شبیه سازی کارکرد موتور انبساطی دو طرفه با توجه به نوع شیر کنترلی و ترکیب گاز

جایگزینی شیرهای انبساطی مورد استفاده در ایستگاههای تقلیل فشار گاز توسط موتور انبساطی، جهت بازیافت انرژی هدر رفته به منظور تولید برق هدف اصلی از انجام این تحقیق می باشد. در موتورهای انبساطی از دریچه هایی برای ورود و خروج گاز استفاده شده است. هندسه شیر کنترلی قرار گرفته بر روی این دریچه ها بیشترین تاثیر را در عملکرد این موتورها دارد. در این تحقیق برای اولین بار شبیه سازی و بهینه سازی زمان مناسب باز و بسته شدن این دریچه ها با توجه به هندسه دو نوع شیر پیستونی و سیلندری به منظور حداکثر کردن راندمان اگزرژی صورت گرفته که از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی این زمان بندی استفاده شده است. شبیه سازی با توجه به ترکیبات گازی ایستگاههای مختلف صورت گرفته که برای محاسبه خواص ترمودینامیکی گاز طبیعی از استاندارد AGA۸ استفاده شده است. عدم برگشت جریان در دریچه ها به عنوان قید مورد نظر جهت بهینه سازی مورد نظر قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در شیر پیستونی اتلاف اگزرژی در زمان تخلیه و در شیر سیلندری در فرآیند ورود گاز به مراتب بیشتر از منابع دیگر در اتلاف اگزرژی سهیم می باشد. بطور کلی موتور با شیر سیلندری نسبت به موتور با شیر پیستونی از عملکرد بهتری برخوردار است. در نهایت تغییر فشار خط تغذیه ایستگاه نیز نشان داد که در فشار ۳۰ بار امکان استفاده از موتور با شیر سیلندری وجود ندارد، زیرا موتور قادر به تولید توانی نخواهد بود.

کلیدواژه ها:

double acting expansion engine ، energy recovery ، Optimization ، exergy efficiency ، Genetic Algorithm ، موتور انبساطی دو طرفه ، بازیابی انرژی ، بهینه سازی ، راندمان اگزرژی ، الگوریتم ژنتیک