Modelado matemático de la operación de un regulador de presión de expansor-generador en condiciones no estacionarias de estaciones de reducción de presión de gas pequeñas
Autores: Belousov, Artem Evgenevich; Ovchinnikov, Egor Sergeevich
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado matemático de la operación de un regulador de presión de expansor-generador en condiciones no estacionarias de estaciones de reducción de presión de gas pequeñas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Transferencia de gas
Alta presión
Estaciones de reducción de presión
Válvula de estrangulamiento
Unidades de expansor-generador
Gas natural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
La transferencia de gas a larga distancia requiere alta presión, la cual debe reducirse antes de que el gas sea transportado a los clientes. Esta reducción de presión tiene lugar en estaciones de reducción de presión de gas natural, donde la presión del gas disminuye utilizando la energía del flujo de gas para vencer la resistencia local, representada por una válvula de estrangulamiento. Esta energía de presión puede ser reutilizada, pero es difícil implementarla en estaciones de reducción de presión pequeñas, ya que los valores de inestabilidad aumentan significativamente cuando el gas se acerca a los consumidores, mientras que el caudal de gas y la presión disminuyen. Este trabajo sugiere reemplazar las válvulas de estrangulamiento en estaciones de reducción de presión pequeñas por unidades de expansor-generador, basadas en expansores volumétricos. Se proponen dos implementaciones. Se desarrolló un modelo matemático de los procesos gasdinámicos que tienen lugar en las unidades de expansor-generador utilizando ecuaciones matemáticas. Con su ayuda, se realizó una comparación de la estabilidad de la operación de dos posibles esquemas de control en condiciones no estacionarias, y se confirmó la viabilidad de utilizar un regulador de expansor-generador como primario para una estación de reducción de presión de gas natural pequeña.
Descripción
La transferencia de gas a larga distancia requiere alta presión, la cual debe reducirse antes de que el gas sea transportado a los clientes. Esta reducción de presión tiene lugar en estaciones de reducción de presión de gas natural, donde la presión del gas disminuye utilizando la energía del flujo de gas para vencer la resistencia local, representada por una válvula de estrangulamiento. Esta energía de presión puede ser reutilizada, pero es difícil implementarla en estaciones de reducción de presión pequeñas, ya que los valores de inestabilidad aumentan significativamente cuando el gas se acerca a los consumidores, mientras que el caudal de gas y la presión disminuyen. Este trabajo sugiere reemplazar las válvulas de estrangulamiento en estaciones de reducción de presión pequeñas por unidades de expansor-generador, basadas en expansores volumétricos. Se proponen dos implementaciones. Se desarrolló un modelo matemático de los procesos gasdinámicos que tienen lugar en las unidades de expansor-generador utilizando ecuaciones matemáticas. Con su ayuda, se realizó una comparación de la estabilidad de la operación de dos posibles esquemas de control en condiciones no estacionarias, y se confirmó la viabilidad de utilizar un regulador de expansor-generador como primario para una estación de reducción de presión de gas natural pequeña.