طراحي يك نمونۀ صنعتي سيستم ژنراتور ترموالكتريك بر روي دودكش يك ايستگاه تقليل فشار گاز

Designing of an Industrial Thermoelectric Generator System on a City Gate Station’s Smokestack

در نقاط ورودي شبكه‌هاي گاز شهري با نصب ايستگاه‌هاي تقليل فشار گاز طبيعي، فشار گاز در خط انتقال گاز را از حدود psi 1000 به حدود psi 250 كاهش مي‌دهند. به دليل مثبت بودن ضريب ژول تامسون گاز طبيعي، كاهش فشار منجر به كاهش دما نيز خواهد شد و گاها موجب ميعان و حتي يخ زدگي ميعانات موجود در گاز در فصول سرد مي‌شود. به همين دليل با استفاده از گرمكن‌هاي غير مستقيم، دماي گاز را تا حدي بالا مي‌برند كه اين احتمال از بين برود. قسمت اعظم گرماي حاصل از سوختن اين گاز توسط دودكش به محيط منتقل مي‌شود كه در اين مقاله هدف بازيابي اين انرژي از دست رفته مي‌باشد. در اينجا با مدل‌سازي دودكش و محاسبه پارامترهاي مربوط به دود جاري در آن؛ يك مدل ژنراتور ترموالكتريك بر روي دودكش در ايستگاه‌ها مدل‌سازي شده و نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه با استفاده از 90 ماژول ترموالكتريك پربازده TEG1-241-1.4-1.2 و با استفاده از فضايي به ابعاد 3 متر مربع از اين دودكش مي‌توان بيش از 400 وات برق توليد كرد.

City gate stations are installed at gas network entries to decrease pressure along gas transmission pipelines from 1000 psi to roughly 250 psi. Since Joul-Thomson constant of natural gas is positive, the aforementioned decrease in pressure also results in a decrease in the temperature, making the existing water vapor in the gas to condense or even to freeze during cold seasons. Hence, indirect heaters are employed to somewhat raise the gas temperature to eliminate the possibility of freezing. A major portion of the resulting heat from gas combustion is transferred to the environment through a smokestack. In the present study, the purpose is recovering this lost energy by modeling the smokestack and calculating the parameters of its passing smoke parameters. To this end, a thermoelectric generator was designed for installation on the smokestack in these stations. According to the findings, more than 400 kW of electrical power may be generated using 90 high-efficiency modules of type TEG1-241-1.4-1.2 installed on a smokestack of 3 spaces.