بهینه سازی ایستگاه تقویت فشار گاز طبیعی در جهت کاهش انرژی

در پژوهش انجام گرفته با استفاده از تحلیل اگزرژی به بررسی عملکرد ایستگاه تقویت فشار پرداخته شده است. هدف بهینه سازی عملکرد ایستگاه تقویت فشار با استفاده از تحلیل اگزرژی در جهت کاهش مصرف انرژی می باشد. تحلیل اگزرژی روشی ترمودینامیکی است که با استفاده از آن بازگشت ناپذیری-های سیستم به صورت کمی محاسبه می شود. کمپرسورهای مورد استفاده در ایستگاه جهت غلبه بر افت فشار به وجود آمده در امتداد خط لوله به کار گرفته شده اند. کمپرسورها با سرعت های متغیر قادر به تراکم گاز می باشند. با تغییر سرعت کمپرسور، مقدار سوخت مصرف شده در محفظه ی احتراق توربین نیز متعاقباً تغییر می کند. عمل تراکم منجر به افزایش دمای گاز متراکم شده می شود در نتیجه استفاده از کولر های هوا جهت خنک سازی آن اجتناب ناپذیر می باشد. برای بررسی عملکرد ایستگاه به منحنی مشخصه توربین و کمپرسور نیاز است که برای هر کمپرسور و توربین منحصربه فرد می باشد. در ادامه به تحلیل و بررسی ده چیدمان ممکن جهت یافتن بهترین حالت بهینه از لحاظ میزان مصرف سوخت و بازگشت ناپذیری سیستم پرداخته شده است. برای این منظور ایستگاه تقویت فشار آبپخش واقع بر بزرگترین خط لوله ی انتقال گاز ترش جهان ، انتخاب شده است. با توجه به ترش بودن گاز انتقالی و تأثیر آن بر روی رفتار حقیقی گاز، با استفاده از تئوری حالات متناظر و کمک گرفتن از نوعی معادله ی ساده شده ی ویریال رفتار حقیقی گاز مدل سازی شده است. نتایج حاصل از مدل سازی بیانگر این است که بازده اگزرژتیک هر توربوکمپرسور شدیداً به شرایط عملیاتی کمپرسور و نسبت تراکم خواسته شده وابسته است. نتایج مدل سازی منجر به تعیین بهترین آرایش برای ایستگاه مورد نظر گردید. بهترین آرایش دارای دو کمپرسور سری به انضمام کولرهای هوا بوده که دارای بازده اگزرژتیک 59/99% ، تخریب اگزرژی 941/104 مگاوات و کاهش 87/55% در مصرف سوخت نسبت به پرمصرف ترین آرایش می-باشد. از دیگر عوامل تأثیر گذار بر روی بازده اگزرژتیک ایستگاه تعداد کمپرسورهای مورد استفاده است. چیدمان بهینه وابسته به نسبت تراکم مورد نظر و مقدار جریان رسیده به ایستگاه می باشد. همچنین در بخشی پایان نامه حاضر ملاحظات اقتصادی مسئله نیز در نظر گرفته شده است. این مهم با برآورد قیمت تمام شده ی قطعات اصلی مورد استفاده در ایستگاه و همچنین تأثیر بهینه سازی در مصرف سوخت سیستم و مقایسه ی بین چیدمان های مختلف انجام شده است.