مدل‌سازي ترموديناميكي كوره پيش‌گرمكن نفت خام

Thermodynamic modeling of oil preheat furnace

در اين مقاله، مجموعه كوره پيش‌گرمكن نفت خام (خوراك ستون تقطير) مورد بررسي قرار مي‌گيرد. مدل رياضي براي بخش جابجايي و تشعشعي كوره در شرايط ايده‌ال ارايه شده، همچنين مدل ساده‌اي براي فرايند احتراق پيشنهاد مي‌گردد. مدل‌سازي ارايه شده براي يك گذر از كوره مورد بررسي مي‌باشد. معادلات پيشنهادي بر اساس قوانين ترموديناميك، پايستگي جرم، پايستگي انرژي، قوانين انتقال حرارت و همچنين روابط نيمه تجربي حاكم بر رفتار نفت خام تعيين مي‌شوند. پارامترهاي مدل بر اساس مشخصات فني و داده‌هاي تجربي حاصل از يك كوره واقعي تعيين مي‌شوند. مقايسه نتايج حاصل از مدل‌سازي با داده‌هاي موجود، قابليت روش پيشنهادي را در پيش‌بيني دماي نفت خروجي از كوره و دماي لوله‌ها نشان مي‌دهد.

In this paper, a thermodynamic modeling approach is presented for characterizing the behaviors of a crude oil preheat furnace. Convection sections and radiant section are modeled and a simple model for combustion is given, where only a single pass is considered for modeling. Thermal equations are proposed based on mass and energy balance, thermodynamic, heat transfer and also based on semi-empirical relation for the crude oil thermo-physical behaviors. The parameters are defined based on geometrical information, empirical relations and experimental data from real furnace performances. Capability of the developed models in predicting the output oil temperature is validated by a comparison between the obtained results from simulation experiments and the data taken from the real system responses.