گاز طبیعی پس از متراکم شدن و بالارفتن فشار آن در ایستگاه تقویت فشار دارای اگزرژی فشاری بسیار بالائی می باشد. اما فشار گاز طبیعی در ایستگاه تقلیل فشار به منظور تنظیم در حد مطلوب برای ارسال به مبادی مصرف توسط شیرهای فشار شکن شکسته می شود و این موضوع سبب اتلاف اگزرژی می گردد. از آن جا که یک سو منابع انرژی در جهان محدود بوده و قیمت آن روبه افزایش است و از سوی دیگر روش تحلیل اگزرژی مسائل ترمودینامیکی را در کنار مسائل اقتصادی مطرح می کند، بنابراین روش تحلیل اگزرژی حائز اهمیت می باشد. دراین مقاله با استفاده از معادلات حاکم بر ترمودینامیک و در نظر گرفتن انحراف گاز طبیعی از حالت گاز ایده آل به تحلیل اگزرژی یک ایستگاه تقلیل فشار گاز دروازه شهری (ایستگاه شماره1سمنان به عنوان یک مطالعه موردی) پرداخته و مقدار اتلاف اگزرژی در آن محاسبه و راهکاری برای کاهش آن ارائه گردیده است. طبق محاسبات انجام شده بطور متوسط 198.7 مگا وات اگزرژی در ایستگاه تقلیل فشار شماره 1 سمنان در سال 1388 هدر رفته است. بطوریکه با تنظیم دمای مطلوب هیتر در زمان عملکردآن در سال و ایستگاه مورد مطالعه مقدار 231.98 کیلو وات از اگزرژی قابل اجتناب از هدر رفت، می باشد.

در حال حاضر گاز طبیعی به عنوان یکی از مهمترین منابع انرژی بشر شناخته شده است. در صنعت، انرژی زیادی برای بالا بردن توان گرم کن ها در ایستگاه های تقلیل فشار مصرف می شود. بنابراین در این پژوهش به جهت افزایش نرخ انتقال حرارت در گرمکن های ایستگاه تقلیل فشار، قطعاتی با زوایای خاص (نوار مارپیچی کلاسیک) درون کویل­ ها تعبیه شده است. مطالعه فوق بر روی گرمکن ایستگاه تقلیل فشارCGS & TBS  ماویان (شهرستان کامیاران استان کردستان) با ظرفیت m3/h  2500 انجام شده است. آزمایش ها در شرایط دمایی مختلف آب گرمکن انجام گرفته است. نوار مارپیچی کلاسیک با سه گام مختلف در این مطالعه طراحی و استفاده گردیده است. در تمامی مدل ها طول نوار  مارپیچی کلاسیک 200 سانتی متر و ارتفاع آن 8/3 سانتی متر در نظر گرفته شده است، با این تفاوت که در مدل اول طول هر گام برابر 8 سانتی متر و در نوار مارپیچی کلاسیک مدل دوم طول هر گام 6 سانتی متر و در مدل سوم طول گام 4 سانتی متر می­باشد. نتایج این بررسی نشان داد بیشترین درصد بهبود انتقال حرارت با استفاده از نوار مارپیچی کلاسیک با ساختار سوم در دمای آب 35 درجه سلسیوس برابر 16 درصد است. از طرفی کمترین درصد بهبود انتقال حرارت برای نوار مارپیچی کلاسیک با ساختار اول در دمای 60 درجه سلسیوس 82/3 درصد به دست آمده است. این نتایج می تواند برای افزایش بازده انتقال حرارت و کاهش هزینه ها در این مبدل ها موثر و کاربردی باشد.

در این مقاله به امکان بازیافت انرژی از خطوط انتقال نفت به عنوان یک منبع انرژی پاک پرداخته می شود، در حال حاضر میزان قابل توجهی از انرژی، در ایستگاه های تقلیل فشار نفت تلف می شود. سیستم پیشنهادی در این تحقیق، امکان تبدیل انرژی اتلافی به انرژی الکتریکی را توسط یک توربین فرانسیس و ژنراتورسنکرون مهیا می سازد. مدل دینامیکی خط انتقال از ایستگاه تقویت فشار تا ایستگاه تقلیل فشار برای خط انتقال نفت خام رازان- شازند و سیستم بازیافت انرژِی پیشنهادی به همراه مدل دینامیکی ادوات به کار رفته از قبیل شیر کنترلی، توربین و ژنراتور ارائه شده و معادلات فضای حالت سیستم متصل به بار محلی بدست می آید. سپس به منظور کنترل دبی، فشار، سرعت و ولتاژ ، کنترل کننده های PID و LQR بطور جداگانه طراحی شده ونتایج عملکرد آنها در شرایط مختلف مقایسه می شوند. علاوه بر آن امکان سنجی در مورد نحوه استفاده از انرژی بازیافتی، به صورت محلی و تزریق آن به شبکه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که در شرایط نرمال انرژی قابل ملاحظه ای از خطوط مذکور قابل بازیافت و کنترل می باشد.

بهینه سازی مصرف انرژی در گرمکن های ایستگاه های تقلیل فشار گاز شهری بخصوص توجه به فراایدن احتراق با توجه به بازده پایین آنها بسیار مهم و حیاتی می باشد. در این پژوهش به تحلیل و شبیه سازی مشعل های اتمسفریک گرمکن های ایستگاه تقلیل فشار گاز شهری با هدف بهبود فرایند احتراق و عملکرد گرمکن ها پرداخته شده و اثر شرایط عملکردی همچون دما، دبی هوای اولیه و ثانویه در کیفیت احتراق این مشعل ها مورد بررسی قرار گرفت. دبی هوای اولیه از g/s 1 تا g/s 8 در نظر گرفته شد و مشاهده شد میزان آلایندگی NO از ppm 32 تا ppm 20 کاهش یافت. دبی هوای ثانویه از kg/s 0.05 تا kg/s 0.35 جهت مقایسه شکل شعله و دمای خروجی از دودکش وهمچنین میزان آلایندگی حاصل از احتراق بررسی شد و نتایج نشان داد میزان آلایندگی NO از ppm 32 تا ppm 5 و میزان گاز CO2 نیز 60% کاهش پیدا کرد. همچنین تاثیردمای هوای ورودی به محفظه احتراق در محدوده دمایی K253 تا K 313 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تاثیرافزایش دمای هوا در عملکرد مشعل و میزان آلایندگی ناچیز و کمتر از 10% است.

1مقدمه: قابلیت اطمینان، همواره در طول طراحی و برنامه ریزی سیستم ها از اهمیت زیادی برخوردار است؛ به طوری که ارتقای قابلیت اطمینان، یکی از راه های دستیابی به سیستم ایمن است. روش های شبیه سازی، به طور گسترده در ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم ها مورد استفاده قرار می گیرد؛ لذا هدف از این مطالعه، ارزیابی قابلیت اطمینان ایستگاه تقلیل فشار گاز دروازه ی شهری با شبیه سازی مونت کارلو است. روش کار: این مطالعه ی توصیفی-تحلیلی، در یکی از ایستگاه های تقلیل فشار دروازه ی شهری استان خراسان شمالی در سال 1400 انجام گرفت. در ابتدا، فرایند ایستگاه به طور دقیق بررسی و دیاگرام بلوکی آن ترسیم گردید و در ادامه، داده های زمان شکست تجهیزات ایستگاه طی 11 سال جمع آوری و زمان بین شکست زیرسیستم ها محاسبه شد. سپس تابع توزیع احتمال شکست زیرسیستم ها توسط نرم افزار Easy Fit و بر اساس آزمون کلموگروف-اسمیرنوف تعیین گردید. همچنین قابلیت اطمینان زیرسیستم ها، با روش شبیه سازی مونت کارلو تخمین زده شد و درنهایت، با توجه به ساختار سری-موازی بودن ایستگاه، قابلیت اطمینان ایستگاه محاسبه گردید.   یافته ها: بر اساس نتایج، تابع توزیع چگالی احتمال شکست زیرسیستم های ایستگاه، بر اساس توابع گاما و نرمال است. میزان قابلیت اطمینان بخش های فیلتراسیون، گرم کن، تقلیل فشار و بودارکننده، به ترتیب برابر 0.97، 0.987، 0.98 و 0.992، نرخ شکست آن ها به ترتیب 0.000003477، 0.0000014937، 0.0000023062 و 0.0000009169 شکست در ساعت و میزان قابلیت اطمینان ایستگاه برابر 0.93 محاسبه گردید. نتیجه گیری: با مدل سازی داده ها و شبیه سازی مونت کارلو، به ترتیب تابع توزیع احتمال شکست و ارزیابی قابلیت اطمینان زیرسیستم ها تعیین شد. بخش فیلتراسیون و تقلیل فشار، دارای بیشترین نرخ شکست بوده و به یک برنامه ی مناسب تعمیر و نگهداری نیاز است.

زمینه و هدف تاسیسات تقلیل فشار گازدرون شهری با افزایش مصرف گاز و کشش بار بیش از ظرفیت یکی از منابع آلودگی صدا محسوب می گردند هدف از این مطالعه ارزیابی و ارائه طرح کنترل مواجهه با صدا شغلی ایستگاه های تقلیل فشار گاز شهری بوده است. روش کار ارزیابی محیطی صدا به همراه تجزیه فرکانسی آن بر اساس استاندارد(2009)9612 ISO صورت گرفت. پس ازتعیین محدوده تراز فشار صوت منبع اصلی صدا شناسایی گردید. همچنین به منظور تعیین مواجهه فردی در طول یک شیفت کاری دزیمتری انجام شد. در مرحله بعد تحلیل آکوستیکی بنا بر مبنای ویژگی های جذب صوتی صورت گرفت. نصب مواد جاذب صوت پیشنهاد و میزان تاثیر مداخلات برآورد گردید. یافته ها در ایستگاهای تقلیل فشار گاز میانگین تراز کلی فشار صوت در محدودهdB(A) 68/64-95/30 تعیین شد. حداقل و حداکثر سطح جذب موثر صوتی سطوح داخلی به ترتیب برابر با 27/64-3/61 سابین مترمربع برآورد گردید. میانگین دز دریافتی کارگران مورد نظر نیز 121% بوده است. با نصب جاذب در سقف و سطوح دیوارها، سطح جذب موثر صوتی سطوح با بیشترین مقدار برابر با210/35 سابین متر مربع و کمترین مقدار آن 40/35 سابین متر مربع برآورد گردید که با این طرح کنترل، تراز فشار صوت در داخل بنا بین 11/64-8/69 دسی بل کاهش خواهد یافت. نتیجه گیری عامل اصلی ایجاد صدا در ایستگاه تقلیل فشار گاز شهری عبور و اغتشاش جریان گاز از تاسیسات واحد مکانیکال و سطوح انعکاسی بناهای ساختمانی محدود کننده تاسیسات بود. راهکار کنترلی شامل استفاده از جاذبهای صدا در دیوار و سقف تعیین گردید تا تراز فشار صوت به حدود مواجهه شغلی کاهش یابد.

گاز طبیعی پر فشار خطوط انتقال پیش از ورود به شیر اختناق ایستگاه های دروازه شهری (CGS)، از گرمکن هایی عبور داده می شود که دمای آن را تا حد جبران افت دمای ناشی از اثر ژول-تامسون افزایش دهد و از بروز پدیده هیدراته شدن گاز، یخ زدگی شیر و انسداد مسیر عبور گاز جلوگیری می نمایند. بهینه سازی این گرمکن ها با توجه به این که در مقیاس وسیع از گاز فرآوری شده شبکه تغذیه می کنند، از اهمیت بسزایی برخوردار است. در مطالعه حاضر هر یک از این گرمکن ها به نوعی ماشین ترمودینامیک مرکب از دو سیستم حرارتی متمایز از هم شبیه سازی شده است. تحلیل ترمودینامیک این دو سیستم با توجه به هندسه مساله و معادلات حاکم، به فرمولاسیون رابطه بین بازده حرارتی آنها و سپس تعریف پارامتری موسوم به ضریب تشابه ترمودینامیک انجامید. آنگاه نتایج حاصل از تحلیل حرارتی و تقریب زدن تابع پیچیده اصلی با دو تابع ساده تر مشخص نمود که همواره بین تفاضل مقادیر تعداد واحدهای تبادل حرارت (NTU) فایرتیوب و هیت کویل با ضریب تشابه ترمودینامیک گرمکن ها، رابطه لگاریتمی ثابت و بین نسبت مقادیر NTU آن دو با این ضریب نیز رابطه توانی ثابتی برقرار است. سرانجام با حل دستگاه معادلات به دست آمده از این دو رابطه، امکان تعیین مقادیر بهینه NTU برای فایرتیوب و هیت کویل به صورت توابعی از ضریب تشابه ترمودینامیک بهینه گرمکن ها و به تبع آن دستیابی به رابطه بین ابعاد هندسی بهینه آن دو در ایده آل ترین وضعیت انتقال حرارت، با بیشینه خطای نسبی حدود 13% فراهم شد.