Turbo Expander Power Generation Using Pressure Drop at Valve Station in Natural Gas Transportation Pipeline

Natural gas through pipeline is supplied to consumers after its pressure gets down compulsorily. The waste pressure energy of this process can be restored by use of turbo expander which can produce electricity. So, turbo expander conducts two functions - pressure reduction and power generation. The power amount is the enthalpy difference between the inlet and outlet states. The five main factors which affect economic profit are facility price, produced power amount, pre-heating amount, electricity cost, and fuel gas cost. Power generation depends mainly on flow amount because inlet and outlet states are fixed. A methodology to estimate economy in irregular flow pattern is proposed and using this way, a case study was carried out.

천연가스 정압기지의 압력강하를 이용한 터보팽창기 전력생산

고압으로 수송되는 천연가스를 수요처에 공급하는 정압기지에서는 강제로 감압하여 보내준다. 이 때, 버려지는 압력에너지를 회수하는 방법으로 터보팽창기를 이용한 전력생산이 가능하며, 터보팽창기는 정압과 전력생산의 두 가지 기능을 동시에 수행하게 된다. 터보팽창기에서 생산되는 전력의 양은 유동전후의 엔탈피 차이며, 경제성에 영향을 미치는 주요인자로는 설비비, 전력생산량, 예열량, 전력가격, 가스가격의 5가지이다. 입구와 출구의 압력과 온도 조건이 고정되므로, 전력생산량은 결국 유량에 좌우된다. 따라서, 천연가스 수요의 계절별 수급변화 패턴에 따른 터보팽창기 적정용량을 결정하는 것이 경제성확보의 핵심기술이다. 유동량변화가 심한 경우의 전력생산량 산정법의 algorithm을 제시하였으며 이를 사용한 case study를 수행하였다.