استفاده از توربو اکسپندر جهت تولید همزمان توان و سرما در یک ایستگاه CGS۱

با توجه به محدودیت های موجود منابع انرژی و اثرات زیانبار زیست محیطی استفاده بشر از منابع سوخت های فسیلی مانند آلودگی های مختلف هوا، آب و خاک و مسئله بغرنج گرمایش جهانی و... لزوم استفاده بهینه و خلاقانه از منابع موجود از ضروریات اجتناب ناپذیر به نظر میرسد. یکی از راهکارهای موجود در جهت کاهش این مشکلات، شناخت و استفاده بهینه از پتانسیل های موجود در جهت کاهش تلفات در فرآیندهای مختلف و در صورت امکان بازنگری در طراحی جهت استفاده حداکثری از شرایط موجود می باشد.گسترش مصرف گاز طبیعی و افزایش سهم این سوخت در سبد انرژی چه به صورت مستقیم و یا به صورت غیر مستقیم جهت تولید برق در نیروگاه های حرارتی تولید برق لزوم سرمایه گذاری درست و استفاده بهینه از گاز طبیعی را آشکار می سازد. در فرآیند تولید گاز طبیعی در پالایشگاه ها که اکثرا در مناطق نفت خیز قرار دارند و انتقال آن تا مبادی مصرف که در مناطق شهری و یا مجتمع های صنعتی بزرگ قرار دارند جهت حفظ فشار در طول مسیر با استفاده از کمپرسورها و تاسیسات بزرگی (ایستگاه تقویت فشار) افت فشار گاز جبران می شود. در ایستگاه های ورودی شهر موسوم به CGS با توجه به اینکه فشار لازم جهت رسیدن گاز به مصرف کننده های نهایی نسبت به فشار شبکه ها و خطوط انتقال گاز باید به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند و در حال حاضر این عملیات با استفاده از شیر ها و رگلاتور های موجود به روش تراتلینگ (اختناق) در ایستگاه های CGS انجام میگیرد. مقدار قابل ملاحظه ای از انرژی در طی این فرآیند افت فشار به هدر می رود. امکان استفاده از توربو اکسپندر (توربین انبساطی غیراحتراقی) جهت کاهش فشار به میزان لازم و بازیافت انرژی گاز و اثر سرمایشی ناشی از انبساط گاز وجود دارد .افت قابل ملاحظه دمای گاز در حین این فرآیند کاهش فشار و بازیابی انرژی مکانیکی، امکان استفاده از پتانسیل تولید همزمان برق و سرمایش به صورت بالقوه را محقق می سازد. استفاده از توربو اکسپندر در ایستگاه های گاز ورودی شهر ایده خلاقانه ای است که بخصوص در زمینه امکان استفاده از بار سرمایش ایجاد شده ناشی از انبساط گاز در خروجی توربو اکسپندر ، امکان تولید بار سرمایشی و استفاده از این سرما در کاربردهای مختلف فراهم می گردد. در مقاله پیش رو با بررسی داده های مربوط به شرایط گاز ورودی یک ایستگاه CGS به بررسی مقدار توان و سرمایش قابل بازیافت خواهیم پرداخت.

کلیدواژه ها:

تولید همزمان ، ایستگاه CGS ، توربو اکسپندر ، بار سرمایشی ،