طراحی سیستم بازیافت انرژی در ایستگاه های تقلیل فشار خطوط انتقال نفت

در این مقاله به امکان بازیافت انرژی از خطوط انتقال نفت به عنوان یک منبع انرژی پاک پرداخته می‌شود، در حال حاضر میزان قابل توجهی از انرژی، در ایستگاه‌های تقلیل فشار نفت تلف می‌شود. سیستم پیشنهادی در این تحقیق، امکان تبدیل انرژی اتلافی به انرژی الکتریکی را توسط یک توربین فرانسیس و ژنراتورسنکرون مهیا می‌سازد. 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 کننده‌های 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 می‌دهد که در شرایط نرمال انرژی قابل ملاحظه‌ای از خطوط مذکور قابل بازیافت و کنترل می باشد.

design of an energy regeneration system for pressure reducing stations of crude oil pipeline

in this study, the possibility of energy recovery from oil pipelines as a source of clean energy is discussed. at present, a significant amount of energy is lost in oil pressure reducing stations. the energy regeneration scheme proposed in this study investigates the possibility of converting the currently wasted energy into the electrical energy by using a francis turbine coupled with a synchronous generator system. the dynamic hydraulic model of the existing pipeline system starting from the compressor stations to the pressure regulating stations is obtained. also the state space equations of the energy regeneration system including the control valves, the turbine and the synchronous generator connected to a local load are modeled. the propositional‌integral‌derivative (pid) and linear quadratic regulator (lqr) are designed to control the flow, pressure, speed and voltage in the energy regeneration system. the results of two controllers are then compared under different conditions. the obtained model for razan‌shazand transmission line crude oil are simulated and the results are interpreted. the results show the possibility of a significant energy regeneration and the appropriate performance of the designed system with the proposed controllers.