Technical Assessment of Isothermal and Non-Isothermal Modelings of Natural Gas Pipeline Operational Conditions

Abstract

Résumé -Évaluation technique de modélisations isothermes et non isothermes de conditions opérationnelles de conduites de gaz naturel -Une modélisation d'équipement au sein d'un gazoduc a été réalisée en dérivant une nouvelle forme d'ensemble d'équations de conservation pour un écoulement compressible. Une section du troisième réseau de distribution de gaz iranien (Nourabad-PatavehDorahan, N-P-D) a été ensuite étudiée selon des approches de modélisation isotherme (IT) et non isotherme (NIT) en prenant en compte les effets de la température du sol. Dans la première partie, le fonctionnement en régime stationnaire du gazoduc N-P-D, comprenant une station de compresseurs à Pataveh, a été étudié. Pour les valeurs connues de débit massique de gaz naturel et de pression de gaz d'entrée/sortie aux points Nourabad/Dorahan, les modélisations IT et NIT ont présenté respectivement des écarts maximaux en pourcentages d'environ 33,7 %, 16,6 % et 23 % en ce qui concerne la tête des compresseurs, la vitesse de rotation des compresseurs et les taux de consommation de carburant. Dans la deuxième partie, le fonctionnement instable du gazoduc N-P-D, dû à l'arrêt d'un compresseur à la station de compresseurs de Pataveh (PCS: Pataveh Compressor Station), a été étudié. Les résultats ont confirmé qu'à des températures de sol faibles (0 et 20°C), les compresseurs restants pouvaient compenser la perte d'un compresseur. Toutefois, à des températures de sol supérieures (40 et 50°C), les compresseurs devaient tourner plus vite que la vitesse maximale acceptable pour parvenir à délivrer un certain débit massique sans réduction de la pression de gazoduc requise. Dans tous les cas étudiés ci-dessus, le temps de calcul de la modélisation non isotherme a été approximativement trois fois plus long que celui de la modélisation isotherme. Abstract -Technical Assessment of Isothermal and Non-Isothermal Modelings of Natural Gas Pipeline Operational Conditions -Modeling of equipment in a gas pipeline was performed here by deriving a new form of conservation equation set for compressible flow. Then a section of the third Iranian gas transmission pipeline (Nourabad-Pataveh-Dorahan, N-P-D) was investigated by isothermal (IT) and non-isothermal (NIT) modeling approaches taking into

Adaptive implicit finite difference method for natural gas pipeline transient flow

“…The continuity equation and momentum equation are also called hydraulic equations, and the energy equation is also called the thermodynamic equation. These equations can be written in a general form (Sanaye and Mahmoudimehr, 2012;Zheng et al, 2012;Duan et al, 2013;Wang et al, 2015Wang et al, , 2018, as shown in Equation 1, and the parameters of the general form are given in Table 1.…”

GPU-accelerated hydraulic simulations of large-scale natural gas pipeline networks based on a two-level parallel process

“…The scale of natural gas pipeline networks is becoming increasingly larger and the topological structure is becoming increasingly more complex [4]. Prediction of the flow parameters in a natural gas pipeline network is important to managers who create the operating schedule and forecast potential risk [5,6]. Hydraulic simulation is the most common way to analyze the flow in a gas pipeline network [7,8].…”