การสร้างแบบจำลองและการออปติไมซ์ของระบบทำความเย็นด้วยโพรพิลีน

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาระบบทำความเย็นด้วยโพรพิลีน ซึ่งเป็นระบบหนึ่งของการทำความเย็นของโรงงานผลิตโอเลฟินส์ โดยการสร้างแบบจำลองเลียนแบบกระบวนการจริง และหาสภาวการณ์ดำเนินงานที่เหมาะสม เพื่อลดค่าใช้จ่ายของระบบ สำหรับระบบทำความเย็นด้วยโพรพิลีนเป็นระบบปิดซึ่งโพรพิลีนจะมีการไหลเวียนกลับสู่คอมเพรสเซอร์ โดยคอมเพรสเซอร์เป็นเครื่องจักรแบบเซนตริฟูกัลที่มีสี่ขั้นที่ถูกออกแบบเพื่อทำความเย็นที่ -40, -21, -7 และ 7 องศาเซลเซียสตามลำดับ โดยคอมเพรสเซอร์จะได้รับการส่งถ่ายพลังงานจากเครื่องจักรไอน้ำความดันสูง ดังนั้นการลดค่าใช้จ่ายของระบบ ทำได้โดยลดการใช้พลังงานของคอมเพรสเซอร์ เพื่อประหยัดปริมาณไอน้ำความดันสูง งานวิจัยเริ่มจากการสร้างแบบจำลองด้วยข้อมูลการออกแบบโดยใช้โปรแกรมแอสเพนพลัสเวอร์ชั่น 9.3-1 จากนั้นทดสอบแบบจำลองด้วยข้อมูลจริง พบว่ามีความไม่สอดคล้องกัน จึงดำเนินการปรับพารามิเตอร์ของแบบจำลอง โดยใช้เทคนิคการปรับให้สอดคล้องของข้อมูล เมื่อแก้ไขแบบจำลองจนมีความถูกต้องแล้ว จึงใช้แบบจำลองในการออปติไมซ์เพื่อหาสภาวะ การดำเนินงานที่เหมาะสมที่สุด โดยวัตถุประสงค์ในการออปติไมซ์คือ การมินิไมซ์พลังงานที่คอมเพรสเซอร์ใช้ ผลของการออปติไมซ์พบว่าความดันขาเข้าคอมเพรสเซอร์ขั้นที่หนึ่ง และ การแบ่งสัดส่วนการไหลของโพรพิลีนเข้าสู่คอมเพรสเซอร์แต่ละขั้นอย่างเหมาะสม จะทำให้พลังงานของคอมเพรสเซอร์ลดต่ำลงส่งผลให้ปริมาณไอน้ำความดันสูงลดลง 1,930.133 ตันต่อปี และค่าใช้จ่ายลดลง 829,957.10 บาทต่อปี เมื่อทำกรณีศึกษาหาราคาของการทำความเย็นด้วยโพรพิลีนที่ระดับอุณหภูมิต่างๆ โดยการเพิ่มปริมาณโพรพิลีนให้แก่ระดับอุณหภูมินั้นๆ มากขึ้น 1 ตันต่อชั่วโมง พบว่าราคาของการทำความเย็นระดับหนึ่งที่อุณหภูมิ -40 องศาเซลเซียสมีราคาแพงที่สุดคือ 1,368,028.98 บาทต่อปี ส่วนราคาของการทำความเย็นระดับสอง สาม และสี่ลดลงตามลำดับคือ 1,155,349.59 และ 1,016,817.33 และ 870,168.36 บาทต่อปี