دوره آموزشی پلتفرم MEASUR؛ نرم افزار جامع تحلیل و مدیریت انرژی در مجتمع های صنعتی

استاد

مدیر سایت

دسته بندی

صنعت, مدیریت انرژی, نفت و گاز

45,000,000 ﷼

پیش نیاز ها

حدنصاب برگزاری دوره آموزشی : 8 نفر
نرم افزار MEASUR
کامپیوتر شخصی

ویژه ها

مجازی یا حضوری
مجازی در بستر ادوبی کانکت

مخاطبین هدف

مدیران انرژی شرکت ها و سازمان و افراد علاقمند

چکیده پلتفرم MEASUR

نرم افزار MEASUR در سال 2018 توسط وزارت انرژی آمریکا منتشر شد که هدف از آن یکپارچه سازی نرم افزارهای تحلیل انرژی صنعت و ایجاد یک ابزار جامع برای مدل سازی و تحلیل مصرف انرژی بوده است. این ابزار قادر به تحلیل و یافتن راه حل های کاهش مصرف انرژی در سیستم های گرمایش فرآیندی، سیستم بخار، سیستم هوای فشرده، سیستم پمپ ها، آب سرد، الکتروموتورها و غیره می باشد. کامل ترین ابزار برای بهینه سازی مصرف انرژی در صنعت بوده و اجرای آن می تواند به یافتن راهکارهای کاهش شدت مصرف انرژی، رفع گلوگاه ها و ارزیابی راهکارها یاری رساند.

پلت فرم MEASUR چیست و چه کاربردی دارد

نرم افزار MEASUR توسط دپارتمان انرژی آمریکا تهیه شده است و ابزاری برای تحلیل، مدیریت و بهبود کل سیستم انرژی در مجتمع های بزرگ فرآیندی و شیمیایی می باشد که نام آن از تلخیص حروف نخست انگلیسی عبارت نرم افزار ارزیابی انرژی تولید برای کاهش یوتیلیتی می باشد. این پلتفرم، نرم افزار یکپارچه ای برای کمک به مجتمع های صنعتی جهت تحقق صرفه جویی انرژی و آب در فرآیندهای تولید می باشد. ابزار MEASUR قابلیت هایی را برای تحلیل انرژی و آب در کلیه زیرسیستم های موجود در یک صنعت را فراهم می کند که شامل پوشش پمپ ها، فن ها، حرارت فرآیندی، سیستم های بخار، سیستم های هوای فشرده، الکتروموتورها و سایر اجزاء می باشد. قبلاً نرم افزارهای جداگانه ای (از جمله SSAT) برای تحلیل هرکدام از سیستم ها موجود بود که از سال 2018، تمام این نرم افزارهای جزء در یک بسته جامعی به نام MEASUR یکپارچه سازی شدند و می توان گفت که پیشرفته ترین ابزار برای تحلیل انرژی در صنعت می باشد. محیط کار سیستم کاربر پسند بوده و گرافیک قدرتمندی دارد(شکل زیر). همچنین ابزارهای محاسباتی فراوانی (بیش از 70 ابزار) مربوط به هوای فشرده، سیستم بخار، آب سرد، حرارت فرآیندی، الکتروموتورها، پمپ ها و غیره برای کمک به مهندسین انرژی و حتی طراح های سیستم فراهم نموده است که از جمله می توان به تخمین هد پمپ ها، سنجش منحنی سیستم پمپ، تبدیل انرژی موردنیاز برای منابع حرارتی گوناگون ، منحنی های بخار و غیره اشاره کرد.

محیط کار نرم افزار جامع انرژی MEASUR

در نظر داشته باشد که DOE نرم افزار MEASUR را برای کمک به بهبود کارایی سیستم های انرژی توسعه داده است که نتیجه آن یک ابزار کاربرپسند قدرتمند با قابلیت های شبیه سازی و محاسباتی واقعی شده است. قابلیت های مختلفی در پلتفرم برای مدیریت و بهینه سازی انواع جریان های آب از جمله جریان آب سرد فرآیندی، تبرید، مدیریت پساب های صنعتی، آب دیمین بخار نیز در نظر گرفته شده است که در صورتی که کفایت نکند از ابزار تکمیلی Plant Water Profiler Tool (PWPEx) نیز بهره برداری خواهد شد که این نرم افزار، ساختاری بر مبنای اکسل داشته و در آینده نزدیک قرار است به داخل پلتفرم MEAUR منتقل گردد و دارای قابلیت های زیر می باشد:

پوشش تمام جریان های آب ورودی و خروجی پلنت
محاسبه مصارف آب در واحدهای مختلف پلنت
محاسبه تراز آب در مجتمع صنعتی
پوشش تصفیه پساب ها
هزینه تمام شده انواع آب
محتوی انرژی آب
Plant Water Efficiency Status
ُ Plant Water Efficiency Status

در ادامه نمونه ای از کاربرد MEASUR در مدیریت انرژی سیستم بخار ارائه شده است که در دیگر سیستم ها هم به همین صورت بهره برداری می شود. برای شبیه سازی انرژی سیستم بخار و ارزیابی راهکارهای بهبود سیستم مراحل زیر پیگیری خواهد شد:

مرحله اول- شناخت سیستم های بخار اصلی با استفاده از اطلاعات موجود شامل نقشه ها، اطلاعات طراحی و گزارشات ممیزی انرژی

مرحله دوم- پردازش و طبقه بندی داده های کمی برای تغذیه در مدل

مرحله سوم- ایجاد ساختار مدل و انجام تنظیمات

مرحله چهارم- تغذیه داده های واقعی سیستم بخار در مدل و طرح سناریوی خط مبنا

مرحله پنجم- طرح راهکارهای مختلف بهبود و صرفه جویی انرژی در سیستم بخار

مرحله ششم-مدل سازی و ارزیابی راهکارها

مرحله هفتم– تحلیل نتایج

این نرم افزار با توسعه مدل سیستم بخار، تراز کل سیستم بخار را منعکس کرده و بعنوان آزمایشگاهی برای بهبود راندمان مصرف انرژی در کل سیستم خواهد بود. در شکل ریر محیط کاری نرم افزار نمایش داده شده است.

قسمتی از محیط مدیریت انرژی و آب در سیستم بخار

این مدل قادر به پوشش برهمکنش اجزای سیستم بر مبنای قوانین ترمودینامیکی، اقتصادی و در نهایت تراز انرژی-جرم می باشد. ویژگی های کلیدی مدل سیستم بشرح زیر می باشد:

تطابق با قوانین پایستگی انرژی
انعکاس تراز اقتصادی
حفظ تراز بخار در هدرها
هزینه های اثرات و تحلیل های مدل سازی اجزاء و تجهیزات
بهره گیری از رهیافت سیستمی

در ادامه مطالب اجمالی در مورد این سیستم شرح داده خواهد شد. ماژول بخار MEASUR از سه سیستم پیشفرض بخار شامل 1 هدری، 2 هدری و 3 هدری تشکیل شده است که شامل اجزای زیر می باشد:

ورودی ها: برای تهیه اطلاعات پایه ای سیستم بخار
مدل دیاگرام خطی از سیستم که هدرها، تراز بخار و مصرف حرارتی اجزا را نمایش می دهد.
ورودی های مدل: برای انعکاس وضعیت موجود سیستم بخار استفاده می شود.
مدل ساختار سیستم ها و یا راهکارهای بهبود سیستم- دیاگرام خطی سیستم پروژه ها را نمایش می دهد.
نتایج حاصل از شبیه سازی
چارت های مختلف مهندسی و ترمودینامیکی مربوط به سیستم بخار

از جمله کاربردهای MEASUR برای بهینه سازی سیستم بخار عبارتند از:

صرفه جویی در تقاضای بخار
بهره گیری از سوخت های و یا منابع دیگر انرژی جایگزین (مثلاً منابع گازهای فلر و غیره)
اصلاح بویلر با هدف افزایش بازدهی
اجرای فلاش تانک بلودان برای تولید بخار کم فشار
نصب توربین چگالنده بخار
بهبود بازیافت حرارت بلودان و میعانات برگشتی
فلش میعانات پرفشار برای تولید بخار فشار متوسط
اجرای برنامه مدیریت تله های بخار
اجرای برنامه مدیریت نشتی های بخار
بهبود عایق در سیستم و خطوط میعانات و تجهیزات

به طور کلی کاربردهای عمده پلتفرم MEASUR در بهینه سازی انرژی و آب در مجتمع های صنعتی عبارتند از:

SYSTEM TYPE	TOOL USE	DESCRIPTION
Compressed Air	Leak Loss Estimator – Bag Method	Estimates the leakage losses in a compressed air system using the bag method
Compressed Air	Pneumatic Air Requirement	Estimate the quantity of air required by a specific single acting or a double acting piston cylinder compressor
Compressed Air	Receiver Tank Sizing	Calculate the required size of the receiver tank
Compressed Air	Usable Air Capacity	Estimate the quantity of compressed air that is available for use
Compressed Air	Pipe Sizing	Determine pipe diameter when the volumetric flow velocity, pressure, and design velocity are known
Compressed Air	Velocity in the Piping	Estimate the velocity of compressed air throughout system piping
Compressed Air	System Capacity	Determine total capacity of compressed air system or specific pipes and receiver tanks
Compressed Air	Operation Cost Calculations	Estimate the cost of operation of the compressor in both fully and partially loaded instances
Fans	Fan Analysis	Calculate the power, flow rate, pressure and fan efficiency via pitot tube analysis
Fans	System Curve	Plot the system curve using static head and an operating point; can also plot fan curve
Fans	Fan Curve	Develop a fan curve and explore the effects of changes in pressure, flow, fan speed and impeller diameter
Fans	Achievable Efficiency	Estimate the achievable fan efficiency for various fan styles
General	Pre-assessment / Screening	Compare the relative energy use of equipment to prioritize energy evaluations and opportunities
General	Unit Converter	Perform quick unit conversion calculations
General	Combined Heat and Power	Conduct a preliminary screening of the potential cost savings from CHP
General	Cash Flow Diagram	Plot the savings and costs associated with an investment
General	Power Factor Correction	Identify the capacitance (in kVAR) required for improving the power factor to the proposed level
General	CO2 Savings	Estimate carbon dioxide (CO2) emissions for given electricity and fuel uses
Lighting	Lighting Replacement	Calculate the energy savings associated with lighting opportunities
Motors	NEMA Energy Efficiency	Shows the predicted efficiency of an induction motor, based on size, rotating speed and efficiency class
Motors	Motor Performance	Plots current, efficiency, power factor vs motor shaft load for a given motor description
Motors	Percent Load Estimation	Calculate percent load via slip method or field measurements
Motors	Motor Drive	Compares the annual energy cost of different motor drives
Motors	Replace Existing Motor	Estimates the energy and cost savings for replacing an existing motor with a higher efficiency motor
Motors	Replace vs Rewind	Compares the cost and energy of rewinding a failed motor versus replacing it with a new energy-efficient model
Process Heating	O2 Enrichment	Estimate fuel savings via adjusting the oxygen content of combustion and flue gases
Process Heating	Efficiency Improvement	Explore potential fuel savings from adjusting burner operating conditions
Process Heating	Energy Equivalency	Estimate required heat input when switching heat source from fuel-fired to electric or vice versa
Process Heating	Flow and Energy Used	Calculate the energy flow into the furnace by calculating the gas flow from data obtained by an orifice meter
Pumps	Head Tool	Calculate pump head using inlet and out pressures, elevation and pipe diameter
Pumps	System Curve	Plot the system curve using static head and an operating point; can also plot pump curve
Pumps	Specific Speed	Calculate the optimal specific speed for a pump and the penalty due to non-optimal operation
Pumps	Pump Efficiency Curves	Estimate the achievable pump efficiency for various pump styles based on ANSI/HI 13-2000
Pumps	Pump Curve	Develop a pump curve and explore the effects of changes in head, flow, pump speed and impeller diameter
Steam	Steam Properties	Calculate the properties of steam, via IAPWS R7-97
Steam	Saturated Properties	Calculate the properties of saturated steam, via IAPWS R7-97
Steam	Stack Loss	Determine the amount of heat lost in the boiler stack gas
Steam	Heat Loss	Calculate the energy (heat) loss and outlet steam properties given inlet steam conditions and a % heat loss
Steam	Boiler	Determine the amount of fuel energy required to produce steam in boiler
Steam	Flash Tank	Determine the mass flows and properties of any resulting outlet gas and/or liquid for given inlet conditions
Steam	PRV W/ Desuperheating	Calculate the properties of steam after a pressure drop with optional desuperheating
Steam	Deaerator	Determine the required water and steam flows for a required feedwater mass flow
Steam	Header	Calculate the combined steam properties of multiple steam inlets
Steam	Steam Turbine	Calculate the energy generated or steam outlet conditions for a steam turbine