تحلیل و بهینه سازی ترمواکونومیکی تولید برق و تبرید در ایستگاه های تقلیل فشار گاز
چکیده
گاز طبیعی معمولاً وقتی به مصرف کننده می رسد، فشار آن باید مقدار زیادی در درون ایستگاه های تقلیل فشار کاهش یابد. پیش از این از شیر های اختناقی جهت این امر استفاده می گردید، در صورتیکه می توان با جایگزینی توربین های انبساطی از افت فشاری که در ایستگاه های تقلیل فشار گاز باید بوجود آید، برای تولید توان و همچنین تبرید استفاده کرد. در این تحقیق، توان تولیدی در مکان های رایجی مانند نیروگاه ها ،پالایشگاه ها و ایستگاه های ورودی شهر ها مورد بررسی قرار می گیرد. از سوی دیگر، در فرآیند انبساط افت دما برای گاز طبیعی صورت می پذیرد. سرمایش تولیدی و چگونگی استفاده از آن در سیستم های تهویه مطبوع و تبریدی در مقاصد عملی پرکاربرد نیز مطرح می گردد. در تحقیق حاضر به مطالعات انجام شده و سابقه ی استفاده از توربین های انبساطی جهت استحصال توان و تبرید اشاره ای مختصر می شود. همچنین معرفی کامل این نوع از توربین ها و توضیح انواع و کاربرد های آنها مورد توجه قرار می گیرد. در ادامه، مطالعاتی جهت انتخاب معادله ی حالت مناسب برای سیال عامل سیستم صورت می گیرد. مطالعه ی موردی انتخاب شده، یک ایستگاه تقلیل فشار گاز در پروژه ی توسعه ی پارس جنوبی می باشد که اطلاعات مربوطه توسط شرکت مپنا در اختیار قرار گرفته است. در گام اول سیستم جایگزین شیر های اختناقی در ایستگاه تقلیل فشار گاز با امکان تولید توان و تبرید معرفی می گردد و مدل سازی اگزرژتیک و اکونومیک این سیستم انجام می شود. نهایتاً با انتخاب پارامتر های تصمیم تأثیر گذار و قیود و حدود مناسب، بهینه سازی سیستم از دیدگاه اگزرژتیک و ترمواکونومیک برای سه حالت ورودی مختلف صورت می پذیرد. همچنین مطالعه ی پارامتر های مختلف از جمله نسبت فشار توربین ها و دمای ورودی به هریک بر روی عملکرد سیستم نیز مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.