تحلیل انرژی، اکسرژی و ترمواکونومیک خط لوله انتقال نفت

نوع مقاله : ترویجی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی

2 دکتری مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، عضو هیئت علمی

3 دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، عضو هیئت علمی

چکیده

در این تحقیق، خط لوله 16 اینچ انتقال نفت اهواز-ری به طول 750 کیلومتر با استفاده از نرم‌افزارهای اسپن‌پلاس و پایپ فیز جهت به دست آوردن اطلاعات خروجی جریان­ها و تجهیزات شبیه­سازی گردید. تحلیل اکسرژی خطوط لوله و ایستگاه­های تقویت فشار جهت مشخص شدن نرخ تخریب (هدر رفت) اکسرژی محاسبه شد. کم‌ترین تخریب اکسرژی با مقدار تقریبی 34 کیلووات در ایستگاه تقویت فشار چشمه شور به دست آمد. تحلیل ترمواکونومیک جهت به دست آوردن نرخ هزینه تجهیزات، جریان­های ماده، کار و حرارت و همچنین محاسبه ضریب ترمواکونومیک به‌منظور بهینه‌سازی سیستم ازنظر اقتصادی انجام شد. بیش‌ترین نرخ قیمت با مقدار 0/00130 دلار بر ثانیه در ایستگاه تقویت فشار سبزاب مشاهده شد. بیش‌ترین مقدار ضریب ترمواکونومیک برابر با 0/8477 در ایستگاه چشمه شور به دست آمد. مقدار بیشینه این ضریب برای خطوط لوله برابر با 0/8745 بین ایستگاه‌های آسار و پل بابا به دست آمد. مشخص شد افزایش دمای محیط، فشار عملیاتی، دبی جرمی، طول و قطر خط لوله موجب افزایش هزینه نهایی انتقال می‌‎گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Energy, Exergy and Thermoeoconomic Analysis of Oil Pipeline

نویسندگان [English]

  • adel akefian 1
  • gholamreza salehi 2
  • pedram tehrani 3
1 Energy Systems Engineering, Islamic Azad University, Tehran Central Branch
2 Ph.D. Energy Systems Engineering, Islamic Azad University, Central Tehran Branch
3 Ph.D. Mechanical Engineering, Islamic Azad University, Central Tehran Branch
چکیده [English]

In this research, a 16-inch pipeline of Ahwaz-Rey oil transmission, 750 km long, was simulated using the Aspen Plus and Pipe Phase software to obtain outgoing flow data and equipment. Exergy analysis of pipelines and pressure boost stations were calculated to determine the exergy degradation. The lowest exergy damping with an approximate value of 34 kilowatts was obtained at Sheshmeh Shoor Station. Thermoeconomic analysis was performed to obtain the price of equipment, material flows, heat and work, as well as the price of feed and product flows, and to calculate the thermoeconomic coefficient in order to optimize the system economically. The highest price level was found at 0.00130 $ per second at the Sabzab pressure station. The highest thermoeconomic coefficient was obtained at 0.8477 at Cheshmeh Shoor station. The maximum value of this coefficient for pipelines was equal to 0.8745 between Astra stations and pole Baba. It was found that the increase in ambient temperature, operating pressure, mass flow rate, pipeline length and diameter increase the final cost.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oil Pipeline
  • Simulation
  • Exergy
  • Thermoeconomic
  • Optimization
[1] Exergy and economic analyses of crude oil distillation Unit Oludare J. Odejobi Applied Thermodynamics and Process Design Research Laboratory, Department of Chemical Engineering, Obafemi Awolowo University, Ile-Ife 220005, Nigeria.(12 August 2015).
[2] Exergy-based analysis of gas transmission system with application to Yamal-Europe pipeline, M. Chaczykowski, A.J. Osiadacz, F.E. Uilhoorn, Warsaw University of Technology, Faculty of Environmental Engineering, Heating and Gas Systems Department, Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa, Poland.
[3] Yehia M. el Sayed, 2009, The Thermodynamics of Energy Conversion.
[4] Yunuas A. Cengel, Michael A. Boles, 2008. Thermodynamics an Engineering Approach, Seventh Edition in SI Units.
[5] Ashrae Handbook of Fundamentals. SI version. Atlanta, GA: American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Inc, 1993.
[6] Seam pipes of Esfahan, 2017- www.ahanonline.com.
[7] Bejan A., 1997, Thermal design and optimization.
[8] American National Standard, ASME, Mechanical Engineers, 2016.
[9] National Iranian Oil Engineering & Construction Company, NIOEC SP, 2017.
[10] American Petroleum Institute, API, 2016.
[11] احمد روحانی، انتقال مایعات و طراحی خطوط لوله مایع، انتشارات بنیاد فرهنگی رضوی، 1373.
[12] Max S. Peters, Klaus D. Timmerhaus, 1991, Plant design and economics for chemical engineers, fourth edition.
[13] E.W. Mc Allister, Pipeline Rules of Thumb, Handbook, 2002, By Butterworth-Einemann.
[14] W.L.Kam, 1996, Applied Thermodynamics: Availability Method And Energy Conversion, 2nd. Taylor & Francis, Washington.
[15] H.Y Kwak , D.J Kim , J.S Jeon, 2015, Exergetic and thermoeconomic analyses of power plants, Department of Mechanical Engineering, Chung-Ang University, seoul, Energy 28, 2003, pp. 343–360.