Dissertação

{pt_PT=Recuperação de Energia em Estações de Redução de Pressão do Gás Natural} {} EVALUATED

{pt=O gás natural (GN) de alta pressão, que circula no gasoduto de transporte português, é distribuído por vários ramais para que possa chegar aos consumidores. Para isso, à entrada destes ramais de distribuição, o GN tem de ser expandido para que possa atender às necessidades dos utilizadores finais, sejam estes do sector doméstico ou industrial. Estas reduções de pressão, ocorrem através de válvulas de expansão e chegam a diminuir a pressão de 50-70 bar para perto de 20 bar. Num mercado global competitivo, onde as preocupações ambientais são um tema relevante, o aproveitamento energético é um factor chave, pelo que tem vindo a crescer um interesse em recuperar energia desta expansão do GN. É então sugerido um sistema com um turbo expansor (TE), acoplado a um gerador, para expandir o GN enquanto se produz energia eléctrica. Foi realizada uma análise termodinâmica do sistema proposto e várias simulações foram levadas a cabo através de um modelo implementado em MATLAB, mostrando que, recuperar energia desta redução de pressão do GN, não é tão óbvio como parece. A razão prende-se com o facto de que, o GN, ao ser expandido, arrefece para temperaturas que podem causar formação de hidratos, e para evitar esta situação, é necessário fornecer energia para aumentar a temperatura do GN antes da expansão. Isto pode levar a que o sistema não seja atractivo de um ponto de vista termodinâmico, no entanto, numa perspectiva económica, um projecto destes pode ainda ser considerado viável., en=High-pressure natural gas (NG), which flows through the Portuguese transmission system, is split into several branches before arriving to consumers. At the distribution network entrance, NG pressure must be reduced to reach day-to-day consumers needs (industrial or domestic purposes). These reductions occur through expansion valves lowering the pressure from 50-70 bar to nearly 20 bar. In a competitive global market, where environment concerns are paramount, energy waste is a key issue, which explains the current growing interest in recovering energy from the NG pressure reduction. A system with a turboexpander (TE) driving a generator is, therefore, suggested for the production of electrical energy. A thermodynamic analysis of the proposed system was made and several simulations were performed with a MATLAB model, showing that the energy recovery from this pressure drop is not as obvious as it seems. The reason is that the expansion cools the gas at temperatures that can cause hydrate formation. To avoid such drawbacks, some energy might have to be consumed to raise the temperature prior to expansion, which may turn out to be unattractive on thermodynamic grounds, but still worth considering based on economic arguments.}
{pt=Gás Natural, Recuperação de Energia, Expansão de Gás, Turbo Expansor, Estação de Redução de Pressão, en=Natural Gas, Energy Recovery, Gas Expansion, Turboexpander, City Gate Station}

Junho 26, 2018, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

Edgar Caetano Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Aires José Pinto dos Santos

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar