تاثیر نصب فین روی لوله آتشدان بر راندمان گرمکن ایستگاه های تقلیل فشار گاز

بخش عمده ای از حرارت تولید شده در گرمکن ایستگاه های تقلیل فشار گاز از طریق لوله دودکش گرمکن به محیط اطرف هدر میرود.در این پژوهش به بررسی تاثیر نصب فین روی لوله آتشدان هیتر جهت جذب گرمای بیشتر از طریق انتقال حرارت هدایت بین لولهآتشدان و سیال اطراف با استفاده از نرم افزار ANSYS FLUENT پرداخته شده است. امروزه از انرژی گاز بطور وسیع در سطح جهانو بویژه در کشور ما در صنعت و ساختمان استفاده می شود. به جهت انتقال این منبع انرژی پس از خطوط انتقال بین شهری، در ایستگاه های تقلیل فشار گاز دروازه ای، فشار گاز از فشاری بیش از 1000 پوند بر اینچ مربع به 250 پوند بر اینچ مربع کاهش می یابد. یکی ازمشکلات ایستگاه های تقلیل فشار گاز، مسدود شدن روزنه عبور گاز بر اثر کاهش دما در رگلاتور است. به منظور پیشگیری از تشکیلهیدراته و یخ زدگی مسیر عبور جریان گاز در رگلاتور، گاز را قبل از کاهش فشار توسط گرمکن حمام آب غیر مستقیم گرم می کنند. در این گرمکن ها، لوله های عبوری گاز طبیعی، سیال واسطه و لوله آتشدان برای عبور سیال داغ وجود دارد. این گرمکن ها یکی ازتجهیزات انرژی بر در صنعت گازرسانی محسوب می شوند. سیال داغ که حاوی انرژی حرارتی بالایی است، محصولات ناشی از احتراقمی باشد که حاصل واکنش سوخت گاز طبیعی و هوا در مشعل اتمسفریک می باشد. این سیال داغ پس از عبور از لوله آتشدان و انتقالجزیی از گرما جهت گرم کردن گاز از طریق سیال واسط، توسط خروجی دودکش به محیط اطراف منتقل می گردد. متاسفانه بخشعمده ای از گرمای تولید شده در گرمکن ایستگاه، از طریق سیال گاز خروجی از اگزوز به محیط اطراف خارج می شود که علاوه بر کاهشراندمان حرارتی گرمکن، موجب افزایش آلایندگی محیط زیست نیز می گردد. در این تحقیق با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، گرمکن ایستگاه های تقلیل فشار گاز در دو حالت لوله آتشدان بدون فین و با فین، در محیط سه بعدی شبیه سازی وتحلیل شده است.مجموعه معادلات حاکم شامل پیوستگی، حرکت، انرژی، بقاء اجزاء به همراه معادلات انتقال حرارت توسط نرم افزار ANSYS FLUENTحل شده است. جهت افزایش جذب حرارت در لوله آتشدان و کاهش هدر رفت گرما از طریق اگزوز، نصب فین یا پره روی سطح بیرونی لوله آتشدان پیشنهاد شده و تاثیر نصب فین با تحلیل حرارتی لوله آتشدان بدون فین و پس از نصب فین انجام و مقایسه گردیده است. نتایج حل عددی نشان می دهد که نصب فین روی لوله آتشدان سبب جذب گرمای بیشتر، کاهش مصرف سوخت و نیز افزایش راندمان حرارتی گرمکن می شود.