طراحی چرخه های سرمازای مبرد چندجزیی جهت استفاده در صنایع شیمیایی دماپایین قسمت الف: بهینه سازی پارامترهای عملیاتی چرخه با آرایش مشخص

در صنایع شیمیایی، هنگامی که برودت مورد نیاز در سطوح دمایی پایین و بسیار گستره وسیع توزیع شده باشد، معمولا از یک سیستم سرمازای آبشاری چندطبقه ای جهت تامین برودت استفاده می گردد. به علت بالا بودن هزینه های سرمایه گذاری و مصرفی سیستم های آبشاری، استفاده از آنها جهت تامین برودت در سطوح دمائی پائین، باعث افزایش هزینه های کل واحد شده و لذا ارائه یک سیستم سرمازا با هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی پائین، همواره از موضوعات چالش برانگیز در طراحی و توسعه صنایع فرایندی دماپائین بوده است. در سال های اخیر تحقیقات بسیاری بر روی عملی کردن ایده استفاده از مبردهای چندجزئی به جای مبردهای خالص در سیستم های سرمازا با کاربری های مختلف متمرکز شده اند. علی رغم مزایای اقتصادی فراوان استفاده از سیستم های سرمازای مبرد چندجزئی، تاکنون روشی جامع جهت طراحی این نوع سیستم ها ارائه نشده است. در تحقیق حاضر بسط و توسعه چرخه های سرمازای مبرد چندجزئی به منظور استفاده در سیستم مورد مطالعه های دماپایین قرار گرفته و یک روش بر سیستماتیک پایه تلفیق روش های ریاضی و دیدگاه های ترمودینامیکی به منظور بهینه سازی پارامترهای چرخه مبرد چندجزئی ارائه شده است. به عنوان یک مورد واقعی از سیستم شیمیایی دماپایین، قسمت سرد واحد اولفین مجتمع پتروشیمی تبریز انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج طراحی نشان می دهند که با انتخاب مناسب آرایش چرخه سرمازا و بهینه سازی پارامترهای آن، توان مصرفی کل سیستم سرمازا واحد اولفین تبریز حدود ۱۹.۵% کاهش و راندمان اگزرژیک آن حدود ۸% افزایش می یابد.

Keywords:

فرایند دماپائین , چرخه سرمازا , مبرد چند جزئی , بهینه سازی پارامترهای کلیدی