طراحي جديد مبدل حرارتي صفحه‌اي در چرخه مايع‌سازي LNG

فرايند توليد ال ان جي، از جمله فرايندهاي فشرده و پيچيده‌اي است كه بيش از نيمي از هزينه‌ها، در بخش مايع‌سازي آن مصرف مي‌شود. در سال‌هاي اخير، مهندسان طراح تلاش‌هاي زيادي براي بهبود عملكرد اين فرايند بخرج داده‌اند و هدف عمده آنها افزايش بازده، بالابردن ظرفيت توليد و كمينه‌سازي هزينه‌ها بوده است. مهم‌ترين تجهيزات فرايندي به‌كار رفته در بخش مايع‌سازي، مبدل‌هاي حرارتي صفحه‌پره‌دار1 يا حلزوني2 هستند. در اين مقاله، ضمن تشريح شبيه‌سازي چرخه مايع‌سازي پروژه ايران ال ان جي كه براي به‌دست آوردن سطوح سرد و گرم مبدل صفحه‌پره‌دار به‌كار رفته در آن انجام شده، به ارائه روشي جديد به‌منظور طراحي بهينه اين مبدل حرارتي پرداخته شده است. همچنين، روشي ساده، براي انتخاب بهترين سطح ثانويه براساس توسعه مفهوم شاخص عملكرد حجم3 معرفي شده است. شبيه‌سازي، سطوح حرارتي سمت سرد، گرم و ضريب كلي انتقال حرارت مبدل صفحه‌پره‌دار به‌كار رفته در فرايند مورد نظر را، به ترتيب، 2m 3001، 2m 1933 و K2W/m 425 نشان مي‌دهد. با طراحي اين مبدل با استفاده از رمزنگاري در محيط نرم‌افزار متلب و ابداع شيوه طراحي سريع، كاهش چشمگيري در سطوح سرد و گرم به ميزان 2/5 و 3/3 برابر و افزايش ضريب كلي انتقال حرارت 2 برابري حاصل شده است. مبدل طراحي شده، كمترين مساحت سطح را به‌دست داده كه كاهش مساحت سطح تأثير به سزايي بر كاهش هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري فرايند توليد ال ان جي داشته است.