Numerical Evaluation of the Hydrothermal Process in a Water-Surrounded Heater of Natural Gas Pressure Reduction Plants
Notice bibliographique
Résumé
The gas pressure in the main network of transmission lines is about 700 to 1000 psi (4826.33 to 6894.76 kPa), which is reduced to 250 psi (1723.69 kPa) at the entrance station of a city. This reduction process, which occurs in the regulator, causes a severe drop in gas temperature. The drop in the gas temperature produces hydrates and even causes the water vapor in the gas to freeze. As a result, there is a possibility that the passage of gas in the regulator is blocked and the gas flow is cut off. By employing heaters (indirect water heaters), the temperature of the gas entering the regulator can be preheated to eliminate the possibility of freezing in the regulator. This heater is fueled with natural gas and it operates for 24 hr a day, especially in the cold seasons. Therefore, one of the main challenges in using this type of heater is its high fuel consumption. Consequently, researchers are looking for a solution to reduce the fuel consumption (natural gas) of gas heaters. In this paper, the heat transfer and fluid flow in a heater of a natural gas pressure reduction plant, the Aliabad Power Plant (Iran), are numerically investigated using a commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) code, ANSYS FLUENT 18.2. The considered heater consists of three parts, including (i) gas coils, (ii) a water bath (shell), and (iii) a fire tube. The indirect heat transfer process takes place between the hot liquid flow in the fire tube (combustion exhaust) and the cold liquid flow (natural gas) using the natural convection flows generated in the water bath. Numeric modeling is performed for four different gas mass flows, including 6 × 104, 8 × 104, 1 × 105, and 12 × 105 standard cubic meters per hour (or 16.67, 22.22, 27.78, and 33.33 m3/s). The results indicate that the natural gas outlet temperature achieved to a temperature higher than required. By installing a regulator on the burner, the gas consumption can be reduced, resulting in station cost savings, and also reducing the environmental impacts. The outcomes depict that the maximum possible reductions in monthly gas consumption and economic savings in the proposed system are 67,500 m3 and IRR 25 million at a gas mass flow rate of 60,000 SCMH.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».