Энергетический, эксергетический и экономический (3E) анализ систем повторного сжижения отпарного газа с использованием холода СПГ для судов, работающих на СПГ

Суда, работающие на сжиженном природном газе (СПГ), позволяют сократить выбросы большинства загрязняющих веществ, что способствует соблюдению строгих нормативных требований. Поскольку в резервуарах для хранения СПГ на судах, работающих на СПГ, образуется отпарной газ (BOG), необходима система его повторного сжижения. Репрезентативные системы для судов, работающих на СПГ, были предложены Kwak и Shen; однако их эксергетические КПД составляли лишь 19,6% и 24,9% соответственно. Для совершенствования этих систем в настоящей работе предложены новые системы повторного сжижения BOG, интегрированные с системой подачи топливного газа. В предложенных системах соответственно используются холодовая энергия СПГ в потоке BOG и обратный цикл Брайтона на азоте (N2). Предложенные системы были смоделированы с использованием коммерческой программы и оптимизированы с помощью генетического алгоритма. Результаты энергетического, эксергетического и экономического (3E) анализа, проведенного для комплексной оценки предложенных систем, показывают, что наилучшими характеристиками обладает система, в которой холодовая энергия СПГ подводится к потоку BOG. Удельное энергопотребление, эксергетический КПД и общие годовые затраты этой системы были улучшены максимум на 78,6%, 69,2% и 68,2% соответственно по сравнению с существующими системами. Ожидается, что эта система, значительно превосходящая альтернативы, внесет существенный вклад в совершенствование систем повторного сжижения BOG для судов, работающих на СПГ.