ارزیابی سیستم های مایع سازی گاز طبیعی به منظور تأمین سوخت موردنیاز نیروگاه های برق در فصول سرد سال

در دهه¬های اخیر مسئله¬ انرژی و تأمین آن اهمیت بیش از پیش یافته است. افزایش روزافزون توجه به گاز طبیعی به عنوان یک منبع مهم انرژی را در همین راستا می¬توان قلمداد کرد. گاز طبیعی یکی از پاک ترین سوخت¬های فسیلی می¬باشد که تقاضا برای جایگزینی سایر سوخت¬های فسیلی با آن رو به افزایش است. ایران نیز با توجه به قرار داشتن در رتبه دوم دنیا از لحاظ دارا بودن منابع گاز طبیعی، همواره در پی آن بوده است که این سوخت را به عنوان حامل اصلی انرژی بخش خانگی و نیروگاهی مطرح نماید.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ با این وجود، بررسی¬های اخیر شاخص¬های توسعه گاز نشان می¬دهد که سرعت توسعه در شبکه¬های فرعی گاز فراتر از سرعت توسعه طرح¬های توسعه تولید (شامل میادین گازی و پالایشگاه¬های گاز) و طرح¬های توسعه انتقال (خطوط لوله سراسری) بوده است، بدین معنا که مصرف گاز بیشتر از تولید آن رشد کرده است. این موضوع باعث شده که تأمین گاز در فصول سرد با مشکل روبرو شود به طوری که با دادن اولویت به تأمین گاز بخش خانگی، تأمین کمبود گاز سایر بخش¬های مصرف نظیر نیروگاه ها و برخی از صنایع انرژی¬بر با مشکلات عدیده ای مواجه می گردد. یکی از روش های مقابله با این موضوع(کمبود گاز طبیعی)، مایع سازی و ذخیره سازی گاز طبیعی مازاد در فصول گرم سال با استفاده از واحدهای مایع سازی(قله سایی) است. در این تحقیق دو فرایند اکسپاندری-نیتروژنی و مبرد چندجزیی ساده که ازجمله فرایندهای مطرح مایع سازی گاز طبیعی در حوزه قله سایی می باشند، مورد ارزیابی قرارگرفته اند. تغییرات شرایط محیطی و عملیاتی (نظیر تغییرات دبی، فشار، دما و ترکیب گاز خوراک ورودی) از جمله مشکلاتی است که واحدهای قله سایی به طور دائم با آن مواجه خواهند شد؛ درنتیجه، حساسیت کم به تغییر شرایط احتمالی (اغتشاشات ورودی)، یکی از ملاک های مهم در انتخاب فرایند مناسب جهت واحدهای قله سایی محسوب می شود. در این تحقیق به منظور بررسی حساسیت فرایندها نسبت به تغییرات، از روش آنالیز حساسیت بی بعد استفاده شده است. آنالیز حساسیت، ابزاری مناسب جهت شناسایی پارامترهای کلیدی یک سیستم می¬باشد که بامطالعه نتایج آنالیز آن می¬توان پارامترهای حساس سیستم را شناسایی نمود. در این تحقیق، حساسیت توان مصرفی و عملکردی دو فرایند فوق الذکر نسبت به تغییر پارامترهایی نظیر فشار مکش و تخلیه مبرد، فشار، دما و دبی گاز خوراک ورودی، دمای قبل از منبسط کننده، دمای بعد از خنک کننده ها و درصد اجزای تشکیل دهنده مبرد و گاز خوراک مطالعه شده است. نتایج نشان دهنده این موضوع است که عدم قطعیت در توان مصرفی برای دو فرایند مبرد چندجزیی و اکسپاندری- نیتروژنی به ترتیب برابر %9/3 و %9/1 می باشد؛ این مقادیر در کنار سایر نتایج استخراج شده نشان دهنده حساسیت بیشتر فرایند مبرد چندجزیی در مقایسه با فرایند اکسپاندری است.‬ لازم به ذکر است که هرقدر عدم قطعیت در پاسخ یک مدل نسبت به اغتشاشات وارده به آن بیشتر باشد، به¬تبع آن، سطح دقت تجهیزات موردنیاز جهت اندازه-گیری مقادیر متغیرهای ورودی به مدل، افزایش می¬یابد. اغتشاش اعمالی، علاوه بر تأثیرگذاری برتوان مصرفی، در مواقعی اختلال در عملکرد کلی فرایند را نیز در پی داشته و موجب بروز مشکلاتی نظیر تداخل دمایی در مبدل¬های حرارتی و یا ورود مایع به کمپرسور می¬گردد که خسارات جبران ناپذیری را در پی دارد.