بهينه‌سازي چندهدفه ي گرمكن‌هاي ايستگاه تقليل فشار گاز بر پايه ي الگوريتم‌ژنتيك با استفاده از روش كمينه‌سازي‌آنتروپي‌توليدي

در سال‌هاي اخير، با رشد روزافزون مصرف گاز طبيعي در ايران، تعداد ايستگاه‌هاي تقليل‌فشار افزايش چشمگيري داشته‌است. در شيرهاي فشارشكن اين ايستگاه‌ها، افت دﻣﺎي ناشي از اثر ژول- تامسون موجب هيدراته‌شدن‌گاز، يخ‌زدگي شيرآلات و انسداد مسير انتقال مي‌گردد. بدين سبب حدود 14000 دستگاه گرمكن‌حمام‌آب قبل از ورود گاز پرفشار به اين شيرها، وظيفه ي پيش‌گرمايش آن را برعهده دارند. شوربختانه، بازدهي با ميانگين 30 درصدي اين گرمكن‌ها، سالانه نزديك به يك ميليارد متر مكعب گاز طبيعي فرآوري‌شده معادل با ظرفيت نيروگاهي 400 مگاواتي را به هدر مي‌دهد. پژوهش حاضر با هدف بهينه‌سازي اين گرمكن‌ها، درصدد برقراري مصالحه ي بين بيشينگي كارآيي و كمينگي اتلاف و هزينه ي آن‌هاست. در اين مقاله، با مدل‌سازي ترموديناميكي و ترمواكونوميكي گرمكن‌ها، سه تابع هدف شامل بازده‌حرارتي، عدد آنتروپي‌توليدي و عدد هزينه ي تلف‌شده، تعريف و سپس مدل‌رياضي مسأله در قالب دو سناريو پيشنهاد شده‌است. آنگاه حل مدل براساس يكي از تكنيك‌هاي الگوريتم ژنيتك چندهدفه، با استفاده ي از روش كمينه‌سازي آنتروپي توليدي و بكارگيري هم‌زمان نرم‌افزارهاي ايز و متلب انجام گرفته و جبهه ي بهينه ي پارتوي هر يك از اين سناريوها تعيين گرديده‌است. نتايج حاصل از پياده‌سازي مدل با انحراف كمتر از 10 ± درصد نسبت به نتايج يك نمونه ي واقعي، حكايت از عملكرد قابل قبول آن دارد. بر پايه ي اين نتايج، بهبود بازده‌حرارتي اين گرمكن‌ها بسته به دبي‌حجمي گاز در بازه ي بين 48 تا 55 درصد امكان‌پذير و داراي توجيه فني - اقتصادي است. اين نتايج كه در قالب روابط، منحني‌ها و گروه‌هاي بي‌بعد ارائه شده‌است، مي‌تواند به عنوان مرجعي براي طراحي بهينه ي گرمكن‌هاي‌حمام‌آب مورد استفاده قرارگيرد.