The Exergy Analysis in Production Engineering

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Um die Effizienz von Ölsonden mit Gas-Hebesystemen zu erhöhen, wurde nach einer thermodynamischen Analyse ein Simulation-Modell dahingehend geändert, die inneren Verluste des Systems zu minimieren. Die Ergebnise werden mit denen des Original-Modells verglichen. Dieser neue Ansatz basiert sowohl auf Nodal- sowie auf Exergieanalysen, und zielt auf die Identifizierung der ineffizienten Knotenpunkte innerhalb einer Sonde ab. Die Kompletierung und Gas-Hebesysteme von zwei Ölsonden wurden untersucht, und die Exergieverluste bzw –Zerstörung quantifiziert. Ein GAP® Modell, verbunden mit PROSPER®-Modellen der beiden Sonden, wurde erstellt und enthält die Modifikationen, um diese Verluste zu verringern. Verglichen wurden die Öl-Förderrate, Gas-Injektionsrate, ökonomische Faktoren sowie die Effizienz des Systems. Mit der Kombination der Nodal- und Exergieanalysen war es möglich, zwei Hauptursachen der Exergieverluste zu finden: Das Gashebeventil und das Drosselventil. Simulationen des GAP®-Modells zeigen einen Anstieg der Förderrate, wenn auch nur ein kleiner Teil, der an diesen zwei Punkten verlorenen Exergie wiedergewonnen werden kann. Untersuchungen verschiedener Gas-Injektionsraten ergaben höhere Förderraten des Exergie-Modells verglichen mit denen des herkömmlichen Modells. Um die Analyse zu bestärken wurden ein Effizienz-Index sowie eine ökonomische Exergie-Methodik definiert, und eine genaue Bedingung festgelegt, ab der die vorgeschlagene Exergie-Alternative besser geeignet ist als die herkömmliche Gas Lift-Methode. Die Errungenschaft dieser Arbeit liegt im Aufzeigen der Einschränkungen der bisher verfügbaren Methoden, und zeigt außerdem, wie mithilfe der Exergieanalyse die Effizienz des Systems gesteigert und der ökologische Fußabdruck minimiert werden kann.

Details

Titel in ÜbersetzungDie Exergieanalyse in der Produktionstechnik
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung25 Juni 2021
StatusVeröffentlicht - 2021