The existing CHP plant for the Stat

The existing CHP plant for the Statpipe natural-gas export compressor drivers and steam production was analyzed by an exergy analysis. Alternatives to the present plant were analyzed as well: Alternative 1, a new GT with the old HRSGs remaining; alternative 2, electric motors and a new CHP with surplus electricity delivery, and alternative 3, electric motors with purchased electricity and steam generated in the HRSGs operated as stand-alone boilers.

The comparison between the three alternatives showed that alternative 2, electrification and a new CHP plant, had the highest exergy efficiency. Although different assumptions within each alternative gave different results, all three cases of this alternative gave significantly higher exergy efficiency, from 51.5% to 53.6%, than the direct-drive alternative. The new GT (alternative 1) gave better performance, 48.6% exergy efficiency, than the existing Base Case (46.7%). All cases of the stand-alone boiler (alternative 3) gave lower exergy efficiencies, from 37.1% to 41.4%.

Alternative 1, new GTs, appeared to require new HRSGs as well or, alternatively, it had to be operated at a lower capacity. This was due to the high temperature after supplementary firing required to produce the specified amount of high-pressure steam. In Cases 2a and 2b, it appeared that the thermal energy of the flue gas could not be fully utilized in the HRSGs. This was due to the high pressure and high temperature of the delivered steam, and steam production at two pressure levels could have increased the utilization.

Different quantities defined for comparing CHP with separate production showed that all CHP cases, including the present, were favorable compared to separate production. Moreover, the comparison showed that increased electric production gave an increasing benefit of combined generation, although the marginal benefit was reduced. This was supported by all the investigated indicators. An exception was the relative primary energy savings (fuel savings ratio), which did not show a clear tendency for the increased electricity production. However, also this indicator was positive for all the CHP cases.

The CO2 emissions per unit of exergy delivered were lower for alternative 2 than for alternative 1, and lower for all CHP cases than for the stand-alone boilers, alternative 3. This result was obtained regardless of the choices for external electricity production. However, the local – and hence domestic – emissions were the lowest when electricity for the electric motor drive of the NG export compressors was assumed to be imported from abroad.

In summary, a new CHP plant with electric drive of the compressors and surplus electricity production clearly showed to be the best thermodynamic solution. This alternative also showed the lowest overall CO2 emissions.



Acknowledgements

The authors are grateful for discussions, ideas and information from Dr. Hans Jørgen Dahl of Gassco, Alf Martinsen and Jon Magne Flo Hvidsten of the Kårstø technical service provider in Statoil, Dr. Svein Jacob Nesheim of Statoil and Professor Olav Bolland of our department. Professor Bolland also provided some initial simulations with GTPro.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โรงงาน CHP ที่มีอยู่ในโปรแกรมควบคุม Statpipe ส่งออกก๊าซธรรมชาติอัดและผลิตไอน้ำถูกวิเคราะห์ โดยการวิเคราะห์ exergy แทนพืชปัจจุบันถูกวิเคราะห์ด้วย: ทางเลือกที่ 1, GT ใหม่กับ HRSGs เก่าที่เหลืออยู่ มีดำเนินการทางเลือกที่ 2 มอเตอร์ไฟฟ้าและ CHP ใหม่พร้อมจัดส่งไฟฟ้าส่วนเกิน และสำรอง 3 มอเตอร์ไฟฟ้าซื้อไฟฟ้าและไอน้ำที่สร้างขึ้นใน HRSGs ที่เป็นหม้อไอน้ำแบบสแตนด์อโลนการเปรียบเทียบระหว่างทางเลือกที่สามแสดงให้เห็นว่า ทางเลือกที่ 2 ไฟฟ้า และโรง งาน CHP ใหม่ มีประสิทธิภาพ exergy สูงสุด แม้ว่าสมมติฐานแตกต่างกันในแต่ละทางเลือกที่ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่าง กรณีสามทั้งหมดของทางเลือกนี้ให้ประสิทธิภาพ exergy สูงมาก จาก 51.5% 53.6% มากกว่าทางตรงไดรฟ์ GT ใหม่ (สำรอง 1) ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า ประสิทธิภาพ exergy 48.6% กว่ากรณีฐานที่มีอยู่ (46.7%) กรณีทั้งหมดของหม้อไอน้ำแบบสแตนด์อโลน (3 ทาง) ให้ต่ำกว่า exergy ประสิทธิภาพ จาก 37.1% 41.4%ทางเลือก 1 งานจีทีเอสใหม่ ปรากฏต้อง HRSGs ใหม่เช่น หรือ หรือ จะมีการดำเนินการที่ความจุลดลง นี้ได้เนื่องจากอุณหภูมิสูงหลังจากยิงเสริมที่จำเป็นในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงราย ในกรณี 2a และ 2b ซึ่งปรากฏว่า พลังงานความร้อนของก๊าซชำระล้างกรดอาจไม่มีประโยชน์ในการ HRSGs ซึ่งเกิดจากความดันสูงและอุณหภูมิของไอน้ำจัดส่ง และผลิตไอน้ำที่ความดันสองระดับสามารถเพิ่มการใช้ประโยชน์ปริมาณต่าง ๆ ที่กำหนดไว้สำหรับเปรียบเทียบ CHP กับแยกผลิตแสดงให้เห็นว่า กรณี CHP ทั้งหมด รวมถึงปัจจุบัน ถูกดีเมื่อเทียบกับแยกผลิต นอกจากนี้ การเปรียบเทียบพบว่า ผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นให้เป็นประโยชน์เพิ่มของรุ่นรวม แม้ว่าประโยชน์กำไรลดลง นี้ได้รับการสนับสนุน โดยตัวบ่งชี้ investigated การ ข้อยกเว้นถูกประหยัดพลังงานหลักสัมพัทธ์ (เชื้อเพลิงอัตราประหยัด), ซึ่งได้แสดงแนวโน้มที่ชัดเจนสำหรับการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ตัวบ่งชี้นี้เป็นบวกสำหรับทุกกรณี CHPปล่อย CO2 ต่อหน่วยของ exergy ส่งถูกล่าง 2 ทางเลือกมากกว่า 1 ทางเลือก และด้านล่างทั้งหมด CHP คดีกว่าสำหรับหม้อไอน้ำแบบสแตนด์อโลน 3 ทางเลือก ผลลัพธ์นี้กล่าวว่าตัวเลือกสำหรับการผลิตไฟฟ้าภายนอก อย่างไรก็ตาม ปล่อยท้องถิ่น และในประเทศดังนั้น – ได้ต่ำสุดเมื่อกระแสไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ไดรฟ์ของ compressors ส่ง NG ถูกสันนิษฐานจะนำเข้าจากต่างประเทศในสรุป โรงงาน CHP ใหม่ไดรฟ์ไฟฟ้า compressors และผลิตไฟฟ้าส่วนเกินชัดเจนพบเป็น โซลูชันขอบส่วน ทางเลือกนี้ยังแสดงให้เห็นการปล่อย CO2 โดยรวมต่ำที่สุดถาม-ตอบผู้เขียนมีความภาคภูมิใจในการสนทนา ความคิด และข้อมูลจากดร.ฮันส์ Jørgen เล็นดาห์ลของ Gassco, Alf Martinsen และวิด สเต็น Flo Magne จอนของผู้ให้บริการทางเทคนิค Kårstø ใน Statoil ดร. Svein ยาโคบ Nesheim ของ Statoil Olav Bolland ศาสตราจารย์ภาควิชาของเรา ศาสตราจารย์ Bolland ยังให้บางจำลองเริ่มต้น ด้วย GTPro

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โรงงาน CHP ที่มีอยู่สำหรับ Statpipe ก๊าซธรรมชาติไดรเวอร์คอมเพรสเซอร์การส่งออกและการผลิตไอน้ำได้รับการวิเคราะห์โดยการวิเคราะห์ exergy ทางเลือกในการโรงงานในปัจจุบันถูกนำมาวิเคราะห์เช่นกัน: ทางเลือก 1 เป็น GT ใหม่ที่มี HRSGs เก่าที่เหลือ; ทางเลือกที่ 2 มอเตอร์ไฟฟ้าและ CHP ใหม่ที่มีการจัดส่งไฟฟ้าส่วนเกินและทางเลือกที่ 3, มอเตอร์ไฟฟ้ากับการไฟฟ้าที่ซื้อและไอน้ำที่สร้างขึ้นใน HRSGs ดำเนินการเป็นหม้อไอน้ำแบบสแตนด์อะโลน. เปรียบเทียบระหว่างสามทางเลือกที่แสดงให้เห็นว่าทางเลือกที่ 2 การใช้พลังงานไฟฟ้าและ โรงงาน CHP ใหม่มีประสิทธิภาพสูงสุด exergy แม้ว่าสมมติฐานที่แตกต่างกันภายในแต่ละทางเลือกให้ผลที่แตกต่างกันทั้งสามกรณีนี้ทางเลือกที่ให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ exergy จาก 51.5% เป็น 53.6% กว่าทางเลือกไดรฟ์โดยตรง ใหม่ GT (ทางเลือกที่ 1) ให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นมีประสิทธิภาพ 48.6% exergy กว่ากรณีฐานที่มีอยู่ (46.7%) ทุกกรณีของหม้อไอน้ำแบบสแตนด์อะโลน (ทางเลือกที่ 3) ให้ต่ำกว่าประสิทธิภาพ exergy จาก 37.1% เป็น 41.4%. ทางเลือกที่ 1, GTS ใหม่ที่ดูเหมือนจะต้อง HRSGs ใหม่เช่นเดียวหรือหรือว่ามันจะต้องมีการดำเนินการที่กำลังการผลิตที่ต่ำกว่า . เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงหลังจากการยิงเสริมที่จำเป็นในการผลิตจำนวนเงินที่ระบุของไอน้ำแรงดันสูง ในกรณีที่ 2a และ 2b ก็ปรากฏว่าพลังงานความร้อนของก๊าซไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ใน HRSGs นี่คือสาเหตุที่ความดันสูงและอุณหภูมิสูงของไอน้ำส่งมอบและการผลิตไอน้ำที่สองระดับความดันจะมีการเพิ่มการใช้. ปริมาณที่แตกต่างกันที่กำหนดไว้สำหรับการเปรียบเทียบ CHP ที่มีการผลิตที่แยกจากกันแสดงให้เห็นว่าทุกกรณี CHP รวมถึงปัจจุบันได้ดีเมื่อเทียบกับ เพื่อการผลิตที่แยกต่างหาก นอกจากนี้การเปรียบเทียบพบว่าการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นให้ได้รับประโยชน์ที่เพิ่มขึ้นของการผลิตรวมกันถึงแม้ว่าผลประโยชน์ลดลงเล็กน้อย นี้ได้รับการสนับสนุนจากทุกตัวชี้วัดการตรวจสอบ มีข้อยกเว้นคือการประหยัดพลังงานหลักญาติ (น้ำมันเชื้อเพลิงอัตราส่วนเงินฝากออมทรัพย์) ซึ่งไม่ได้แสดงแนวโน้มที่ชัดเจนสำหรับการผลิตไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น แต่ยังมีตัวบ่งชี้นี้เป็นบวกสำหรับทุกกรณี CHP. การปล่อย CO2 ต่อหน่วยของ exergy ส่งต่ำสำหรับทางเลือกที่ 2 กว่าทางเลือกที่ 1 และกรณีที่ต่ำกว่าสำหรับ CHP ทั้งหมดกว่าสำหรับหม้อไอน้ำแบบสแตนด์อะโลนทางเลือกที่ 3. ผลที่ได้นี้ ที่ได้รับโดยไม่คำนึงถึงทางเลือกในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากภายนอก อย่างไรก็ตามท้องถิ่น - และในประเทศด้วยเหตุนี้ - ปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ต่ำสุดเมื่อไฟฟ้าสำหรับไดรฟ์มอเตอร์ไฟฟ้าของการส่งออก NG อัดสันนิษฐานที่จะนำเข้าจากต่างประเทศ. ในการสรุปโรงงาน CHP ใหม่ที่มีไดรฟ์ไฟฟ้าอัดและการผลิตไฟฟ้าส่วนเกิน แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนจะเป็นทางออกที่ดีที่สุดทางอุณหพลศาสตร์ ทางเลือกนี้ยังแสดงให้เห็นการปล่อย CO2 ต่ำสุดโดยรวม. คำนิยมผู้เขียนขอขอบคุณสำหรับการอภิปรายความคิดและข้อมูลจากดร. ฮันส์Jørgenดาห์ลของ Gassco อาล์ฟ Martinsen และจอน Magne Flo Hvidsten ของผู้ให้บริการทางเทคนิคKårstøใน Statoil ดร Svein จาค็อบ Nesheim ของ Statoil และศาสตราจารย์ Olav บอลแลนด์ของแผนกของเรา ศาสตราจารย์บอลแลนด์นอกจากนี้ยังมีบางส่วนที่มีการจำลองการเริ่มต้น GTPro

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

สภาพ : พืชสำหรับ statpipe ส่งออกก๊าซธรรมชาติอัดไดรเวอร์และไอน้ำการผลิตวิเคราะห์โดยการวิเคราะห์เอ็กเซอร์ยี . ทางเลือกในโรงงานปัจจุบัน วิเคราะห์เช่นกัน : ทางเลือกที่ 1 , จีที ใหม่กับเก่า hrsgs ที่เหลือ ; ทางเลือกที่ 2 มอเตอร์ไฟฟ้าและผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีการนำส่งกระแสไฟฟ้า และทางเลือกที่ 3มอเตอร์ไฟฟ้ากับซื้อไฟฟ้าและไอน้ำที่สร้างขึ้นใน hrsgs ดำเนินการเป็นแบบสแตนด์อโลน Boilers .

การเปรียบเทียบระหว่างสามทางเลือกพบว่าทางเลือกที่ 2 , ไฟฟ้าและโรงงานผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีประสิทธิภาพราคาสูงสุด ถึงแม้ว่าสมมติฐานที่แตกต่างกันภายในแต่ละทางเลือกให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันทั้งสามกรณีนี้ทางเลือกให้สูงกว่าราคาประสิทธิภาพ จาก 51.5 ร้อยละ 53.6 % กว่า ขับตรงอย่างเดียว GT ใหม่ ( ทางเลือกที่ 1 ) ให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น , ประสิทธิภาพราคา 30 เปอร์เซ็นต์ มากกว่าเดิม ( กรณีพื้นฐานที่ร้อยละ 46.7 ) ทุกกรณีของหม้อไอน้ำแบบสแตนด์อโลน ( ทางเลือก 3 ) ให้ประสิทธิภาพราคาลดจากร้อยละ 37.1 41.4% ทางเลือก

1 , จีทีใหม่ปรากฏว่าต้อง hrsgs ใหม่ดี หรือ อีกวิธีหนึ่งคือ มันต้องใช้ที่ความจุต่ำกว่า เนื่องจากอุณหภูมิสูงหลังจากเสริมการยิงต้องผลิตจำนวนที่กำหนดของไอน้ำแรงดันสูง . และในกรณี 2A 2B ปรากฎว่าพลังงานความร้อนจากก๊าซไม่สามารถใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ใน hrsgs .นี้คือเนื่องจากความดันสูงและอุณหภูมิสูงของส่งไอน้ำ และผลิตไอน้ำที่ความดันจะเพิ่มขึ้น 2 ระดับ มีการใช้ในปริมาณที่กำหนด

ที่แตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับการผลิต แยกสาร พบว่าสารคดี เช่น ปัจจุบัน เป็นมงคล เมื่อเทียบกับการแยกผลิต นอกจากนี้พบว่า การผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นให้เพิ่มประโยชน์ของการรวมรุ่น แม้ว่าผลประโยชน์ต้นทุนลดลง นี้ได้รับการสนับสนุนโดยทั้งหมดตรวจสอบตัวชี้วัด ยกเว้นเป็นญาติ การประหยัดพลังงาน ( ประหยัดเชื้อเพลิงอัตราส่วน ) ซึ่งไม่ได้แสดงแนวโน้มที่ชัดเจนเพื่อเพิ่มการผลิตไฟฟ้า . อย่างไรก็ตามนอกจากนี้ตัวบ่งชี้นี้เป็นบวกสำหรับทุกกรณี : .

การปล่อย CO2 ต่อหน่วยต่ำกว่าราคาส่งทางเลือก 2 ทางเลือก 1 กว่าและต่ำกว่าสำหรับกรณี CHP ทั้งหมดกว่าหม้อไอน้ำ Stand - alone , ทางเลือกที่ 3 ผลที่ได้รับ ไม่ว่าทางเลือกการผลิตไฟฟ้าจากภายนอก อย่างไรก็ตามเครือข่ายท้องถิ่นและด้วยเหตุนี้ในประเทศ–มลพิษน้อยที่สุดเมื่อกระแสไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ไดรฟ์ของคอมเพรสเซอร์ของการส่งออกเป็นสำคัญ การนำเข้าจากต่างประเทศ

สรุปพืช CHP ใหม่กับไดรฟ์ไฟฟ้าของคอมเพรสเซอร์และการผลิตไฟฟ้าส่วนเกินพบเป็นสารละลายเทอร์โมไดนามิกส์ที่ดีที่สุด ทางเลือกนี้ยังพบว่าค่า

โดยรวมของการปล่อย CO2 .
ขอบคุณ

ขอบคุณสำหรับผู้เขียนการสนทนา ความคิดเห็นและข้อมูลจาก ดร. ฮันส์เจดาห์ลของ gassco อัลฟ์ขึ้น Rgen , martinsen จอน Magne และโฟล hvidsten ของ K ปีแรกบริการทางเทคนิคขึ้นผู้ให้บริการในระบบ ดร. Svein ยาโคบ nesheim ของ Statoil และศาสตราจารย์ โอลาฟ บอลแลนด์ฝ่ายของเรา ศาสตราจารย์ บอลแลนด์ยังให้เริ่มต้นจำลองด้วย
gtpro .