SS. Jang, CW. Wu, Y. Tsou, "Energy conservation improvement and ON–OFF switch times reduction for an existing VFD-fan-based cooling tower", Applied Energy, Volume 154, Pages 491-499, 2015. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.05.025.
[10] http://barghnews.com/fa/news/32082/روش‌های-کنترل-موتور-القایی-بخش-اول.
[11] D. Basso and P. Shah, "Specifying VFD driven low voltage motors for safety and operational life", Petroleum and Chemical Industry Technical Conference (PCIC), Philadelphia, PA, 19-22 Sept. 2016, pages 1-6. Doi: 10.1109/PCICON.2016.7589213.
[12] P. van Rhyn, J. H. C. Pretorius, "Utilising high and premium efficiency three phase motors with VFDs in a public water supply system", 2015 IEEE 5th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), Riga, Latvia, 11-13 May 2015, Pages 497-502. Doi:10.1109/PowerEng.2015.7266367.
[13] Al Kalbani, H. "Lessons from a Year-Long Operation of an Atmospheric Pressure Flare Gas Recovery System". In SPE EOR Conference at Oil and Gas West Asia (p. D031S038R006). SPE, 2024. https://doi.org/10.2118/218652-MS.
[14] Al Kalbani, H., Al Marhoobi, F., Al Siyabi, H., Al Shabibi, S., & Al Kiyumi, A., Achieving Zero Flaring through Oil Tanks Gas Recovery: Case Study from Oman. In Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference (p. D042S239R001). SPE., 2019. https://doi.org/10.2118/197673-MS.
[15] Al-Fadhli, F. M., Torres, V. M., & Allen, D. T. ,"Impacts of air-assist flare blower configurations on flaring emissions". Industrial & engineering chemistry research, 51(39), 12606-12610, 2012. https://doi.org/10.1021/ie3012209.
[16] https://hupaa.com/20000000000003001/ACاساس موتورهای القایی.