مدل‌سازی CFD جهت بررسی توزیع ادورانت در خط لوله شبکه گاز و بهینه‌سازی شرایط عملیاتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

3 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد

4 بهداشت، ایمنی، محیط زیست و پدافند غیرعامل، شرکت گاز استان هرمزگان

5 واحد ایمنی و آتش‌نشانی، شرکت گاز استان هرمزگان

6 Isfahan University Of Technology, Dep. Of Chem. Eng.

چکیده

در این پژوهش، چگونگی توزیع و پخش ماده بودارکننده (ادورانت) در یک خط لوله گاز طبیعی توسط دینامیک سیالات محاسباتی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. سیستم بودارکننده (ادورایزر) مورد بررسی از نوع تزریقی بوده و توزیع ادورانت از نقطه تزریق تا فاصله 1 کیلومتری با استفاده از تکنیک المان محدود مدل‌سازی شد. پارامترهای تنظیم‌کننده عملکرد پمپ تزریق مثل زمان تزریق، حجم تزریق و تعداد پالس‌های تزریق مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج مدل‌سازی نشان داد در فاصله حدود 200 متر از ابتدای خط لوله غلظت ادورانت ثابت شده و در مواقعی که ایستگاه با ظرفیت m3/hr 7000 مشغول به کار می‌باشد میزان ادورانت مصرفی آن بیش‌ازحد لازم می‌باشد. در صورتی که حجم تزریق از mm3 200 به mm3 100 کاهش دهیم کماکان غلظت خروجی در حد استاندارد می‌باشد. نتایج مربوط به مدلسازی سیستم نشان داد در ساعات کاهش مصرف غلظت نهایی ادورانت به حدود mg/m3 85 می‌رسد که تقریباً 4 برابر میزان استاندارد می‌باشد و همین امر سبب ایجاد بوی زیاد ادورانت در منطقه می‌گردد. برای ایستگاه مورد نظر با تغییر در پارامترهای عملکردی پمپ، مقادیر بهینه این پارامترها در ساعات روز و شب به دست آمد و مشخص شد میزان بهینه تزریق ادورانت به ترتیب برابر 16 و 8 پالس در دقیقه برای روز و شب می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

CFD simulation of odorant distribution in gas pipe lines and optimization of operating conditions

نویسندگان [English]

  • Navid Naseri 1
  • Masoud Hagshenasfard 2
  • Kioumars Taheri 3
  • Amir Homayoon Rezaeian 4
  • Ali Sadouni 5
  • Ahmad Moheb 6
1 Jahan Daneshgahi, Isfahan University of Technology
2 Department of Chemical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
3 Department of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University, Yazd
4 Health, Safety, Environment and Passive Defense, Hormozgan Province Gas Company, Bandar Abbas, Iran
5 Safety Expert, Hormozgan Province Gas Company, Bandar Abbas, Iran
6 Isfahan University Of Technology, Dep. Of Chem. Eng.
چکیده [English]

In this study, the distribution of odorant in a natural gas pipeline network is studied using Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques. The odorizer in question is of the injection type, and the odorant distribution is analyzed employing finite element techniques up to a distance of 1 kilometer from the injection point. The parameters governing the performance of the injection pump, including injection time, injection volume, and the number of pulses are studied. The modeling results reveal that the odorant concentration remains constant at approximately 200 meters from the pipeline's origin. Moreover, when the CGS gas station operates at a capacity of 7000 m3/hr, the odorant consumption surpasses the required amount. Even with a reduced injection volume from 200 mm3 to 100 mm3, the output concentration stays within standard limits. The results show that under lower loading conditions, the final odorant concentration reaches around 85 mg/m3, nearly four times the standard level, resulting in a pronounced odor in the area. For the specified CGS gas station, the optimal values for the pump's performance parameters during both day and night hours are determined. The optimal injection rate of odorant is 16 pulses per minute during the day and 8 pulses per minute at night.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Odorant
  • Modeling
  • Natural gas
  • Injection Odorizer
  • Finite Element