کمینه سازی عملیاتی توان مصرفی چرخه های تبرید چندمرحله ای پالایشگاه های گاز با تلفیق روش های آنالیز ترمودینامیکی و تکنولوژی پینچ

وجود منابع عظیم گازی در کشور ایران و تقاضای جهانی برای جایگزینی این سوخت پاک به جای سایر سوخت های فسیلی، صادرات گاز در مقیاس وسیع را به یکی از مباحث مهم تبدیل کرده است. یکی از روش های صادرات گاز در مقیاس وسیع، مایع سازی آن است که توسط چرخه تبرید صورت می پذیرد. فرایندهای مایع سازی گازها، فرایندهایی انرژی بر هستند و همین موضوع، ضرورت استفاده بهینه از انرژی و کاهش مصرف آن را در صنعت مایع سازی گازها نمایان می سازد. علی رغم اینکه مطالعات فراوانی بر روی بهینه سازی مصرف انرژی چرخه های تبرید صورت گرفته است ولی به دلیل آنکه محدودیت های عملکردی اجزاء سیستم تبرید، در این بررسی ها مد نظر قرارگرفته نشده است، روش های ارائه شده قابلیت پیاده سازی بر روی چرخه های تبرید موجود در پالایشگاه های کشور را ندارند. هدف از این مقاله، ارائه روشی سیستماتیک برای کمینه سازی عملیاتی توان مصرفی چرخه های تبرید در حال استفاده در فرایندهای مایع سازی گاز با در نظر گرفتن محدودیت های عملکردی تجهیزات سیستم تبرید و اندرکنش های موجود بین سیستم تبرید و هسته فرایندی می باشد. در این تحقیق با استفاده از تلفیق دیدگاه های ترمودینامیکی و تکنولوژی پینچ و در نظرگرفتن محدودیت های فوق الذکر، یک روش سیستماتیک جهت فرمول بندی مسئله کمینه سازی توان مصرفی چرخه های تبرید چندمرحله ای به صورت تابعی از متغیرهای مستقل ارائه شده است. با پیاده سازی روش ارائه شده در این تحقیق بر روی یک چرخه تبرید سه مرحله ای در حال بهره برداری در یکی از واحدهای مایع سازی گاز پروپان کشور حدود ۱۵% کاهش در توان مصرفی ویژه چرخه تبرید حاصل شد.

کلیدواژه ها:

Multi-stage refrigeration cycle ، gas liquefaction ، performance limitations of components ، minimization of power consumption ، independent variables ، چرخه های تبرید چندمرحله ای ، مایع سازی گاز ، محدودیت های عملکردی اجزاء ، کمینه سازی توان مصرفی ، متغیرهای مستقل