بهینهسازی ترمواکونومیک، تحلیل اگزرژی و زیست محیطی سیکل تبرید تراکمی به کمک الگوریتم ژنتیک

هدف در این مقاله بهینه سازی چند هدفه ی سیکل تبرید تراکمی به کمک بهینه کردن اجزای سیکل و تمامی مبدل های حرارتی آن، اعم از کندانسور، اواپراتور و سوپرهیتر است. سیکل تبرید مورد بررسی، سیکل آب خنک کن واحد 132 پالایشگاه دوم پارس جنوبی است که این واحد وظیفه ی تامین آب سرد خنک کننده ی تجهیزات پالایشگاه را بر عهده دارد. بهینه سازی سیکل توسط الگوریتم ژنتیک انجام خواهد شد. هدف ترمودینامیکی سیکل در غالب می نیمم سازی تخریب اگزرژی یا ماکزیمم سازی ضریب عملکرد سیکل، هدف ترمواکونومیکی در غالب می نیمم سازی هزینه ی جاری سیکل اعم از هزینه ی خرید تجهیزات، تعمیر و نگهداری و سوخت مصرفی (خرید برق) و هدف زیست محیطی در غالب می نیمم سازی تولید آلاینده های منوکسید کربن، دی اکسید کربن و ناکس بیان می شوند. با اعمال توابع هدف و متغیرهای تصمیم مناسب به همراه محدودیت های آنها بهینه سازی در نرم افزار EES صورت می گیرد. بهینه سازی در چهار مرحله صورت میگیرد که مرحله ی اول بهینه سازی تک هدفه ی ترمودینامیکی، مرحله ی دوم بهینه سازی تک هدفه ی ترمواکونومیکی، مرحله ی سوم بهینه سازی تک هدفه ی زیست محیطی ناشی از مصرف برق سیکل و مرحله ی چهارم بهینه سازی چند هدفه با ترکیب اهداف سه مرحله ی اول به صورت همزمان است.در بهینه سازی تک هدفه، نقطه ی بهینه نهایی یکتاست اما در بهینه سازی چندهدفه، نقاط بهینه ی نهایی در قالب جبهه ی بهینه ی پارتو آورده می شود و نقطه ی بهینه ی نهایی از ملاک های تصمیم سازی TOPSIS و LINMAP انتخاب می شود. در نهایت با مقایسه ی نتایج بهینه سازیهای مختلف در هر دو سناریو، بهینه سازی چندهدفه جامع ترین و بهترین نتایج را ارائه داده و در سناریوی بهینه سازی سیکل، منجر به افزایش ضریب عملکرد سیکل از 872/3 به 088/7 ، کاهش تخریب اگزرژی کل از 8/264 به 6/127 کیلووات، که کاهشی 23/53 درصدی است، کاهش هزینه ی کلی محصول از 5/117 دلار بر ساعت به 19/87 دلار بر ساعت و کاهش تولید ناکس از 4958 به 2645 کیلوگرم در سال می شود.

Keywords:

سیکل تبرید تراکمی , اگزرژی , الگوریتم ژنتیک , بهینه سازی چند هدفه , ترمواکونومیک