بهینهسازی چندهدفة گرمکنهای ایستگاه تقلیل فشار گاز بر پایة الگوریتمژنتیک با استفاده از روش کمینهسازیآنتروپیتولیدی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 4، دوره 55، شماره 1، فروردین 1402، صفحه 61-84 اصل مقاله (2.35 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2023.21773.7508 | ||
| نویسندگان | ||
| سید رفیع کاظمی مازندرانی1؛ محمود فرزانه گرد* 2؛ محمد محسن شاه مردان3؛ اکبر اصفهانی پور4 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس خوارزمی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران | ||
| 3دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| 4دانشکده مهندسی صنایع و سیستمهای مدیریت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در سالهای اخیر، با رشد روزافزون مصرف گاز طبیعی در ایران، تعداد ایستگاههای تقلیلفشار افزایش چشمگیری داشتهاست. در شیرهای فشارشکن این ایستگاهها، افت دﻣﺎی ناشی از اثر ژول- تامسون موجب هیدراتهشدنگاز، یخزدگی شیرآلات و انسداد مسیر انتقال میگردد. بدین سبب حدود 14000 دستگاه گرمکنحمامآب قبل از ورود گاز پرفشار به این شیرها، وظیفة پیشگرمایش آن را برعهده دارند. شوربختانه، بازدهی با میانگین 30 درصدی این گرمکنها، سالانه نزدیک به یک میلیارد متر مکعب گاز طبیعی فرآوریشده معادل با ظرفیت نیروگاهی 400 مگاواتی را به هدر میدهد. پژوهش حاضر با هدف بهینهسازی این گرمکنها، درصدد برقراری مصالحة بین بیشینگی کارآیی و کمینگی اتلاف و هزینة آنهاست. در این مقاله، با مدلسازی ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی گرمکنها، سه تابع هدف شامل بازدهحرارتی، عدد آنتروپیتولیدی و عدد هزینة تلفشده، تعریف و سپس مدلریاضی مسأله در قالب دو سناریو پیشنهاد شدهاست. آنگاه حل مدل براساس یکی از تکنیکهای الگوریتم ژنیتک چندهدفه، با استفادة از روش کمینهسازی آنتروپی تولیدی و بکارگیری همزمان نرمافزارهای ایز و متلب انجام گرفته و جبهة بهینة پارتوی هر یک از این سناریوها تعیین گردیدهاست. نتایج حاصل از پیادهسازی مدل با انحراف کمتر از 10 ± درصد نسبت به نتایج یک نمونة واقعی، حکایت از عملکرد قابل قبول آن دارد. بر پایة این نتایج، بهبود بازدهحرارتی این گرمکنها بسته به دبیحجمی گاز در بازة بین 48 تا 55 درصد امکانپذیر و دارای توجیه فنی - اقتصادی است. این نتایج که در قالب روابط، منحنیها و گروههای بیبعد ارائه شدهاست، میتواند به عنوان مرجعی برای طراحی بهینة گرمکنهایحمامآب مورد استفاده قرارگیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| ایستگاه تقلیل فشار؛ مبدل حرارتی؛ گرمکن غیرمستقیم؛ بازدهحرارتی؛ آنتروپی تولیدی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,187 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,116 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 458 |
| تعداد مقالات | 5,780 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,505,782 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,050,784 |