Other language title :
شبيه سازي توليد توان الكتريكي با استفاده از توربين هاي انبساطي در ايستگاه Aspen Plus هاي تقليل فشار گاز طبيعي با استفاده از نرم افزار
Title of article :
Aspen Plus Simulation of Power Generation Using Turboexpanders in Natural Gas Pressure Reduction Stations
Author/Authors :
Hejazi, Bijan Chemical Engineering Department - Faculty of Engineering - Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran , Farhadi, Fatollah Chemical & Petroleum Engineering Department - Sharif University of Technology, Tehran, Iran
Abstract :
This paper investigates the economic feasibility of installing a turboexpander in parallel with the
throttling valve of a city gate station for the purpose of distributed electricity generation through
exergy recovery from pressurized natural gas. The preheating requirements for preventing hydrate
formation due to pressure reduction are provided by the combustion of a small fraction of the outlet
natural gas stream. As a case study, the simulation of Tehran No.2 City Gate Station demonstrates
an exergy loss of more than 36.5 million kWh per year for the present throttling valves. Thermoeconomic
analyses gives the optimum operating conditions for electricity generation through a
turboexpander. Optimization of preheating temperature leads to an exergy recovery of >60%, cost
to generate electricity of <$0.04/kWh, and discounted payback period of around ~4 years. Simulation
results can be used for designing an automatic preheating temperature control system to optimize
exergy recovery via turboexpander under the variable operating conditions of a pressure reduction
station.
Farsi abstract :
اين مقاله امكان سنجي اقتصادي توليد برق پراكنده از بازيافت اكسرژي جريان گاز طبيعي تحت فشار از طريق نصب توربين انبساطي به
موازات شير فشار شكن در ايستگاه تقليل فشار شهري را مورد مطالعه قرار مي دهد. احتياجات پيش گرمايشي مورد نياز براي جلوگيري از
تشكيل هيدرات بر اثر افت فشار توسط احتراق كسر كوچكي از جريان گاز طبيعي خروجي تامين مي گردد. به عنوان مطالعه موردي، شبيه
36 ميليون كيلووات ساعت در سال توسط شيرهاي فشار / سازي ايستگاه دروازه شهري شماره 2 شهر تهران بيانگر اتلاف اكسرژي بيش از 5
شكن موجود است. آناليزهاي ترموديناميكي و اقتصادي، شرايط عملياتي بهينه براي توليد برق توسط توربين انبساطي را بدست مي دهند.
بهينه سازي دماي پيش گرمايش منجر به بيش از 06 درصد بازيافت اكسرژي، هزينه برق توليدي كمتر از 0.04 دلار بر كيلووات ساعت و زمان
بازگشت سرمايه حدود 4 سال مي گردد. از نتايج شبيه سازي ها مي توان براي طراحي سيستم كنترل خودكار دماي پيش گرمايش به منظور
بهينه سازي بازيافت اكسرژي توسط توربين انبساطي تحت شرايط عملياتي متغير ايستگاه تقليل فشار گاز استفاده نمود.
Keywords :
Natural gas , Pressure reduction station , Turboexpander , Process simulation
Journal title :
Journal of Gas Technology