نقش مبردهای خالص و مخلوط در کمینه‌سازی توان مصرفی سیستم‌های تبرید تراکمی مورد استفاده در صنایع نفت و گاز

Abstract

سیستم‌های تبرید مورد استفاده در صنعت نفت و گاز از جمله صنایع انرژی بر محسوب می‌گردند. این فرایندها به منظور تامین سرمایش مورد نیاز واحدهای فرایندی در بخش‌های مختلفی از جمله سیستم‌های جداسازی و مایع‌سازی گاز طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دهه ‌های اخیر تلاش گسترده‌ای در راستای کمینه‌سازی توان مصرفی و بهبود کارایی واحدهای تبرید صورت گرفته است. در این میان، استفاده از چرخه‌های تبرید با مبردهای چندجزیی و جایگزینی آن‌ها با فرایندهای مرسوم مبرد خالص، از جمله مهمترین اقداماتی از که تا کنون در این حوزه مطرح شده اند. استفاده از مبرد چند جزیی در این چرخه‌ها، ضمن کاهش فاصله بین جریان‌های سرد (مبرد) و گرم (فرایند) در مبدل‌های حرارتی، باعث کاهش توان مصرفی فرایند شده و همچنین، در تعدیل هزینه‌های ناشی از استفاده از فرایندهای پیچیده چند طبقه‌ای مبرد خالص موثر است. در این تحقیق دو فرایند مبرد چندجزیی و اکسپاندری نیتروژنی ساده، که از جمله فرایندهای پرکاربرد در حوزه مایع‌سازی گاز طبیعی می‌باشند، انتخاب و ضمن مقایسه منحنی‌های سرمایشی و گرمایشی این دو فرایند، میزان بهبود توان مصرفی، در صورت استفاده از مبرد چند جزیی بررسی گردید. نتایج نشان دهنده کاهش % 40 درصدی توان مصرفی در صورت جایگزینی فرایند مبرد چندجزیی می‌باشد.