Mitigação de Surge e sistemas de controle de compressores centrífugos.

• Autor(a) principal: LUCENA, Mateus Costa.
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18798
• topic: Engenharia Elétrica.; Compressor centrífugo; Surge; Fenômeno do Surge; Controle em cascata; Eficiência energética - sistemas de compressão; Sistemas de controle de compressores centrífugos; Controle de compressores; Válvula de recibo; Sistemas de compressão; Indústria de petróleo - compressores; Indústria de gás - compressores; Problema de Surge; Mitigação do problema do Surge; Centrifugal compressor; Comes up; Surge Phenomenon; Cascading control; Energy efficiency - compression systems; Control systems for centrifugal compressors; Compressor control; Receipt valve; Compression systems; Oil industry - compressors; Gas industry - compressors; Surge Problem; Mitigation of the Surge problem

Os sistemas de compressão são utilizados no transporte, distribuição, exploração, perfuração, refino, produção e injeção de petróleo e gás. Os sistemas de compressão usados na indústria de Petróleo e Gás são baseados em compressores de elevado consumo energético (uma unidade de compressão de uma Unidade de Processamento de Gás Natural que promove a compressão de 85kgf/cm² para 150kgf/cm², consome da ordem de 4.098.566 kWh/mês); usualmente, utilizam-se compressores do tipo centrífugo, axial ou alternativo. Nesse contexto, o estudo de técnicas de controle que promovam a redução do consumo de energia em sistemas de compressão enseja um tema atual, relevante e com perspectiva de efetivos impactos econômicos. No caso dos sistemas de compressão baseados em compressores do tipo centrífugo há o fenômeno do "surge", durante o qual há aumento do consumo de energia associado ao comprometimento da integridade estrutural do sistema. O surge se caracteriza pela instabilidade de operação, manifestando-se por meio de oscilações de pressão e vazão as quais podem provocar falhas mecânicas. A mitigação do problema de surge evita a existência de oscilações mecânicas indesejadas que podem comprometer a integridade estrutural de unidades de compressão e consequentemente aumenta a segurança operacional. A utilização de técnicas de controle proporciona um desempenho adequado, permite a maximização da eficiência energética e, consequentemente, reduz as despesas com energia, reduzindo assim o custo de produção. Os sistemas de controle de compressores centrífugos utilizam válvulas de reciclo para mitigar o problema do surge. De modo geral, essas leis de controle não exploram o controle de velocidade do acionador do compressor. O projeto da lei de controle do acionador enseja um subsistema que contribui efetivamente na redução do consumo de energia do sistema de compressão. Entretanto, há poucos estudos que explicitam o consumo energético em sistemas de compressão. Assim, a partir do modelo do compressor centrífugo, este trabalho propõe avaliar e conceber soluções de modelos em cascata capaz de realizar o controle de capacidade e o controle anti-surge, de modo diferente do que é utilizado na indústria, integrando a isto, a malha de controle da válvula de reciclo.