عنوان پایان‌نامه
مدلسازی دینامیکی ایستگاه تقویت فشار گاز
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1181.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54572
- تاریخ دفاع
- ۰۵ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- مهران صمدی
- استاد راهنما
- وحید اصفهانیان
- چکیده
- به¬طور کلی عملکرد ایستگاه تقویت فشار گاز به دو بخش حالت پایدار و حالت گذرا تقسیم¬ می¬شود. حالت کارکرد پایا در واقع وضعیت دائمی ایستگاه است که طراحی نیز بر این اساس صورت می-پذیرد و ویژگی اصلی این حالت هم بدون تغییر ماندن پارامترهای سامانه نظیر فشار، دما و جرم مولکولی گاز ورودی و شرایط تجهیزات موجود در ایستگاه می¬باشد. اما حالت گذرا در نتیجه ایجاد تغییرات در پارامترهای سامانه یا حالت¬های راه¬اندازی و خاموش کردن رخ می¬دهد. هدف اصلی این پایان¬نامه شناخت رفتار پارامترهای سامانه نظیر فشار و دمای گاز، شرایط تجهیزات ایستگاه تقویت فشار به خصوص کمپرسور و ... در حالت گذرا می¬باشد. چرا که اطلاع از نحوه¬ی تغییر پارامترهای اصلی سامانه برای کنترل و عملکرد ایمن آن مفید است. برای این منظور مدل¬سازی دینامیکی ایستگاه تقویت فشار گاز از دو روش مدل¬سازی با استفاده از نرم¬افزار متلب با حل عددی معادلات به روش تفاضل محدود و مدل¬سازی با نرم افزار هایسیس به انجام رسیده است. کاربرد مدل¬سازی دینامیکی در طراحی سامانه¬ی کنترل کمپرسور بررسی شده است و بر اساس نتایج به دست آمده از مدل¬سازی و کاربرد آن در کنترل شرایط ایستگاه تقویت فشار، توصیه¬هایی در زمینه¬ی طراحی، مکان¬های مورد نیاز جریان برگشتی، اندازه¬ی شیرهای کنترل جریان برگشتی و بهره¬های سامانه¬ی کنترل ارائه شده است. هم¬چنین مطالعه¬ی عددی روی گاز برگشتی و اثر استفاده از خنک¬کننده در جریان بازگشتی در فرآیند کنترل موج¬دار شدن در شرایط کارکرد عادی و خاموش شدن اضطراری انجام شده است و تغییرات دما، دبی و فشار گاز با تغییرات جریان ورودی نشان داده شده است. بر این اساس مشخص گردید که نتایج مدل¬سازی انجام شده و شبیه¬سازی با استفاده از نرم ¬افزار هایسیس تقریباً مشابه است. در زمینه¬ی کنترل ایستگاه مشخص شده است که استفاده از کنترل ترکیبی باعث پایداری بیشتر سامانه می¬شود و استفاده از کنترل ترکیبی با جریان برگشتی سرد شده، مناسب¬ترین روش می¬باشد.
- Abstract
- The operation of Gas Compressor Station is divided into two parts: steady state and transient conditions. The gas compressor station usually operates in steady state condition so the station design shall be based on it. The main feature of this case is that the system parameters such as pressure, temperature and molecular weight of inlet gas and equipments conditions remain unchanged. However, the transient condition occurs as a result of changing the system parameters or during start up and shut down procedures. The main objective of this thesis is to find out the behavior of the system parameters such as gas temperature and pressure, and conditions of equipments particularly compressor in transient state, because having information about how the system parameters change is useful for the control and safe operation. In this regard dynamic modeling of gas compressor station is done with two different methods, using MATLAB software with the numerical solution of finite difference equations and modeling with HYSYS software. The application of dynamic modeling in design of compressor control system is investigated and, recommendations in, recycle flow optimum point, size of recycle flow control valves and the gain of surge controller are presented based on the results. Also numerical study is done on the recycle flow and cooling effects in surge control in normal operation and emergency shut-down. In addition changes in flow, pressure and temperature of gas due to variations of inlet flow is shown and the effect of various parameters on the operation of station is specified. Modeling and simulation results comparison shows that they are approximately similar. The results of dynamic modeling show that using hybrid control provides more stability for the system. Also it is distinguished that hybrid control with cooled recycle flow is the most appropriate method in surge control.
