مبادله گرهای حرارتی در سیکل های مایع سازی C3MR تولید LNG، منحنی های حرارتی شکل گرفته و بررسی اثر آن در بازدهی انرژی

در این تحقیق قصد داریم با مدلسازی یک سیکل مایع سازی تولید LNG (یک پروسه C3MR) توسط نرم افزار هایسیس، ضمن بررسی منحنی های حرارتی شکل گرفته در مبادله گرهای اصلی قسمت تبرید و مایع سازی پروسه مایع سازی گاز طبیعی، راهکارهایی جهت افزایش بازدهی انرژی و مصرف کمتر انرژی در این پروسه ارائه دهیم. سپس به بررسی نحوه انتخاب المان های مختلف این قسمت از یک مجتمع مایع سازی گاز طبیعی بپردازیم. در این تحقیق ابتدا قسمت تبرید و مایع سازی پروسه فوق الذکر مدلسازی شده و منحنی های حرارتی به وجود آمده در مبادله گرهای اصلی در حالت بهینه نشده ارائه می شود. بدین منظور برای پیش بینی خواص ترمودینامیکی گاز طبیعی و مبردها از معادله حالت مناسب استفاده می شود. در ادامه دو روش برای بهینه سازی مصرف انرژی در این پروسه بر مبنای منحنی های حرارتی در مبادله گرها ارائه می گردد. در روش اول بهینه سازی بر مبنای قانون دوم ترمودینامیک و کاهش تلفات اکسرژی با کم کردن فاصله منحنی های حرارتی و اختلاف دما بین دو جریان مبرد و گاز طبیعی با پیشنهاد ترکیب مبرد و مشاهده اثر آن بر این منحنی و میزان مصرف انرژی انجام می پذیرد. در روش دوم بهینه سازی توسط بهینه ساز هایسیس و بر مبنای امتحان ترکیب های اتفاقی مبرد در سیکل های مایع سازی و فوق سرماساز انجام می پذیرد. همگرایی ترکیب و دبی مبردهای پیشنهادی در روش اول و دوم صحت روش اول و درستی پیش بینی ها را مشخص می کند. نتایج نشان می دهد که با استفاده از مفهوم فوق می توان مصرف انرژی در این پروسه را در شرایط یکسان تولید نسبت به حالت قبل از بهینه سازی MW 4/10 (36/5 %) کاهش داد.