تحلیل فنی و اقتصادی کاربرد توربین انبساطی در سکوهای گازی‌‌‌ ـ نفتی جهت تولید توان الکتریکی

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

توربین‌های انبساطی ماشین‌های دواری هستند که موجب بازیافت انرژی از طریق انبساط گاز یا بخار و تبدیل آن به انرژی الکتریکی می‌شوند. در گذشته، کاربرد دستگاه‌های فوق در ایستگاه‌های تقلیل فشار نیروگاه‌ها و شهرهای بزرگ بود. با گسترش دانش، امکان استفاده از توربین انبساطی در بقیۀ صنایع از جمله چاه‌های تولید گاز میسر گردید. در این تحقیق، ابتدا به بررسی وضعیت چاه‌های سکو گازی پرداخته، سپس فرایند مربوطه در نرم‌افزار HYSYS شبیه‌سازی می‌شود. با توجه به محاسبات صورت‌گرفته در این نرم‌افزار، مشاهده می‌شود که استفاده از 3 عدد توربین انبساطی با مجموع توان تولیدی 12000 کیلووات امکان‌پذیر است. سپس تحلیل اقتصادی صورت گرفته و نتایج محاسبات نشان داد که دورۀ بازگشت سرمایه حدود 1 سال خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


[1] Balat, M., "Global Trends on Production and Utilization of Natural Gas", Energy Sources Part B, Vol.4, No.4, pp.333–46, 2009. [2] Kumar, S., Kwon, H., Choi, K., Cho, J., Lim, W., Moon, I. "Current Status and Future Projections of LNG Demand and Supplies: a Global Prospective", Energy Polic, Vol. 39, No.7, pp.4097–104, 2011. [3] Boran, FE., Boran, K.,"Evaluation of Natural Gas Systems: a Comparison Study for Turkey", Energy Sources Part B, Vol.7, No.3, pp. 222–9, 2012. [4] BP. Statistical Review of World Energy. British Petroleum (BP) Statistical Review, UK; June 2010. [5] Won, W., Lee, SK., Choi, K., Kwon, Y., "Current Trends for the Floating Liquefied Natural Gas (FLNG) Technologies", Korean J Chem Eng, Vol.31, No.5,pp. 732–43, 2014. [6] Lee, I., Tak, K., Lim, W., Moon, I., Kim, H., Choi, K., "Analysis of Pure Refrigerant Cycle Design on C3MR Process Through Driver Selection", J Korean Inst Gas, Vol. 17, No. 3,pp. 27–32, 2013. [7] Neseli, MA., Ozgener, O., Ozgener, L., "Energy and Exergy Analysis of Electricity Generation from Natural Gas Pressure Reducing Stations", Energy Convers Manage, Vol. 93, No.3, pp. 109–20, 2015. [8] Sakmar, SL., Energy for the 21st Century: Opportunities and Challenges for Liquefied Natural Gas (LNG), USA: Edward Elgar Publishing Inc. pp.512, 2013. [9] Campbell, JM., Gas Conditioning and Processing, 8th ed., vol. 2. USA: John M.Campbell and Company; 2004. [10] Meher-Homji, CB., Qualls, WR., Eaton, AP., "Liquid Expanders in the Phillips Optimized Cascade LNG Process", The 14th International Conference and Exhibition on Liquefied Natural Gas (LNG14), Doha, Qatar; 21–24 March, 2004. [11] City of Saskatoon Webpage: http://www.saskatoo [12] Zabihi, A., Taghizadeh, M., "New Energy-Saving Temperature Controller for Heater at Natural Gas Gate Station", J. Nat. Gas Sci. Eng., Vol. 27, No.2, pp. 1043–1049, 2015. [13]Zehtabian, N., Saffar-Avval, M., "Feasibility Study of Turboexpander Installation in City Gas Station", Proceeding of the 25th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization; 2012. [14] رحیمی چیمه، احسان، نعیم‌پور، فرشته، حجازی، نوشاد، «بررسی اثر جایگزینی توربواکسپاندر با شیر ژول تامسون در عملکرد برج متان‌زدا در پالایشگاه‌های گازی پارس جنوبی»، دهمین کنگرۀ مهندسی شیمی ایران، 1385. [15] فرزانه، محمود، دیمی دشت بیاض، مهدی، «بررسی راهکارهای افزایش انرژی قابل حصول در پروسه تقلیل فشار گاز مصرفی پالایشگاه خانگیران»، اولین کنفرانس CNG و نمایشگاه وابسته، 1378. [16] زونتاگ ـ بورگناک، ون وایلن، مبانی ترمودینامیک کلاسیک، ترجمۀ مهندس ملک‌زاده، مهندس کاشانی حصار، مهندس معتمدی، آستان قدس رضوی، چاپ شانزدهم. [17] نوروزی، محمدعلی، علمایی، جواد، قره‌پتیان، گئورگ، «بهبود جبران‌سازی راه‌اندازی توربین انبساطی توسط DVR بهیودیافته و STATCOM در نیروگاه نکاو تحت شرایط خلأ»، نشریۀ مهندسی و مدیریت انرژی، شمارۀ اول، صفحۀ 2-15، 1395. [18] A. Traverso, A. F. Massardo, "Thermoeconomic Analysis of Mixed Gas-Steam Cycle", Applied Thermal Engineering, ,Vol.22, No.1, pp.1-21, 2002. [19] Wayne C., Edmister Byung Ik Lee, "Applied Hydrocarbon Thermodynamics", Volume1, Second Edition, Gulf Pub. 1973. [20] Peng, D.Y. and Robinson, D.B: "A New Two-Constant Equation of State", Ind. Eng.Chem.Fundam,Vol.15, No.1, pp. 59-64, 1976. [21] Tarek Ahmed, "Reservoir Engineering Handbook", Gulf Professional Publishing, 2001. [22] Yunus A.Cengel, Michael A.Boles, "Thermodynamics: an Engineering Approach", McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 6 edition, 2006 [23] Bejan, A., Tsatsaronis, G., Moran, M, "Thermal Design and Optimization". Wiley: New York,1996. [24] Kotas, Tj, "The Exergy Method of Thermal Plant Analysis", Butterworths: London, 1985. [25] Gen, Mitsuo,"Genetic Algorithm and Engineering Design" 1944. [26] Rozen, John, "Genetic Programming ΙΙ and problem solving", 2002. [27] El Sayed, Yehia, "The Thermoeconomics of Energy Conversions", Advanced Energy System Analysis, 2003 [28] Bloch, H. P., Claire. S., "Turboexpanders and Process Applications", 2001, Gulf Professional Publishing. [29] "Energy Recovery from Natural Gas Letdown Stations" Catalogue of Langson Energy, Inc., May 2012.