Surge Mapping of Compressors to Enhance Energy Efficiency and Integrity

2021 ◽  
Author(s):  
Sevideen Abdul Shathar ◽  
Bala Murugan Ramakrishnan ◽  
Shafiulla Abdul Jabbar ◽  
Reem Al Mansoori
Keyword(s):  
Energy Efficiency ◽  
Control Systems ◽  
Best Practice ◽  
Safe Operation ◽  
Gas Industry ◽  
Plant Operation ◽  
Gas Processing ◽  
Processing Plants ◽  
Surge Control ◽  
And Control

Abstract ADNOC Gas Processing Ruwais NGL Plant carried out a field surge testing of one of its Centrifugal type Refrigeration compressor units in order to accurately evaluate the real surge points. Centrifugal compressors used in Gas processing plants are critical machineries consuming significant amount of energy. Unavailability of the compressor due to any failure will cause revenue loss and downtime to the plant operators. Often failure of the compressor system happens due to unstable operation caused by surge. Manufacturers build surge control systems to protect the machinery during the project stages through simulation. However, inaccurate surge map or shifting of surge control lines during plant operation may result in energy losses or machinery damage. Surge test establishes the baseline for machine to help understand future issues better, for machinery protection, safe operation and efficiency. Performing high risk surge testing activity in a safe and successful manner during plant operation and re-mapping resulted in optimal utilization of existing assets without the need for costly upgrades. This innovative technique can lead to impressive improvements and benefits on equipment integrity, performance, energy efficiency, emissions and profitability. This best practice has great potential for transferability across Oil & Gas industry as such compressors and control systems are common across the industry. This paper highlights the methodology of accurate mapping of surge control lines in a safe manner during plant operation to enhance energy efficiency of the machine by reduced gas recycles and to enhance machine integrity by avoiding early surge possibilities.

Upgrading of Aged Turbomachinery Through Modernization, Uprate and Selective Replacement in Oil and Gas Processing Plants

2006 ◽  
Author(s):  
Valter Quercioli
Keyword(s):  
Energy Efficiency ◽  
Oil And Gas ◽  
Real Life ◽  
Output Energy ◽  
Gas Industry ◽  
Business Programs ◽  
Gas Processing ◽  
Operational Life ◽  
Processing Plants ◽  
Production Output

Revamping a plant in the oil&gas industry is needed whenever the company’s management seeks improvements on plant availability, production output, energy efficiency or operational life, to quote the most common needs. The achievements of those objectives are reached through business programs usually known as “modernization”, “rejuvenation”, “debottlenecking”. Revamping actions over the compression trains that are within the plants are key for the success of those programs, achieving the business and operational objectives sought by the management. This paper is aimed to show how a revamping program works for turbocompression trains; three real-life examples are shown too. Focus is mainly on debottlenecking and upgrade projects, for which it is more necessary to act extensively on the compression trains.

Performance Analysis of Integrated Communication and Control System Networks

1990 ◽  
Vol 112 (3) ◽  
pp. 365-371 ◽  
Author(s):  
Y. Halevi ◽  
A. Ray
Keyword(s):  
Control System ◽  
Statistical Analysis ◽  
Performance Analysis ◽  
Control Systems ◽  
Manufacturing Plants ◽  
Asynchronous Time Division Multiplexing ◽  
Processing Plants ◽  
Integrated Communication ◽  
Time Division ◽  
And Control

This paper presents statistical analysis of delays in Integrated Communication and Control System (ICCS) networks [1–4] that are based on asynchronous time-division multiplexing. The models are obtained in closed form for analyzing control systems with randomly varying delays. The results of this research are applicable to ICCS design for complex dynamical processes like advanced aircraft and spacecraft, autonomous manufacturing plants, and chemical and processing plants.

scholarly journals Iot Enabled Pipeline Leakage Detection and Real Time Alert System in Oil and Gas Industry

2020 ◽  
Vol 8 (5) ◽  
pp. 2582-2586
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Oil And Gas ◽  
Detection System ◽  
Oil And Gas Industry ◽  
Petroleum Products ◽  
Time Data ◽  
Gas Industry ◽  
Processing Plants ◽  
Automation And Control ◽  
And Control

Automation and control systems are necessary throughout oil & gas industries, to production and processing plants, and distribution and retailing of petroleum products. Pipelines are the efficient mode of transportations of fuels for processing plants over long distances. At present Automation is achieved by using PLC’s that are communicated through SCADA. But it is complex and remote operation is not possible. With the introduction of IoT, the pipeline leak detection system is improved through real-time monitoring of the pipelines. Our Proposed system is designed to detect even small leakage that occurs within the pipeline. The implementation of IoT in oil and gas industries prevents accidents and to make quick decisions based on real-time data

Cyber Security in Tactical Network Infrastructure for Command and Control

2019 ◽  
pp. 1050-1079
Author(s):  
J. Sigholm
Keyword(s):  
Control Systems ◽  
Cyber Security ◽  
Best Practice ◽  
Research Question ◽  
Command And Control ◽  
Interdisciplinary Approach ◽  
Information And Communications Technology ◽  
Military Operations ◽  
Recent Developments ◽  
And Control

Emerging information and communications technology has had significant importance for military operations during the last decades. Development within such technology areas as sensors, computers, and wireless communications has allowed for faster and more efficient collection, transmission, storage, processing, analysis, and distribution of data. This has led to new and improved military capabilities within command and control, intelligence, targeting, and logistics. However, the increased complexity and interdependencies of networked systems, the continuously growing amounts of data, changing non-technical requirements, and evolving adversary threats makes upholding cyber security in command and control systems a challenging task. Although some best-practice approaches have been developed, finding good solutions for protecting critical infrastructure and important information assets is still an open research question requiring an interdisciplinary approach. This chapter describes recent developments within emerging network technology for command and control, and suggests focus areas where further research is needed in order to attain sufficient operational effect from the employed systems. While a gradual and evolutionary progress of military cyber security has been seen, a long-term commitment is required within such areas as procurement, standardization, training, doctrinal, and legal development, in order to achieve military utility of command and control systems.

scholarly journals Characteristics of electricity quality parameters in agri-food processing plants

2018 ◽  
Vol 10 ◽  
pp. 02022 ◽  
Author(s):  
Krzysztof Necka ◽  
Małgorzata Trojanowska
Keyword(s):  
Control Systems ◽  
Food Processing ◽  
Supply Voltage ◽  
Quality Parameters ◽  
Electrical Drives ◽  
Statistical Measures ◽  
Processing Plants ◽  
Normative Requirements ◽  
And Control

The paper presents the results of electricity quality measurements conducted in six agri-food processing plants equipped with receivers of different sensitivity to the quality of the supply voltage. In particular, statistical assessment has been conducted for the value of the parameters characterizing the supply voltage, describing the parameters using the basic statistical measures and comparing them with the normative requirements. The paper also presents examples of the hazards to electrical drives and control systems caused by such industrial electromagnetic interferences as voltage changes or deformations of voltage waveform.

Sustainable Green Policy by Managing Flare Gas Recovery: A Case with Middle East Oil and Gas Industry

2020 ◽  
Vol 24 (1) ◽  
pp. 35-46
Author(s):  
Bhaskar Sinha ◽  
Supriyo Roy ◽  
Manju Bhagat
Keyword(s):  
Oil And Gas ◽  
Real Life ◽  
Oil And Gas Industry ◽  
Gas Industry ◽  
Gas Recovery ◽  
Gas Processing ◽  
Gas System ◽  
Processing Plants ◽  
Process Plants

Push for sustainability is evident in areas such as energy generation where the focus has been on finding new deposits to outpace drawdown on existing reserves. Gas flaring is employed by oil and gas industries to burn-off associated gasses from refineries, hydrocarbon processing plants or oil and gas reserve wells. It is one of the most taxing energies and environmental problems challenging the world today. Generally, safety flaring was dubbed as the saviour of process plants and mostly covers for sudden or unplanned plant trips. It is an opportunity to cut greenhouse gases (GHGs) from oil and gas processing plants through flare gas recovery (FGR) process. Oil and gas plants can employ diverse FGR procedures to offset key concerns about the environmental bearing of GHGs emanation most of which necessitating novel apparatus and extraordinary outlay of design and construction. In this study, apart from economic aspects, a real-life case study is extensively analysed to highlight exploration and adoption of optimizing FGR that may be beneficial if flare gas can be recovered, instead of burning. The output of the study may have a significant impact for refineries towards both economic and sustainability towards greening. In a nutshell, this study highlights the efficacy of reducing ‘flare gas system’ towards environment-friendly ‘greening’ aspect as the core of designing.

scholarly journals Model-assisted control for energy efficiency in buildings

2017 ◽  
Author(s):  
Γεώργιος Κόντες
Keyword(s):  
Energy Efficiency ◽  
Model Predictive Control ◽  
Control Systems ◽  
Predictive Control ◽  
Air Conditioning ◽  
Building Automation ◽  
Building Management ◽  
Automation And Control ◽  
Building Management System ◽  
And Control

Τα τελευταία χρόνια, η βελτιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης κτηρίων έχει λάβει σημαντική προσοχή. Αυτό το ενδιαφέρον είναι δικαιολογημένο, μιας και τα κτήρια είναι υπεύθυνα για ένα μεγάλο ποσοστό της τελικής κατανάλωσης ενέργειας. Συγκεκριμένα, στην Ευρώπη το 40% της ολικής κατανάλωσης ενέργειας χρησιμοποιείται για τη λειτουργία των κτηρίων, ενώ ένα μεγάλο ποσοστό από αυτή την ενέργεια χρησιμοποιείται για την επίτευξη θερμικής άνεσης στους εσωτερικούς χώρους. Επομένως η βελτιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης κτηρίων κατά τη διάρκεια της χρήσης τους έχει πολλαπλά οφέλη και προς την κατεύθυνση της μείωσης της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας και προς την κατεύθυνση της βελτίωσης της θερμικής άνεσης των χρηστών.Στην ενεργειακή διαχείριση των κτηρίων, κεντρικό ρόλο παίζουν τα Συστήματα Διαχείρισης Κτηρίων (Building Management System (BMS)) ή Συστήματα Αυτοματισμού και Ελέγχου Κτηρίων (Building Automation and Control Systems (BACS)). Τα συτήματα αυτά προσφέρουν λειτουργίες παρακολούθησης της απόδοσης του κτηρίου, καθώς και λειτουργίες ελέγχου όλων των συστημάτων Θέρμανσης, Ψύξης και Κλιματισμού (Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC)). Πολυ συχνά η εγκατάσταση και η παράδοση των BMS στοχεύει στην σωστή εγκατάσταση του εξοπλισμού και στην επίτευξη κάποιας βασικής λειτουργικότητας στον μικρότερο δυνατό χρόνο και όχι στην βελτιστοποίηση της ολικής λειτουργίας του συστήματος. Για το τελευταίο, έχουν αναπτυχθεί επεκτάσιμα και ευέλικτα συστήματα BMS. Εδώ το BMS χωρίζεται σε δύο διακριτά μέρη: στην τοπική εγκατάσταση και στην απομακρυσμένη εγκατάσταση. Η τοπική εγκατάσταση περιλαμβάνει την διαχείριση των τοπικών βρόχων ελέγχου (για παράδειγμα PID ελεγκτές), καθώς και τη συλλογή δεδομένων και την αποστολή τους στο απομακρυσμένο σύστημα. Το απομακρυσμένο σύστημα με τη σειρά του είναι υπεύθυνο για την εκτέλεση πιο πολύπλοκων υπηρεσιών, συνήθως σε ένα περιβάλλον υπολογιστικού νέφους (cloud-based). Η διαθεσιμότητα μιας τέτοιας υπολογιστικής πλατφόρμας επιτρέπει την υλοποίηση και χρήση εξελιγμένων και πολύπλοκων υπηρεσιών ενεργειακής διαχείρισης κτηρίων, που δεν θα μπορούσαν να αναπτυχθούν στον εξοπλισμό που είναι διαθέσιμος στην τοπική εγκατάσταση, λόγω της υπολογιστικής τους πολυπλοκότητας.Αυτό το περιβάλλον ευνοεί και την ανάπτυξη εξελιγμένων αλγορίθμων/μεθοδολογιών ενεργειακής διαχείρισης κτηρίων. Μια από τις πιο διαδεδομένες μεθοδολογίες τέτοιου τύπου είναι ο Προβλεπτικός Έλεγχος με χρήση Μοντέλων (Model Predictive Control (MPC)). Εδώ ένα μοντέλο του κτηρίου, καθώς και προβλέψεις για τις μελλοντικές και καιρικές συνθήκες και την πληρότητα του κτηρίου, είναι διαθέσιμα. Χρησιμοποιώντας αυτές τις διαθέσιμες πληροφορίες, μπορεί να οριστεί ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης ώστε να σχεδιάσουμε βελτιστοποιημένες αποφάσεις ελέγχου για όλα τα συστήματα του κτηρίου και για ορισμένο χρονικό διάστημα στο μέλλον (π.χ. για τις επόμενες 24 ώρες). Οι διαφορετικές αυτές στρατηγικές ελέγχου αξιολογούνται με βάση το μοντέλο ως προς μια ορισμένη συνάρτηση κόστους (π.χ. η συνολική κατανάλωση ενέργειας του κτηρίου) και ένα σύνολο περιορισμών στην (θερμική, οπτική, ακουστική, κ.λ.π.) άνεση των χρηστών του κτηρίου. Στη συνέχεια, μόνο η πρώτη απόφαση ελέγχου εφαρμόζεται στα συστήματα του κτηρίου και η όλη διαδικασία επαναλαμβάνεται.Η κλασική εκδοχή αυτής της μεθοδολογίας στο πεδίο της ενεργειακής διαχείρισης κτηρίων έχει συγκεκριμένα μειονεκτήματα, κυρίως ως προς την ικανότητα να συμπεριλάβει με γενικό τρόπο πιο πολύπλοκους δείκτες θερμικής άνεσης, όπως είναι ο δείκτης Fanger, καθώς και η απαίτηση για γραμμικά ή διγραμμικά μοντέλα κτηρίων, ώστε το τελικό πρόβλημα βελτιστοποίησης να είναι κυρτό (convex).Η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε στην παρούσα εργασία έχει σαν στόχο να αντιμετωπίσει αυτά τα μειονεκτήματα, διατηρώντας παράλληλα και τα πλεονεκτήματα του MPC. Η συγκεκριμένη μεθοδολογία έχει τη δυνατότητα να σχεδιάζει βελτιστοποιημένες αποφάσεις ελέγχου για όλα τα συστήματα του κτηρίου ταυτόχρονα. Αρχικά, σχεδιάζεται ένα σετ από παραμετρικούς ελεγκτές για όλα τα συστήματα του κτηρίου, ακολουθώντας τα σχετικά πρότυπα στη βιβλιογραφία. Στη συνέχεια – και με δεδομένες τις προβλέψεις για τις καιρικές συνθήκες και την πληρότητα του κτηρίου – ένας στοχαστικός αλγόριθμος βασισμένος σε μετα-μοντέλα χρησιμοποιείται για να σχεδιαστούν υποψήφιες στρατηγικές ελέγχου για το κτήριο. Οι στρατηγικές αυτές αξιολογούνται χρησιμοποιώντας ένα λεπτομερές μοντέλο προσομοίωσης του κτηρίου (που έχει δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας λογισμικά θερμικής προσομοίωσης κτηρίων όπως για παράδειγμα το EnergyPlus και το TRNSYS). Τέλος, η τελική (βελτιστοποιημένη) στρατηγική ελέγχου αποστέλλεται στο κτήριο ώστε να εφαρμοστεί στα συστήματα του κτηρίου.Για την επαλήθευση της αποτελεσματικότητας της προτεινόμενης μεθοδολογίας, μια σειρά πειραμάτων σχεδιάστηκε και εκτελέστηκε τόσο σε επίπεδο προσομοίωσης όσο και σε πραγματικές συνθήκες, χρησιμοποιώντας δύο κτήρια, ένα στην Κρήτη και ένα στη Γερμανία. Τα πειράματα σε περιβάλλον προσομοίωσης χρησιμεύουν ώστε να διαπιστωθεί η αποτελεσματικότητα της μεθόδου σε ελεγχόμενο περιβάλλον, χωρίς τυχαίες μεταβολές, ενώ τα πειράματα σε πραγματικές συνθήκες καταδεικνύουν την αποτελεσματικότητα και τη σταθερότητα της προτεινόμενης μεθόδου σε πραγματικές συνθήκες, όπου επιδρούν στοχαστικές διαταραχές στο σύστημα τόσο από τις καιρικές συνθήκες όσο και από τις ενέργειες των χρηστών.Σε όλα τα πειράματα η προτεινόμενη μεθοδολογία κατάφερε να αποδώσει σημαντικά καλύτερα συγκριτικά με την υπάρχουσα στρατηγική ελέγχου των κτηρίων, η οποία χρησιμοποιείται σαν σημείο αναφοράς. Αυτό συμβαίνει γιατί οι στατικές και βασισμένες σε ένα σύνολο προκαθορισμένων κανόνων υπάρχουσες στρατηγικές ελέγχου δεν είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν όλες τις προβλεπόμενες και μη διαταραχές που επιδρούν στο σύστημα. Σε αντίθεση, η προτεινόμενη μεθοδολογία με τη χρήση του αναλυτικού μοντέλου θερμικής προσομοίωσης, καθώς και της μεθόδου βελτιστοποίησης είναι σε θέση να σχεδιάζει πιο αποδοτικές στρατηγικές ελέγχου, προσαρμοσμένες στις αναμενόμενες μελλοντικές συνθήκες.Μια σημαντική παράμετρος που διερευνήθηκε μέσω των πειραμάτων είναι το θέμα του ελέγχου βασισμένου στην θερμική άνεση των χρηστών, μιας και είναι ξεκάθαρο από τα αποτελέσματα πως μια στείρα συζήτηση για εξοικονόμηση ενέργειας είναι άστοχη χωρίς σαφή αναφορά στην θερμική άνεση των χρηστών, καθώς υπάρχει ένα σαφές αντιστάθμισμα μεταξύ των δύο (είναι ανταγωνιστικά κριτήρια). Η ανάπτυξη μεθόδων που επιτρέπουν την αυτόματη ρύθμιση της θερμικής άνεσης στους εσωτερικούς χώρους κτηρίων είναι ένα από τα κύρια στοιχεία των εξελιγμένων BMS. Από την άλλη πλευρά, πολύ συχνά η θερμική άνεση ορίζεται σαν μια προκαθορισμένη περιοχή τιμών της θερμοκρασίας του αέρα σε κάθε ζώνη του κτηρίου. Όπως καταδεικνύουν τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας, αν και αυτή η υπόθεση είναι αληθής σε συγκεκριμένα κτήρια και HVAC συστήματα, στη γενική περίπτωση δεν αρκεί για να εξασφαλίσει πραγματική θερμική άνεση για τους χρήστες του κτηρίου, με επιζήμιες επιπτώσεις στην υγεία και την αποδοτικότητα των χρηστών. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιούμε τον δείκτη Fanger, ο οποίος είναι ένας ορισμός θερμικής άνεσης που περιέχεται στο πρότυπο (ISO) 7730. Ο δείκτης αυτός συνυπολογίζει – ανάμεσα και σε άλλες παραμέτρους – τις επιπτώσεις της θερμοκρασίας αέρα και της θερμοκρασίας λόγω ακτινοβολίας, καθώς και της υγρασίας στους χώρους του κτηρίου.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document