بهینه‎سازی و تحلیل ترمودینامیکی فرآیند مایع‎سازی دوطبقه‎ای گاز طبیعی با استفاده از مبرد چند جزئی

فرآیندهای مایع‎سازی گاز طبیعی نیازمند هزینه سرمایه‎گذاری و عملیاتی زیادی می‎باشند و جزء صنایع پر مصرف از لحاظ انرژی به حساب می‎آیند. در این تحقیق پارامترهایی مانند ترکیب مبرد و فشار ورودی و خروجی به کمپرسور در سیستم تبرید مبرد چند جزئی دو طبقه‎ای جهت کاهش توان مصرفی ویژه با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات بهینه شد. سیستم بهینه شده مورد ارزیابی اگزرژی قرار گرفته‎است تا میزان اتلاف اگزرزی در اجزای مختلف سیستم به دست آید، نتایج حاصل نشان می‎دهد که بیشترین اتلاف اگزرژی به ترتیب در کمپرسورها، مبدل‎های حرارتی، خنک‎کن‎ها و شیرهای فشار شکن می‎باشد. علت بالا بودن اتلاف اگزرزی در کمپرسورها پایین بودن راندمان پلی‎تروپیک آنها می‎باشد. در تحلیل اگزرژی مشخص گردید که اتلاف اگزرژی در مبدل حرارتی چرخه اصلی، 4 درصد بیشتر از مبدل حرارتی چرخه پیش سرمایش می‎باشد که به دلیل اختلاف دمای زیاد در ورودی و خروجی جریان‎ها در مبدل حرارتی است. انتخاب مبدل حرارتی مناسب می‎تواند به کاهش هزینه‎های سرمایه‎گذاری کمک کند به همین منظور تحلیل تاثیر اندازه مبدل حرارتی بر توان مصرفی ویژه صورت گرفت، نتایج نشان داد که تغییرات اندازه مبدل حرارتی در نزدیکی نقطه بهینه بر روی توان مصرفی چرخه کم است و با فاصله گرفتن از نقطه بهینه این تاثیر افزایش می‎یابد با این وجود منحنی چرخه اصلی به دلیل داشتن شیب کمتر تاثیر بیشتری بر روی توان مصرفی چرخه خواهد داشت.