ت/42339 ه رﺎﻤـﺷ ﻪﺑﻮـﺼﻣ) رﻮـﺸﮐ ﯽﯾاﺮﺟا و ﯽﻨﻓ … · : ﻪﺴﻠﺠﺗرﻮﺻ غﻼﺑا و ﻪﯿﻬﺗ ـ4. رﺎﮐ مﺎﺠﻧا ﻪﺴﻠﺟ
يﺎﻫهﺎﮕﺘﺴﻳا ﻚﻨﺧ ﻲﺗﺎﻴﻠﻤﻋ رﻮﺸﻛ … -Cooling 452.pdf ·...
Transcript of يﺎﻫهﺎﮕﺘﺴﻳا ﻚﻨﺧ ﻲﺗﺎﻴﻠﻤﻋ رﻮﺸﻛ … -Cooling 452.pdf ·...
بررسي اثر افزايش خنك كاري گاز در ايستگاه هاي تقويت فشار بر پارامترهاي عملياتي
خط اول سراسري گاز كشور
علي خواجه مباركهسمانه شريعت نسب اميرعباس رضايي
خطوط انتقال گاز خطوط انتقال گاز
شـهري يـا بـه خطوط انتقال، گاز را از منابع و پااليشگاهها به سيسـتمهاي توزيـع گـاز ر مـي دهنـد، مصرف كننده هايي مثل نيروگاهها كه حجم بااليي گاز مورد استفاده قـرا
.حمل مي كنند
آذربايجان در حال حاضر خطوط سراسري اول، دوم، سوم، چهارم، و خطوط خانگيران و .و خوزستان به بهره برداري رسيده اند
آتش پنجه
كاوه پيشه
(C2) دوراهون
(C3) اصفهان
(C5) قم
(C6) ساوه
(C7) قزوين
(C8) رشت
(C1) پتاوه
(C4) دهق
شماتيك يك ايستگاه تقويت فشار گاز شماتيك يك ايستگاه تقويت فشار گاز
Burn Pit
S-4
S-3
S-2
S-1
S-5
G.T. - A
Comp.-A
Comp.-B
G.T. -B
G.T. -C
Comp.-C
G.T. -D
Comp.-D
G.T. -E
Comp.-E
from
Staion by Passto Gas Conditioning
to Gas Conditioning
Station by Pass
Recycle
Recycle
Vent Stack
Vent Stack
Coolers by Pass
Coolers by Pass
Compressors Antisurege Header
Compressors Antisurege Header
E-601AGas Cooler
E-601BGas Cooler
E-601DGas Cooler
E-601EGas Cooler
E-601CGas Cooler
1
REV.
DWG :Process Flow Diagram
DATE : 1385/10/4
SOURCE : V-002-PR-227098
DWG No. :DEA- P0102
CLIENT :
CHECKED BY :A.K
UNIT :
( مبنا(مشاوران بهسازي، نوسازي انرژي
SUPERVISOR : MABNA
DRAWN BY : M.A.M
مراحل انجام طرح مراحل انجام طرح و تعيين پروفايل فشار و دماPIPEPHASEشبيه سازي خط انتقال اول با نرم افزار
و تعيين پروفايل فشار و دماHYSYSشبيه سازي خط انتقال اول با استفاده از نرم افزار
مقايسه نتايج شبيه سازي با اطالعات طراحي خط انتقال گاز
بررسي اثر افزايش خنك كاري بر افت فشار خط
مراحل انجام طرح مراحل انجام طرح بررسي اثر افزايش خنك كاري بر توان مصرفي كمپرسور
بررسي اثر افزايش خنك كاري بر توان مصرفي كولر
بررسي اثر افزايش خنك كاري بر امكان تشكيل هيدرات
يزان صرفه مقايسه تغييرات توان مصرفي كمپرسور و توان الكتريكي كولر و تعيين م جويي اقتصادي
شبيه سازي خط لوله اول سراسري انتقال گاز شبيه سازي خط لوله اول سراسري انتقال گاز ::ورودي نرم افزار ورودي نرم افزار اطالعاتاطالعات
دبي جريان گاز موجود در خط، فشار و دماي گاز ورودي و چگالي :خواص گاز
نسبي گاز جهت محاسبه افت فشار
، قطر داخلي )تغييرات ارتفاع بر حسب طول خط ( پروفايل خط لوله :مدل خط لوله لوله، زبري خط لوله و خواص مربوط به انتقال حرارت
:معادالت افت فشار
General Flow AGA ،Weymouth، Panhandle،
PIPEPHASEPIPEPHASEشبيه سازي خط لوله اول سراسري انتقال گاز با شبيه سازي خط لوله اول سراسري انتقال گاز با
HYSYSHYSYSشبيه سازي خط لوله انتقال گاز با استفاده از شبيه سازي خط لوله انتقال گاز با استفاده از
مقايسه نتايج شبيه سازي با اطالعات طراحي مقايسه نتايج شبيه سازي با اطالعات طراحي
درصد خطاي فشار شبيه سازي از فشار طراحي AGA معادله 7,3
General flow معادله 7,6Weymouth معادله 7Panhandle معادله 5,5
براي محاسبه افت فشار خط Panhandleكمترين خطاي شبيه سازي مربوط به معادله
مقايسه نتايج شبيه سازي با اطالعات طراحي مقايسه نتايج شبيه سازي با اطالعات طراحي
. مي باشد% 2,3قم -به طور مثال خطاي دماي شبيه سازي از دماي طراحي در خط دهق
خط لوله واحد قم -دهقدماي ورودي °C 46,3
دماي خروجي شبيه سازي °C 35,7دماي خروجي طراحي °C 34,9
درصد خطا % 2,3
سرمايش گاز در طول خط لوله انتقال گاز سرمايش گاز در طول خط لوله انتقال گاز
دستاوردهاي سرمايش گازدستاوردهاي سرمايش گاز كاهش افت فشار در خطوط
كاهش توان كمپرسورها
حفاظت از عايق خطوط انتقال
كاهش افت فشار و توان كمپرسورهاي ايستگاه بعد در اثر افزايش كاهش افت فشار و توان كمپرسورهاي ايستگاه بعد در اثر افزايش خنك كاري خنك كاري
كاهش دماي خط لوله
كاهش دماي خط لوله كاهش افت
فشار كاهش افت
فشار
كاهش توان كمپرسورهاي ايستگاه بعد در اثر افزايش خنك كاري كاهش توان كمپرسورهاي ايستگاه بعد در اثر افزايش خنك كاري
⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢
⎣
⎡−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
=
−
11
28.531
1
21
γγ
γγ
P
PT
GWa
كاهش توان كمپرسور
كاهش توان كمپرسور
كاهش دماي خط لوله
كاهش دماي خط لوله
سرمايش گاز در طول خط لوله انتقال گاز سرمايش گاز در طول خط لوله انتقال گاز
بروز خطر تشكيل هيدرات افزايش توان مصرفي كولرها مشكالت سرمايش گازمشكالت سرمايش گاز
بحث و بررسي نتايج
بر افت فشار خط لوله بر افت فشار خط لوله اثر افزايش خنك كاري اثر افزايش خنك كاري آناليز آناليز . بررسي شد C˚20 و C˚5 ،C˚10 ،C˚15افزايش خنك كاري در كولرها به مقدار
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
0 200 400 600 800 1000 1200
Total Length (km)
Pres
sure
(psia
)
خط لوله سراسري اول 5C خنك كاري به اندازه
10C خنك كاري به اندازه 15C خنك كاري به اندازه20C خنك كاري به اندازه
آتش پنجهپتاوه
رشت
ساوهقزويندهققم
كاوه پيشهدوراهوناصفهان
قم قم-- بر افت فشار خط لوله دهق بر افت فشار خط لوله دهق اثر افزايش خنك كاري اثر افزايش خنك كاري آناليزآناليز
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
0 20 40 60 80 100 120 140
Lenght (km)
Pres
sure
(psi
a)
دماي خروجي كولر در شرايط طراحي
كاهش دماي خروجي كولر به اندازه 5 درجه
كاهش دماي خروجي كولر به اندازه 10 درجه
كاهش دماي خروجي كولر به اندازه 15 درجه
كاهش دماي خروجي كولر به اندازه 20 درجه
. بررسي شد C˚20 و C˚5 ،C˚10 ،C˚15افزايش خنك كاري در كولرها به مقدار
اثر خنك كاري بر پروفايل دماي خط اول انتقال گاز كشور اثر خنك كاري بر پروفايل دماي خط اول انتقال گاز كشور آناليزآناليز
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0 20 40 60 80 100 120 140
Total Length (km)
Tem
pera
ture
(C)
دمای خروجی کولر در شرايط طراحی
کاهش دمای خروجی کولر به اندازه ۵ درجه کاهش دمای خروجی کولر به اندازه ١٠ درجه
کاهش دمای خروجی کولر به اندازه ١۵ دجه
کاهش دمای خروجی کولر به اندازه ٢٠ درجه
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 200 400 600 800 1000 1200Total Length (km)
Tem
pera
ture
(C)
دما در خط لوله سراسري اول5C خنك كاري به اندازه10C خنك كاري به اندازه15C خنك كاري به اندازه20C خنك كاري به اندازهدماي خاك
آتش پنجه
دوراهون
اصفهانقمساوه
دهق
رشت
قزوينپتاوه
بر ميزان انرژي مصرفي كمپرسورها بر ميزان انرژي مصرفي كمپرسورها اثر افزايش خنك كاري اثر افزايش خنك كاري
قم سبب كـاهش تـوان مصـرفي -كاهش دماي خروجي كولر بين دو ايستگاه دهق . مگا وات مي شود2معادل حدود % 10كمپرسورها به ميزان حدود
18076,4 توان كمپرسور;
17127,7 توان كمپرسور;
17594,2 توان كمپرسور;
توان كمپرسور; 18575
19091,4 توان كمپرسور;
2,7 درصد كاهش توان كمپرسور;
10,3 درصد كاهش توان كمپرسور;
5,3 درصد كاهش توان كمپرسور;
7,8 درصد كاهش توان كمپرسور;
17000
17500
18000
18500
19000
19500
25 30 35 40 45
Decreasing Temperature(C)
Com
pres
sor
Pow
er(k
W)
0
2
4
6
8
10
12
Dec
reas
ng c
ompr
esso
r po
wer
(%)
كولرها كولرها در در بر ميزان انرژي مصرفي بر ميزان انرژي مصرفي اثر افزايش خنك كاري اثر افزايش خنك كاري
قـم بـه -افزايش خنك كاري سبب افزايش توان مصرفي كولرها بـين دو ايسـتگاه دهـق . كيلو وات مي يابد120معادل حدود % 61ميزان حدود
درصد افزايش توان27,8 موتور كولر;
درصد افزايش توان44,3 موتور كولر;
درصد افزايش توان 61,4 موتور كولر;
درصد افزايش توان 54,3 موتور كولر;
توان موتور كولر ; 140
توان موتور كولر ; 108
170,5 توان موتور كولر ;
201,8 توان موتور كولر ;
77,92 توان موتور كولر ;
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
25 30 35 40 45
Temperature Cooler(C)
Incr
ease
ang
cool
er e
lect
ric
pow
er(%
)
0
50
100
150
200
250
Coo
ler'
s E
lect
ric
pow
er(k
W)
هزينه صرفه جويي شده در ايستگاههاي تقويت فشار هزينه صرفه جويي شده در ايستگاههاي تقويت فشار
تومـان بـرق بـه 12 تومان بر استاندارد متر مكعب گاز و 6محاسبات اقتصادي بر اساس افـزايش خنـك C˚20بين اين دو ايسـتگاه در اثـر . ازاي هر كيلووات ساعت انجام شد
. ميليون تومان در سال صرفه جويي مي شود35كاري بيش از
12
25
37
48
3
9
18
35
13
9
6
27
0
10
20
30
40
50
20 25 30 35 40 45
Temperature (C)
Mill
ion
Tom
an/y
ear
صرفه جويي گاز (تومان در سال )افزايش هزينه برق (تومان در سال )صرفه جويي هزينه ها
انتقال انتقالوط وط تشكيل هيدرات در خط تشكيل هيدرات در خط بر امكان بر امكان اثر افزايش خنك كاري اثر افزايش خنك كاري
. مي باشدC° 10اختالف دماي گاز و دماي تشكيل هيدرات همواره بيش از
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
-180 -160 -140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40
Temperature [C]
Pres
sure
[psia
]
نقطه حباب
نقطه شبنم
هيدرات
خط دهق-قم
در خطوط انتقال در خطوط انتقال زمستان زمستان فصل فصل تشكيل هيدرات در تشكيل هيدرات در امكانامكانبررسي بررسي
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
-180 -160 -140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40
Temperature [C]
Pres
sure
[psia
]
نقطه حباب
نقطه شبنم
هيدرات
خط دهق-قم
C°5زاختالف دماي گاز و دماي تشكيل هيدرات در فصول سرد نيز همواره بيش ا . مي باشد
نتيجه گيري نتيجه گيري °C20 ميزان خنك كاري در ايستگاهها نسبت به حالت طراحي افزايش
13,5(C°)متوسط كاهش دما
8,6
13,7
59,6
(%)متوسط درصد كاهش افت فشار
(%)توان كمپرسور ايستگاه بعد متوسط درصد كاهش مصرف
(%)متوسط درصد افزايش انرژي الكتريكي كولر
نتيجه گيري نتيجه گيري كاهش دماي گاز نسبت به دماي طراحي حتي در ماههاي سرد سال C20°با وجود
.هيدرات در طول خط تشكيل نمي شود
افزايش ميزان خنك كاري كاهش توان مورد نياز كمپرسورها معادل C° 20به ازاي . ميليون تومان در سال مي باشد 560حدود
ميليون تومان 130هاي برق مورد نياز كولرهاي هوايي حدود ميزان افزايش هزينه
.در سال مي باشد
ميليون تومان در سال در 430 افزايش خنك كاري حدود ٢٠°C بنابراين به ازاي . هزينه هاي خط انتقال اول سراسري صرفه جويي خواهيم داشت