انتشار مقاله عضو هیأت علمی درباره بازیابی انرژی مکانیکی خطوط لوله گاز طبیعی پرفشار در ایستگاههای تقلیل فشار
در این پژوهش، سامانه توزیع گاز طبیعی که وظیفه انتقال گاز از محل تولید تا مصرفکنندگان نهایی را بر عهده دارد مورد بررسی قرار گرفته است. در این سامانه، گاز طبیعی در ابتدا با فشار بسیار بالا در خطوط انتقال حرکت میکند و پیش از ورود به شبکههای مصرف، در ایستگاههای تقلیل فشار شهری (CGS) از طریق فرآیند گلوگاهی یا throttling کاهش فشار مییابد. این فرآیند اگرچه برای تنظیم فشار ضروری است، اما منجر به اتلاف مقدار قابلتوجهی از انرژی مکانیکی جریان گاز میشود. همچنین افت ناگهانی دما در اثر کاهش فشار میتواند موجب تشکیل هیدرات گاز طبیعی در حضور بخار آب شده و خطر انسداد خطوط لوله را به همراه داشته باشد. به همین دلیل در ایستگاههای CGS معمولاً از هیترهای بزرگ برای پیشگرمایش گاز استفاده میشود.
در این تحقیق با استفاده از دادههای واقعی ایستگاه CGS بیرجند، یک مطالعه شبیهسازی برای بررسی امکان استفاده از انرژی جنبشی موجود در جریان گاز پرفشار جهت تأمین گرمای مورد نیاز برای جلوگیری از تشکیل هیدرات انجام شده است. نتایج نشان میدهد که با بهرهگیری از انرژی مکانیکی جریان گاز، میتوان بخش قابل توجهی از انرژی مورد نیاز برای پیشگرمایش گاز طبیعی را تأمین کرد؛ بهگونهای که در شرایط زمستانی حدود ۹۰ درصد از انرژی لازم برای پیشگرمایش قابل بازیابی است. این نتایج نشاندهنده ظرفیت قابل توجه بازیابی انرژی در ایستگاههای تقلیل فشار و امکان بهبود بهرهوری انرژی در سامانههای توزیع گاز طبیعی است.
Title
Energy recovery from mechanical energy of high-pressure natural gas pipeline: a case study simulation.
Abstract
The gas distribution system is a network designed to deliver natural gas (NG) from production to end users. A very high pressure is maintained at the production site to ensure efficient transportation through the pipeline system. It must then be depressurized at the point of consumption, typically through several stages. A significant amount of energy is wasted during the depressurization of NG at city gas stations (CGS), where throttling is employed. The pressure in the gas distribution system at many depressurization gates ranges from 400 to 700 psi. The problem is that a steep decline in temperature occurs while throttling resulting in NG hydrate formation due to the presence of water vapor in the stream. NG hydrate has been of importance for energy storage. However, it may cause disasters in gas pipelines during throttling in CGS. Therefore, removing the hydrate structure is vital to prevent the stream from blockage, for which large heaters are being used. The available kinetic energy within the flowing stream can be a source of heat to preclude hydrate formation. In this article, a simulation study is presented according to Birjand CGS measured data. The results show that during winter, almost 90 percent of the required energy for preheating can be produced using the NG high-pressure mechanical energy.
Keywords Preheating; natural gas hydrate; throttling; depressurization; energy recovery.
خاطر نشان میگردد این مقاله در آوریل سال ۲۰۲۵ در ژورنال Chemical Product and Process Modeling چاپ شده است.
نظر شما :