Czasopismo | GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA | Rocznik 2018 - zeszyt 4

Koncepcja zero-energetycznej stacji gazowej dla przemysłu gazowniczego

The concept of zero-energy city gate station for natural gas industry

10.15199/17.2018.4.1

nr katalogowy: 113374
10.15199/17.2018.4.1

Streszczenie

W artykule przedstawione zostały wyniki pracy badawczej mającej na celu opracowanie procesu redukcji ciśnienia gazu o zerowej energii dostarczanej netto, tj. samowystarczalnego pod względem energetycznym, oraz o zerowej emisji dwutlenku węgla. Zaprezentowane zostały rozwiązania techniczne stacji gazowej, w której energia odpadowa dostępna w procesie redukcji ciśnienia gazu jest przekształcana na energię elektryczną i ciepło, odpowiednio do procesów osuszania i podgrzewania gazu. Opracowana koncepcja poddana została walidacji na podstawie bilansu energetycznego przeprowadzonego na symulatorze procesowym z wykorzystaniem modeli matematycznych elementów stacji. Wyniki obliczeń symulacyjnych pokazują poprawność zaproponowanego rozwiązania i możliwość znaczącego obniżenia kosztów eksploatacji stacji gazowej.

Abstract

This paper presents the results of a research project aimed at developing a concept of zero-energy pressure reduction process, i.e. energy-self-suffi cient, and zero-carbon emitting. The technical solutions of the city gate station, in which the waste energy from pressure reduction process is subsequently converted into electricity and heat for the processes of gas dehydration and gas preheating, are presented. The developed concept was validated based on the energy balance calculations carried out in a chemical process simulator using the mathematical models of the elements of the station. The results of the calculations show the correctness of the proposed solution and the possibility of a signifi cant reduction of the operational costs of the city gate station.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Arabkoohsar, A., Machado, L., Koury, R. N. N. 2016. “Operation analysis of a photovoltaic plant integrated with a compressed air energy storage system and a city gate station." Energy (98):78-91.
[2] Aspentech. 2017. Aspen HYSYS - dokumentacja techniczna oprogramowania, Aspen Technology, Inc.
[3] Bargiel, P., Kostowski, W., Usón, S. 2015. “An approach to enhance combined cycle performance by integration with a gas pressure reduction station" Journal of Power Technologies 95(1) 79-89.
[4] Borelli, D., Devia, F., Marré Brunenghi, M., Schenone, C., Spoladore, A. 2015. Waste Energy Recovery from Natural Gas Distribution Network: CELSIUS Project Demonstrator in Genoa. Sustainability 7(12):16703- 16719.
[5] Darabi, A., Shariati, A., GHANAEE, R., Soleimani, A. 2016. “Economic assessment of a hybrid turboexpander-fuel cell gas energy extraction plant" Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences 24(3):733-745.
[6] Farzaneh-Gord, M., Izadi, S., Deymi-Dashtebayaz, M., Pishbin, S. I., Sheikhani, H. 2015. “Optimizing natural gas reciprocating expansion engines for Town Border pressure reduction stations based on AGA8 equation of state’ Journal of Natural Gas Science and Engineering (26):6-17.
[7] Farzaneh-Kord V., Khoshnevis A.B., Arabkoohsar A., Deymi-Dashtebayaz M., Aghili M., Khatib M., Kargaran M. 2016. “Defi ning a technical criterion for economic justifi cation of employing CHP technology in city gate stations" Energy (111):389-401.
[8] Ghezelbash, R., Farzaneh-Gord, M., Behi, H., Sadi, M., & Khorramabady, H. S. 2015. “Performance assessment of a natural gas expansion plant integrated with a vertical ground-coupled heat pump" Energy (93):2503-2517.
[9] Ghezelbash, R., Farzaneh-Gord, M., Sadi, M. 2016." Performance assessment of vortex tube and vertical ground heat exchanger in reducing fuel consumption of conventional pressure drop stations. Applied Thermal Engineering (102):213-226.
[10] He, T.B., Ju, Y.L. 2013." Design and optimization of natural gas liquefaction process by utilizing gas pipeline pressure energy" Applied Thermal Engineering 57 (1-2) 1-6.
[11] Howard C., Oostuizen P., Peppley B. 2011 “An investigation of the performance of a hybrid turboexpander-fuell cell system for power recovery at natural gas pressure reduction stations"Applied Thermal Engineerieng (31):2165-2170
[12] Jelodar, M. T., Rastegar, H., Pichan, M. 2015. “Induction generator voltage improvement using a new control strategy for turbo-expander driving systems). International Journal of Electrical Power & Energy Systems (64):1176-1184.
[13] Khanmohammadi, S., Ahmadi, P., Atashkari, K., Kamali, R.K. 2015. "Progress in Clean Energy, Volume 1 Analysis and Modeling" Springer International Publishing, 89-107.
[14] Kostowski, W. 2010. The possibility of energy generation within the conventional natural gas transport system. Strojarstvo: časopis za teoriju i praksu u strojarstvu, 52(4), 429-440.
[15] Kostowski, W.J., Usón, S. 2013a. “Comparative evaluation of a natural gas expansion plant integrated with an IC engine and an organic Rankine cycle." Energy Conversion and Management (75):509-516.
[16] Kostowski, W.J., Usón, S. 2013b. “Thermoeconomic assessment of a natural gas expansion system integrated with a co-generation unit" Applied Energy (101):58-66.
[17] Kostowski, W. J., Usón, S., Stanek, W., Bargiel, P. 2014. "Thermoecological cost of electricity production in the natural gas pressure reduction process’ Energy (76):10-18.
[18] Kostowski, W., Żydek T., Górny K. 2010. "Turboekspander jako perspektywiczna technologia dla systemu gazowego" Rynek Energii (88):94-100.
[19] Lubiniecka I. 1999. "Analiza techniczno-ekonomiczna produkcji energii elektrycznej w układzie redukcji ciśnienia gazu" materiały III Krajowej Konferencji Gazterm’99, Międzyzdroje.
[20] Osiadacz, A., Chaczykowski, M. 2010. "Stacje gazowe: teoria, projektowanie, eksploatacja" Fluid Systems, Warszawa.
[21] Osiadacz, A., Chaczykowski, M., Kwestarz M. 2017. “An evaluation of the possibilities of using turboexpanders at pressure regulator stations" w Journal of Power Technologies 97 (4) 289-294.
[22] Osiadacz, A., Uilhoorn F. E., Chaczykowski, M. 2009. “Computation of hydrate phase equilibria and its application to the Yamal-Europe gas pipeline," Petroleum Science and Technology 27 (2) 208-225.
[23] Osiadacz, A., Uilhoorn, F. E., Chaczykowski, M. 2013. “Assessing hydrate formation in natural gas pipelines under transient operation" Archives of Mining Sciences 58 (1) 131-144.
[24] Nemati Rouzbahani, A., Bahmani, M., Shariati, J., Tohidian, T., Rahimpour, M. R. 2014. “Simulation, optimization, and sensitivity analysis of a natural gas dehydration unit" Journal of Natural Gas Science and Engineering (21):159-169.
[25] Neseli, M. A., Ozgener, O., Ozgener, L. 2015. “Energy and exergy analysis of electricity generation from natural gas pressure reducing stations". Energy Conversion and Management (93):109-120.
[26] Poživil, J. 2004. “Use of Expansion Turbines in Natural Gas Pressure Reduction Stations" Acta Montanistica Slovaca (9):258-260.
[27] Skorek J., Kalina J., Bartnik R., Wronkowski H., Matkowski A., Musiał P. 2000. "Techniczne i ekonomiczne aspekty stosowania turbin gazowych i turboekspanderów w układach technologicznych podziemnych magazynów gazu ." Materiały I Konferencji Naukowo-Technicznej‚ 2000 Energetyka Gazowa, Szczyrk.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 113374 "Koncepcja zero-energetycz..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - e-zeszyt (pdf) 2018-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	30.00 zł

Prenumerata

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

360.00 zł

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	552.00 zł brutto 511.11 zł netto 40.89 zł VAT (stawka VAT 8%)

552.00 zł

Zeszyt

2018-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma