Optimization of a Gas Pipeline and Pumping Facility

Di dalam saluran pipa gas alam (metana) sepanjang 120 km (Gambar.1) ada sebuah kebutuhan

tenaga/energi pada tiap titik penerimaan, oleh karena itu sistem didesain dengan sebuah turbin gas

pada penerimaan akhir ekspansi gas tersebut yang berasal dari saluran pipa yang bertekanan 100

kPa. Mengkompresi tekanan tinggi dibolehkan untuk penurunan tekanan yang tinggi sepanjang

saluran pipa dan juga menghasilkan gas padat/tebal; keduanya mengurangi ukuran pipa. Pada sisi

lain, terdapat penambahan energi yang dibutuhkan untuk kompresi, dan tidak semua energi ini

dihasilkan pada turbine sehubungan dengan adanya in-efisiensi dari motor listrik, kompresor, dan

turbin, maupun rugi-rugi saluran pipa.

Data yang digunakan

Tekanan gas metana masuk kompresor  adalah 100kPa

Tekanan gas metana keluar dari turbin adalah 100 kPa

Semua daya yang dihasilkan oleh turbin dan generator dapat digunakan

Gas memasuki kompresor pada temperatur 30oC, didinginkan setelah kompresi, dan temperatur tetap sebesar 30oC disepanjang pipa.

Laju aliran gas metana adalah 50 kg / s.

Efisiensi dari motor listrik dan generator adalah 95%

Efisiensi (sehubungan dengan proses isentropic) dari kompresor adalah 80% dan dari turbin adalah 75%.

Biaya yang berkaitan dengan sistem dan operasi adalah sebagai berikut:

Electric motor dan biaya generator pertama kali, $ 50 per-kilowatt  output.

Biaya pertama compressor, $ 125 per-kilowatt input (input desain)

Biaya listrik untuk kompresor sampai pipa terakhir adalah, 3 sen per kilowatt jam

Biaya listrik untuk turbin sampai pipa terakhir adalah, 4 sen per kilowatt jam

Biaya awal Turbin adalah  $ 150 per kilowatt keluaran (output desain)

Biaya perpipaan dalam dolar per meter panjang 300 D1.6, di mana D adalah diameter pipa dalam meter

Massa sistem adalah 15 tahun dan operasi kontinu. 

Biaya-biaya awal untuk electric motor, generator, compressor, turbin, dan pipa adalah biaya pada tahun ke nol sehingga perlu dihitung nilai sekarang (pada tahun ke-15) untuk biaya-biaya awal tersebut di atas. 

Biaya-biaya operasional untuk nilai listrik compressor dan turbin adalah biaya-biaya operasional tahunan sehingga perlu dihitung nilai sekarang (pada tahun ke-15) untuk biaya-biaya opersional tahunan tersebut.