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Thèse

Methodology for the evaluation of the flexibility of heat integration solutions in eco industrial parks

Résumé : L'intégration énergétique est un moyen puissant pour améliorer l'efficacité énergétique dans l'industrie. La récupération de chaleur a été étendue de l’échelle locale d’un procédé à l’échelle territoriale, comportant plusieurs procédés formant des éco parcs industriels, permettant d’atteindre une haute efficacité énergétique. De nombreuses méthodes et outils ont été développés pour identifier le potentiel de récupération de chaleur et la configuration optimale du réseau de transfert de chaleur comme solution pour l'intégration énergétique aux deux échelles. Les fluctuations des conditions opératoires, telles que les températures d’entrée et de sortie, ainsi que les débits par rapport à leurs valeurs nominales sont inévitables. Par conséquent, les problèmes d’opérabilité sont importants et doivent être considérés dans les méthodologies de conception et l’évaluation de la flexibilité devient un pré requis essentiel dès la conception pour mieux prendre en compte les fluctuations et les perturbations dans les réseaux de synergie énergétique. Le présent travail propose une méthodologie séquentielle de deux étapes basée sur deux modèles d’optimisation mathématique afin d’éviter l’inclusion d’un grand nombre de conditions opératoires directement dans une seule formulation et qui conduit progressivement à une conception flexible avec un certain niveau de confiance en un temps de calcul efficace. Au cours de la première étape, une topologie fixe est générée à l'aide d'un modèle MILP multi-périodes fournissant une solution détaillée du réseau de récupération, la sélection des zones d'échangeurs de chaleur et l'installation de la tuyauterie, tout en prenant en compte un nombre fini de scénarios de variations. Ensuite, un modèle non linaire d'évaluation de la flexibilité est utilisé pour tester la faisabilité opérationnelle du réseau fixe face à des variations supplémentaires qui se produisent à l'échelle locale et territoriale, tout en envisageant des degrés de liberté opérationnelles pour garantir l’opérabilité. Les informations fournies sont utilisées pour déterminer les points critiques à ajouter à la phase de conception multi-périodes pour rechercher un nouveau réseau candidat. Chaque modèle et la méthodologie sont validés par des cas d’études.
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https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02479095
Contributeur : Abes Star :  Contact
Soumis le : vendredi 14 février 2020 - 12:22:11
Dernière modification le : vendredi 3 avril 2020 - 02:16:50

Fichier

2018PSLEM089_archivage.pdf
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02479095, version 1

Citation

Christina Kachacha. Methodology for the evaluation of the flexibility of heat integration solutions in eco industrial parks. Thermics [physics.class-ph]. PSL Research University, 2018. English. ⟨NNT : 2018PSLEM089⟩. ⟨tel-02479095⟩

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