 Максимизация производительности компрессора и обеспечение требуемого уровня безопасности имеют высокий приоритет для газовых, энергетических и нефтехимических компаний.
На предприятиях таких компаний используются сложные технологические процессы, являющиеся потенциально опасными. Одной из мер по снижению рисков является обеспечение инженерами-технологами возможности тщательной проработки вопросов, относящихся к технологической схеме, управлению процессом и работоспособности оборудования, при соблюдении жестких требований, как технологии, так и безопасности. Многие аспекты производственного процесса требуют проведения всестороннего анализа для управления системами и эффективного реагирования на возможные сбои.
Компрессоры являются одной из важных составных частей производственного процесса. Возможность избежать дорогостоящих текущих или капитальных ремонтов по причине поломок, вызванных разрушительным действием помпажа позволяет уменьшить непроизводительное время, предотвратить повреждение оборудования и обеспечить безопасность персонала. Каким же образом инженер-технолог может предотвратить катастрофические аварии и добиться эффективной работы системы управления?
Понять проблему
Компрессоры представляют собой высокоспециализированное оборудовании, конфигурация которого обычно выполняется под требования конкретного заказчика. Себестоимость производства такого оборудования достаточно высока, что, соответственно, влечет за собой его немалую цену. На НПЗ и нефтехимических предприятиях компрессоры используются в различных производственных процессах, как в основных, так и во вспомогательных технологических циклах. Это могут быть рециркуляционные компрессоры, которые должны обеспечивать устойчивый поток технологического газа в замкнутом контуре для поддержания требуемых параметров технологического процесса в заводских установках; компрессоры подачи, обеспечивающие подачу технологического газа в реактор; подпорные компрессоры или газовые компрессоры для работы с топливным газом. Они работают, по сути, в переходном режиме, и незначительный сбой может быстро нарушить требуемую устойчивость работы компрессора.
Помпаж возникает при избыточно высоком давлении на выпуске компрессора по отношению к давлению проходящего через компрессор потока. Если быстро не устранить помпаж компрессора, возможно его повреждение или даже полное разрушение. Наличие эффективной стратегии антипомпажной защиты является весьма важным фактором для обеспечения его безаварийной работы. Применение эффективной схемы антипомпажной защиты является необходимым условием и важным средством по снижению риска.
Проектирование технологического процесса традиционно выполнялось с применением моделирования установившегося режима, несмотря на то, что в сегодняшних условиях требуется значительно больше возможностей и информации о характеристиках неустановившегося режима технологического процесса. Использование динамического моделирования на ранней стадии проектирования технологического процесса помогает более эффективно выявлять проблемы с регулированием работы компрессора, что позволяет лучше оптимизировать схему и параметры технологического процесса и добиться бесперебойной и более стабильной работы НПЗ в целом.
В работе компрессоров часто возникают нестабильность и различные сбои. Динамическое моделирование режимов работы компрессора является важным инструментом для понимания причины возникновения сбоев и возможных последствий эксплуатационных рисков. Этот инструмент прост и удобен в использовании благодаря тесной интеграции динамического моделирования со средствами моделирования устойчивого режима. Используя динамическое моделирования инженеры-технологи могут вырабатывать, оценивать и корректировать стратегии управления как новыми, так и уже существующими технологическими процессами.
Также стоит отметить, что AspenTech не только сделала анализ работы компрессора более доступным для инженеров в самых разных дисциплинах, использующих динамическое моделирование, они также повысили уровень визуализации работы компрессора в области, относящейся к режиму помпажа. Пользователи теперь имеют возможность вводить безразмерные кривые, что позволяет улучшить моделирование работы компрессора в условиях, близких к помпажу.
Иан Д. Вайятт, Ведущий инженер, WS Atkins:
“Новая функция активированного динамического анализа для определения кавитационного предела компрессора позволяет выполнять сравнительный анализ до проведения полного динамического моделирования работы компрессора. Она обеспечивает прекрасную отправную точку для моделирования работы компрессора в различных условиях. Удобный интерфейс отображения промежуточных данных и конечных результатов.”
Прогнозируя успех
Используемые в нефтегазовой и химической отраслях компрессоры являются одним из основных видов оборудования на своих предприятиях, и поэтому их конфигурация должна обеспечивать надежность, высокую энергоэффективность и низкие эксплуатационные издержки. Динамические модели работы системы управления компрессором по своему характеру отличаются от стационарных моделей. Динамическая модель позволяет выполнять различные исследования переходных процессов. С помощью динамических моделей можно прогнозировать условия переходного процесса при изменении проходящего через компрессор потока. Это приобретает важное значение при проектировании антипомпажной защиты компрессора для всех видов рабочих сред.
Тщательно сформированные динамические модели выполняют чрезвычайно важную функцию на предприятии, обеспечивая создание защиты компрессора и устранение опасных ситуаций, таких как выброс в окружающую атмосферу технологического газа. Лучшее понимание работы предприятия в динамике позволит значительно повысить эффективность системы управления и существенно увеличить период безотказной эксплуатации.
Для многих производственных процессов в нефтегазовой, энергетической и химической отраслях знание точной динамической реакции компрессора является чрезвычайно важным для устранения ошибок или снижения риска в процессе проектирования или эксплуатации. Используя самое передовое программное обеспечение для динамического моделирования, инженеры получают возможность устранять риск отказов оборудования благодаря усовершенствованной технологической схеме и оптимизированным характеристикам, внося значительный вклад в повышение уровней безопасности и рентабельности производства.
|
