جایگزینی شیرهای انبساطی مورد استفاده در ایستگاههای تقلیل فشار گاز توسط موتور انبساطی، جهت بازیافت انرژی هدر رفته به منظور تولید برق هدف اصلی از انجام این تحقیق می‌باشد. در موتورهای انبساطی از دریچه‌هایی برای ورود و خروج گاز استفاده شده است. هندسه شیر کنترلی قرار گرفته بر روی این دریچه‌ها بیشترین تاثیر را در عملکرد این موتورها دارد. در این تحقیق برای اولین بار شبیه‌سازی و بهینه‌سازی زمان مناسب باز و بسته شدن این دریچه‌ها با توجه به هندسه دو نوع شیر پیستونی و سیلندری به منظور حداکثر کردن راندمان اگزرژی صورت گرفته که از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی این زمان بندی استفاده شده است. شبیه‌سازی با توجه به ترکیبات گازی ایستگاههای مختلف صورت گرفته که برای محاسبه خواص ترمودینامیکی گاز طبیعی از استاندارد AGA8 استفاده شده است. عدم برگشت جریان در دریچه‌ها به عنوان قید مورد نظر جهت بهینه‌سازی مورد نظر قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در شیر پیستونی اتلاف اگزرژی در زمان تخلیه و در شیر سیلندری در فرآیند ورود گاز به مراتب بیشتر از منابع دیگر در اتلاف اگزرژی سهیم می‌باشد. بطور کلی موتور با شیر سیلندری نسبت به موتور با شیر پیستونی از عملکرد بهتری برخوردار است. در نهایت تغییر فشار خط تغذیه ایستگاه نیز نشان داد که در فشار 30 بار امکان استفاده از موتور با شیر سیلندری وجود ندارد، زیرا موتور قادر به تولید توانی نخواهد بود.

کلمات کلیدی