Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
5
1
gregorian
2017
8
1
17
6
online
1
fulltext
fa
کمینهسازی عملیاتی توان مصرفی چرخههای تبرید چندمرحلهای پالایشگاههای گاز با تلفیق روشهای آنالیز ترمودینامیکی و تکنولوژی پینچ
Operational Minimization of Multi-Stage Refrigeration Cycles’ Power Consumption in Gas Refineries Based on the Combination of Thermodynamics Analysis and Pinch Technology
وجود منابع عظیم گازی در کشور ایران و تقاضای جهانی برای جایگزینی این سوخت پاک به جای سایر سوختهای فسیلی، صادرات گاز در مقیاس وسیع را به یکی از مباحث مهم تبدیل کرده است. یکی از روشهای صادرات گاز در مقیاس وسیع، مایعسازی آن است که توسط چرخه تبرید صورت میپذیرد. فرایندهای مایعسازی گازها، فرایندهایی انرژیبر هستند و همین موضوع، ضرورت استفاده بهینه از انرژی و کاهش مصرف آن را در صنعت مایعسازی گازها نمایان میسازد. علیرغم اینکه مطالعات فراوانی بر روی بهینهسازی مصرف انرژی چرخههای تبرید صورت گرفته است ولی به دلیل آنکه محدودیتهای عملکردی اجزاء سیستم تبرید، در این بررسیها مد نظر قرارگرفته نشده است، روشهای ارائه شده قابلیت پیادهسازی بر روی چرخههای تبرید موجود در پالایشگاههای کشور را ندارند. هدف از این مقاله، ارائه روشی سیستماتیک برای کمینهسازی عملیاتی توان مصرفی چرخههای تبرید در حال استفاده در فرایندهای مایعسازی گاز با در نظر گرفتن محدودیتهای عملکردی تجهیزات سیستم تبرید و اندرکنشهای موجود بین سیستم تبرید و هسته فرایندی میباشد. در این تحقیق با استفاده از تلفیق دیدگاههای ترمودینامیکی و تکنولوژی پینچ و در نظرگرفتن محدودیتهای فوق الذکر، یک روش سیستماتیک جهت فرمولبندی مسئله کمینهسازی توان مصرفی چرخههای تبرید چندمرحلهای به صورت تابعی از متغیرهای مستقل ارائه شده است. با پیادهسازی روش ارائه شده در این تحقیق بر روی یک چرخه تبرید سه مرحلهای در حال بهرهبرداری در یکی از واحدهای مایعسازی گاز پروپان کشور حدود 15% کاهش در توان مصرفی ویژه چرخه تبرید حاصل شد.
The existence of huge gas resource in Iran and the global demand for the replacement of fossil fuels with this cleaner energy resource has caused that the large-scale gas export becomes an interesting topic. One of the methods for large-scale gas exports is liquefaction which is done by refrigeration cycle. Considering the importance of the efficient use and the reduction in energy consumption, particularly in large energy consumers like liquefaction plants, it is imperative to optimize the refrigeration cycles used in these plants. While there have been many studies focusing on the power consumption minimization of refrigeration cycles, however, in most of these studies the performance limitations of the refrigeration cycle components have not been considered. Therefore, the results of such studies are not practical for in-use refrigeration cycles in gas refineries. The main goal of this paper is to propose a systematic method to minimize the power consumption of in-use refrigeration cycles in gas liquefaction processes by taking into account the performance limitations of refrigeration cycle components and the interactions between the refrigeration cycle and the core process. In this regard, a combination of thermodynamic viewpoints and pinch technology is used as well as considering the above mentioned limitations, to express the multi-stage refrigeration cycles’ power consumption minimization problem as a function of several independent variables. Up to 15% reduction in the specific power consumption is achieved when the proposed method are implemented on the optimization of a typical in-use three-stage refrigeration cycle, used in a propane liquefaction plant.
چرخههای تبرید چندمرحلهای,مایعسازی گاز,محدودیتهای عملکردی اجزاء,کمینهسازی توان مصرفی,متغیرهای مستقل
Multi-stage refrigeration cycle,gas liquefaction,performance limitations of components,minimization of power consumption,independent variables
1
12
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-11394-1&slc_lang=fa&sid=15
Hossein
Kalantar-Neyestanaki
حسین
کلانتر نیستانکی
100319475328460048249
100319475328460048249
No
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک تبدیل انرژی - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Mostafa
Mafi
مصطفی
مافی
100319475328460048263
100319475328460048263
Yes
استادیار دانشگاه بین المللی قزوین
Ali
Ashrafizadeh
علی
اشرفی زاده
100319475328460048248
100319475328460048248
No
دانشیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی