Supplements For City Natural Gas Distribution Networks

Abstract

Şehir Doğal Gaz Dağıtım Şebekeleri İçin Ekler adlı çalışmada Petrol Mühendisi olan bir kişinin eğitimi süresince çok yakından ilgilendiği ve yaygın olarak kullandığı bir çok temel kavram ve prensibin, bu kez çok yakından ilgili olmadığını düşünmekle birlikte aslında Petrol Mühendisliği’nin direkt alanı içine giren bir konu olan Doğal Gaz İletim ve Dağıtım Hatlarının Dizaynında nasıl uygulama imkanı bulduğu gösterilmeye çalışılmıştır. Çalışmada ele alınan hayali bir şehrin ihtiyaçlarına uygun ve yeterli bir doğal gaz dağıtım şebekesini kurarken kullanılan teknik parametreler, yapılan hesaplamalar kesitler halinde verilmeye çalışılmıştır. Konuların akışı ve veriliş düzeni bu çalışmadan yararlanacak Petrol Mühendislerinin teksti okurken eski bilgilerini önce bire bir olarak tazelemelerini ve sonra da kazandıkları temel bilgilerlerin teknik bölümlerin sonunda ele alınan basit bir netvvork probleminde nasıl uygulandığını görmelerini amaçlar. Şebeke dizaynı yapan bir mühendisin karşılaştığı problemlerin oldukça tipik olduğu söylenebilir. Ama bu, şebeke dizayn etmenin kolay olduğu anlamına gelmemelidir. Mühendis genellikle kendisine iletim hattı çıkışında bir noktada teslim edilen gazı farklı tüketimler yapacak birden fazla merkeze teknik ve ekonomik açıdan en iyi şekilde teslim edecek bir şebeke tasarlamak için uğraş verir. Bu açıdan şehir doğal gaz dağıtım şebekelerinin dizaynı aşamasında bir çok faktörün ve değişkenin dikkate alınması ve doğru değerlendirilmesi gerekmektedir. Şehir şebekeleri yapıldıktan sonra en az yirmi - otuz yıl işletilecek şekilde tasarlanırlar. Uzun işletme süresi, dizayn aşamasına gelmeden önce şebekenin, inşaa edilmesi planlanan şehirde, tüketim merkezlerinin özelliklerinin saptanabilmesi için çok iyi bir pazar araştırması yapılmasını gerektirir. Sözkonusu pazar araştırması günün koşullarını çok iyi saptamakla kalmayıp, ele alınan merkezlerinin gelecekteki tüketim tahminlerini de içermelidir. Fakat pazar araştırmalarının geleceğe ait projeksiyonları içermeleri de yeterli olmayacaktır. Çünkü, örneğin İstanbul gibi çok dinamik olarak gelişen şehirlerde beş - on ya da yirmi yıl sonra mevcut merkezlerin tüketimlerini ve/veya nerelerde yeni yerleşim (türketim) merkezleri oluşacağını ve bunların tüketim miktarlarını doğru olarak tahmin etmek imkansızdır. Öyleyse dizayn, şebekenin kapasitesinin ve erişim alanının yapılacak ek yatırımlarla kolay ve ucuz bir şekilde genişletilmesine de imkan tanımalıdır. Şehirlerde doğal gaz kullanımı birinci derecede ısınma amaçlıdır. Bu amaçla tüketilecek gaz miktarı mevsimsel sıcaklık değişimlerine paralel olarak değişim gösterir. Bir şehirin toplam doğal gaz tüketimini, genellikle kişi başına düşen kapalı yaşama alanını seçilen bir ortalama sıcaklıkta sabit olarak tutabilmek için bir yılda kullanılacak doğal gaz miktarını şehirin toplam kapalı yaşama alanıyla çarparak bulan dizayn mühendisi, tasarımında kışın “peak” noktada yapılacak maksimum çekişleri de göz önüne almak zorundadır. Ortalama büyüklükte bir şehirde tüketim merkezlerinin sayısı toplam tüketim miktarına, yada daha büyük ölçüde, yapılan tasarımın duyarlılığına bağlı olarak yüz ile on bin arasında değişebilir. Tüketim merkezleri pratikte birbirlerinden farklı yüksekliklerde olacaklardır. Bu durum, basınç hesaplamalarında kullanılacak formüllerin kod farkını içeren değişkenleri içermesini gerektirir.

he study comprises the two aspects of natural gas industry. In the first six chapters the basic concepts that are necessary to understand and study the isothermal flow of natural gas under steady state conditions are introduced. Properties of natural gas are outlined with the appropriate equations so that they can easily be adapted in a computer programme. Within this scope, two network analysis methods are introduced and a simulator, in FORTRAN-77 programming language, computing the pressure map of a given network with Hardey-Cross network analysis method is presented. The results of the simulator are compared with the data taken from literature and its validity have been verified. In chapters seven and eight fundamental project evaluation methods are introduced. The definition of financial terms used are supplied where necessary. In this part a feasibility study, based on real figures, for a city natural gas distribution network is made. The goal of such feasibility study is to compute a unit distribution price that would yield a certain internal rate of return which is also attractive for the investor. All financial statements and graphs in the second part have been prepared by using EXCEL spread sheet programme, which is a very powerful tool for that kind of tasks. Any investment needs some time to generate its inflows. Construction of natural gas distribution networks are the investment fields where considerable amount of money is required while the rate of return is quite high. The net present value and internal rate of return of an investment are the criterion being used in evaluating the yield of investments and comparing them with other investment alternatives such as investing in financial assets. Both methods discount future cash in-outflows and find a present value . Investor can decide where to invest or whether invest or not, by using net present value and internal rate of return methods. These concepts are explained in detail in Chapter I of Part II with examples. Results of the feasibility study, i.e., different unit transmission prices for different cases, were interpreted with their underneathing assumptions. Different rate of returns resulting from different scenarios have been discussed.