Erstellung eines Simulationsmodells für das Kühlwassersystem der Raffinerie Schwechat mit besonderer Berücksichtigung des Verteilnetzes

Abstract

Die Kühltürme der Raffinerie Schwechat sowie deren Verteilnetz wurden in den Jahren 1960 bis 1978 schrittweise erbaut. Aufgrund der Alterung bzw. des langjährigen Betriebs sind Schäden im gesamten System zu beobachten, welche die gesicherte Kühlwasserversorgung gefährden. Durch ständige Adaptierungen an den Kühltürmen, den Raffinerieanlagen und am Kühlwasserverteilnetz wird die Gesamtanlage nicht mehr am Auslegungspunkt betrieben und dementsprechend ergeben sich Optimierungspotenziale. Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit war es, den hydraulischen Zustand des Kühlwasserverteilnetzes zu simulieren. Für diesen Zweck wurde anhand der Prozesssimulationssoftware Petro-SIM v6.1 das Rohrnetz der Kühltürme 1 und 2 modelliert. Dieses Simulationsmodell setzte eine umfassende Systemanalyse voraus. So wurden sämtliche zielführenden Informationen sorgfältig gesammelt, sortiert und aufbereitet. Die Abbildung des erwünschten Simulationsmodells erfolgte durch Übertragung der fertig aufbereiteten Daten in die Simulationsumgebung. Um das Ziel zu erreichen, wurden im Rahmen der Systemanalyse die erforderlichen Annahmen unter Betrachtung der entsprechenden Expertisen getroffen. Nachdem das Simulationsmodell des Rohrnetzes abgebildet wurde, konnte zur Verifizierung des Modells ein Fallszenario durchgerechnet werden. In diesem Szenario wurden Teilstränge des Rohrnetzes nacheinander außer Betrieb genommen. Die dabei auftretenden Auswirkungen wurden beobachtet und der Ausgangssituation des Rohrnetzes gegenübergestellt. Dieses Simulationsmodell soll als Basis für künftige Entwicklungen von hydraulischen und energetischen Optimierungen unter der Berücksichtigung betrieblicher Erfordernisse (insbesondere teilweiser Anlagenstillstände) verwendet werden.

The cooling towers of the refinery Schwechat as well as the related distribution network were constructed gradually over the 1960s and 1970s. Due to the extended operating period and ageing process of the cooling system, damage with regard to the seamless provision of cooling water has been identified. Continuous adaptations of the cooling towers, related refinery facilities and distribution network have caused the entire system to be operated in a state different from the initial design point. Therefore, opportunities for optimization of system exist. In the light of the above issue, this master thesis aims to elaborate a simulation model, which deals with the cooling water ring network of the refinery Schwechat. The simulation model compiled depicts the hydraulic situation of the cooling water system. Illustrating the cooling water distribution network requires a comprehensive analysis of the entire system. In line with this system analysis, all data necessary for the construction of the simulation model were retrieved, assorted and prepared for the use during the simulation process. Based on the processed data, the simulation model is depicted by the means of the process simulation software Petro-SIM v6.1. This simulation model constitutes the foundation for the future development of hydraulic as well as energetic optimization activities regarding to operational requirements at the same time.