Síntese Ótima de Sistema de Torre de Resfriamento com Múltiplas Células

Resumo

Sistemas de água de resfriamento não são normalmente o foco de projetos de processos da indústria química, o que pode resultar em superdimensionamento das capacidades deste sistemas. Além disso, as variações nas condições atmosféricas e nas demandas de resfriamento do processo resultam em possíveis dificuldades para a operação do sistema se o turndown do sistema não for amplo o suficiente. Células de torres de resfriamento e bombas de água de resfriamento superdimensionadas acarretam consumos altos de energia elétrica. Mesmo quando a capacidade do sistema de água de resfriamento for estimada baseada em dados imprecisos, o detalhamento de um projeto deve prever um turndown adequado às variações esperadas. A representação de um sistema de água de resfriamento por um modelo matemático permite a realização da síntese ótima deste sistema. O modelo matemático deve simular o funcionamento tanto das células da torre de resfriamento como das bombas de água de resfriamento, prevendo a temperatura e a pressão de suprimento da água de resfriamento, bem como as potências consumidas pelos motores dos ventiladores das células e das bombas em função de diferentes condições atmosféricas e demandas de resfriamento do processo. A função objetivo do modelo deve minimizar os custos totais do sistema para diferentes cenários de um ano de operação deste sistema, sendo que em cada cenário previsto há um valor de turndown diferente. A otimização deste modelo definirá as quantidades e capacidadas das células e das bombas, e também definirá quantos dos motores destes equipamentos devem operar com dispositivos variadores de frequência (VFDs). (AU)