Doğal gaz sıvılaştırması için kullanılan çok aşamalı bir kaskad soğutma çevriminin bilgisayar ortamında termodinamik ve ekonomik modellenmesi

Bilindiği üzere sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG), kaynaktan piyasaya olan mesafenin uzun olduğu durumlarda doğal gazın taşınması için pratik ve ekonomik olarak uygun, hızla büyüyen bir enerji taşıyıcısıdır. Doğal gaz sıvılaştırıldığında, yaklaşık -150°C veya daha düşük bir sıcaklığa soğutulmalıdır. EES programı kullanılarak, çok aşamalı bir soğutma çevrimi için kompresörler, soğutucular, genleşme valfleri ve kondansatörler gibi çevrimin tüm bileşenleri için termal özellikler ve ekserji yıkım denklemleri hesaplanmıştır. Üç modelin analizinde, termodinamik analiz ve termo-ekonomi sonuçlarına dayanan ilk modelde, varsayımsal sıcaklık 25°C ve doğal gaz giriş kütle debisi 1 kg/s ve 60 bar basınçta alınmıştır. (EES) modelleme yazılımı kullanılarak, minimum iş 459.5 kJ/kg, ideal performans katsayısı (COP) 1.76 olarak hesaplanmıştır. Tasarlanan sistemin fiili analizi yapıldığında, doğal gazın sıvılaştırılması için gereken işin 1095 kJ/kg olduğu görülmekte ve çevrimin COP değeri 0.73 olarak hesaplanmaktadır. Çevrimin ekserji verimi %42 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca Termo ekonomik analiz sonucunda sıvılaştırılmış doğal gazın birim maliyeti 0.40 $/kg LNG olarak hesaplanmıştır. İkinci model için minimum iş 472.4 kJ/kg olarak hesaplanmıştır ve ideal katsayı: performans (COP) 1.714 olarak hesaplanmıştır. doğal gazın sıvılaştırılması için gereken iş 936.3 kJ/kg olup, çevrimin COP değeri 0.86 olarak hesaplanmıştır. Çevrimin ekserji verimi %50 olarak hesaplanmıştır. sıvılaştırılmış doğalgazın birim maliyeti 0.36 $/kg LNG olarak hesaplanmıştır. Üçüncü model için minimum iş 420.4 kJ/kg, ideal performans katsayısı (COP) 1.92 olarak hesaplanmıştır. doğal gazın sıvılaştırılması için gereken iş 991.1 kJ/kg olup, çevrimin COP değeri 0.81 olarak hesaplanmıştır. Çevrimin ekserji verimi %42 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca Thermo ekonomik analiz sonucunda sıvılaştırılmış doğalgazın birim maliyeti 0.34 $/kg LNG olarak hesaplanmıştır.