18516

۱۸۵۱۶

پيش‌گرمايش گازهاي خروجي از چاه‌هاي گاز و ورودي توربين انبساطي جهت افزايش دماي ورودي گاز

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

آذر ماه ۱۳۹۶

دكتر محمود ابراهيمي

مكانيك

فشار گاز استخراجي از چاههاي گازي و خطوط انتقال بسيار بالا بوده و براي استفاده ي مصارف شهري بايد به فشار مشخصي كاهش يابد. اين امر در ايستگاههاي تقليل فشار مجاور شهرها توسط شيرهاي فشارشكن انجام ميگيرد. اخيراً جهت بازيابي انرژي اتلافي در شيرهاي فشارشكن و توليد توان، از توربين انبساطي استفاده ميشود. البته كاهش فشار در توربين انبساطي با افت ناگهاني دما همراه است كه سبب تشكيل هيدرات ميشود. براي جلوگيري از تشكيل هيدرات از پيشگرمكن ها استفاده ميشود. در اين پژوهش انرژي مورد نياز براي پيش گرم كردن گاز ورودي به ايستگاه، از انرژي خورشيدي با و بدون دخيره سازي انرژي به همراه گرمكن خطي استفاده شده است. جهت دريافت انرژي تابشي خورشيدي از كلكتورهاي حرارتي سهموي بكار گرفته شده است. تابش انرژي خورشيدي براي منطقه شهر مشهد و با استفاده از ضرايب صافي و ابرينگي هوا محاسبه شده و كلكتورها با استفاده از روش حل عددي يك بعدي تفاضل محدود و با استفاده از گسسته‌سازي معادلات بالانس انرژي ميان سيال عامل و لوله جاذب و پوشش شيشه اي مدل سازي شده است. در اين پژوهش مقدار هزينه هاي ذخيره شده و كاهش CO2 توليدي در دو سيستم تقليل فشار تجهيز شده با كلكتور حرارتي و تانك ذخيره محاسبه شده است. نتايج نشان دادند كه وجود كلكتور حرارتي و تانك ذخيره موجب كاهش 45% و 90% مصرف سوخت و كاهش آلاينده هاي ناشي از هيتر خطي خواهد شد. واژه‌هاي كليدي: ايستگاه تقليل فشار، توربين انبساطي، انرژي تابشي خورشيدي، كلكتور حرارتي سهموي، تانك ذخيره

1396/11/18

1/10/2018 12:00:00 AM

The pressure of gas extracted from gas wells and inside transmission pipelines is high so it should be reduced to distribution system. The pressure reduction is generally accomplished by throttle valves near cities. Recently, for recovering the wasted energy by throttle valves, turbo expanders are used to produce electricity. However, as the pressure reduces, the natural gas temperature drops down significantly which results in hydrate forming in the NG stream. For this reason, the NG stream should be preheated before the pressure reduction in the CGS to prevent gas hydrate forming. In this research, the required energy for preheating is provided by line heater and solar energy with and without thermal energy storage. Parabolic trough collector is used to collect solar arrays. Solar irradiation for Mashhadd city is calculated by using clearness index. In order to determine the optical and thermal performance of the parabolic trough solar collector, a computer program based on one dimensional implicit finite difference method with energy balance approach has been developed. In this research, the cost saving and reduction of CO2 pollutant is calculated for pressure reduction station with two different configuration of with and without storage tank. The results revealed that by utilizing the solar collector, the fuel consumption and pollutant emitted by preheater is reduced by 45% without storage and 90% with storage. Keywords: pressure reduction station, turbo expander, solar irradiation, parabolic trough collector, storage tank.