천연가스의 계절별 변동유량을 고려한 이중터보팽창기 감압시스템을 이용한 전기에너지회수에 관한 연구

박철우; 유한빛; 김효

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박철우 (서울시립대학교) 유한빛 (서울시립대학교) 김효 (서울시립대학교)

저널정보: 한국가스학회 한국가스학회지 한국가스학회지 제23권 제2호

발행연도: 2019.4

수록면: 74 - 81 (8page)

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천연가스 운송기지에서 전기에너지를 회수하기위하여 팽창 터빈시스템을 사용하는 것은 잘 알려진 기술이다. 터보팽창기의 효율은 천연가스의 유량과 터보팽창기 설계유량의 비에 따라 달라진다. 그러나 감압기지에서 계절적 공급패턴, 즉 여름에는 낮은 유량으로 반면에 겨울에는 높은 유량으로 공급되기 때문에, 단일 터보팽창기로는 낮은 유량의 천연가스로부터 감압에너지를 충분히 회수하기가 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 대용량과 소용량의 이중 터보팽창기의 새로운 개념을 제안하게 되었다. 본 연구에서는 저압 정압기지에서 팽창밸브의 평균 입구, 출구 압력조건인 18.5 bar에서 7.5 bar로 감압될 때 입구의 온도, 유량조건에 따라서 생산 가능한 전력을 이론적 배경을 통해 계산하였다. 최저 설계 효율 0.72에서 회수 가능한 전력생산량은 단일 터보팽창기로 운전될 때에는 12.4 ㎿이었으나, 여기서 제안한 이중터보팽창기에서는 16.1 ㎿로 약 30% 증가한 결과를 얻게 되었다.

#electricity energy #double turbo-expander #seasonal variation #natural gas flow rate #pressure letdown station

참고문헌 (12)

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Mirandola, A. / 1986 / Energy Recovery by Expansion of High Pressure Natural gas / Proceedings of the 21st Intersociety Energy Conversion Engineering Conference 1:16~21

Hedman, B. A. / 2008 / Waste energy recovery opportunities for interstate natural gas pipelines

Howard, C. / 2011 / An investigation of the performance of a hybrid turboexpander fuel cell system for power recovery at natural gas pressure reduction stations / Applied Thermal Engineering 31(13):2165~2170

Rahman, M. M. / 2010 / Power generation from pressure reduction in the natural gas supply chain in Bangladesh / Journal of Mechanical Engineering 41(2):89~95

Ardali, E. K. / 2009 / Energy Regeneration in Natural Gas Pressure Reduction Stations by Use of Gas Turbo Expander; Evaluation of Available Potential in Iran / Proceedings 24th world gas conference :5~9

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소속기관 서울시립대학교 화학공학과

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