Se estudian tres estrategias de control para un gasificador de alimentación seca. La primera mantiene relaciones fijas entre las fuentes y no logra establecer los puntos de ajuste durante los cambios de carga o perturbaciones. La segunda agrega bucles de control adicionales en cascada y mejora el seguimiento de los puntos de ajuste y el rechazo de perturbaciones. La tercera rompe los bucles de relación pero elige emparejamientos MV-CV contraintuitivos que resultan en fluctuaciones de las CV. En general, la estrategia de
Este documento presenta los resultados de un estudio experimental realizado en un modelo físico para verificar el funcionamiento de la galería de oscilación del proyecto hidroeléctrico La Yesca. El objetivo del estudio fue obtener las pérdidas de carga hidráulica y las fluctuaciones de presión en la galería bajo condiciones normales y transitorias de operación. Los resultados mostraron que las fluctuaciones de presión en la galería no sobrepasan el nivel de la casa de máquinas y que existe una buena similitud entre los perfiles hid
U0 03 prediccion y comportamiento del reservoriorobert flores
Este documento trata sobre la predicción del comportamiento de reservorios. Explica varios métodos para estimar reservas como el método volumétrico, curvas de declinación y balance de materiales. También describe la simulación matemática de reservorios, la cual incorpora detalles sobre la ubicación y operación de pozos para estudiar el comportamiento del reservorio. Finalmente, analiza factores que influyen en la predicción del comportamiento como las características geológicas, propiedades de rocas y fluidos, y mecanismos de flujo.
Este documento presenta una metodología denominada "Envolvente Operativa" para el diseño de pozos de gas que toma en cuenta parámetros convencionales de análisis nodal así como las velocidades críticas erosiva y de remoción de líquidos. La metodología genera una curva de presión contra gasto considerando estas tres condiciones, creando una envolvente operativa que garantiza la integridad y operación segura del pozo. También mejora el método de cálculo de la velocidad crítica de remoción de líqu
Bombas como turbinas unco Patagonia Argentina audisio-rossi-alonsoOrlando Anibal AUDISIO
Resumen
El comportamiento fluidodinámico de una bomba centrifuga operando en sentido reverso cambia de manera apreciable, principalmente en lo inherente a sus pérdidas hidráulicas localizadas y distribuidas, como así también en cuanto a los perfiles de velocidades y presiones en puntos homólogos.- Con estas consideraciones, resulta difícil poder inferir su comportamiento o performance en el modo turbina haciendo uso de variables explicativas a parámetros vinculado a la semejanza hidráulica como ser rendimiento y numero especifico.-
El presente trabajo es de índole experimental y desarrolla la caracterización funcional de una bomba centrifuga de tipo radial operando en sentido reverso como turbina hidráulica (BUTUs ); además, muestran curvas características de la maquinas hidráulica estudiada en el modo turbina con variación de parámetros operativos tales como velocidades de rotación, alturas, caudales. Con estos parámetros obtenidos en forma experimental, se hacen las comparativas que permite observar la influencia de los mismos sobre la performance de la BUTUs. Además se identifican y obtienen distintas curvas funcionales a salto constante, como así también, se hace una evaluación sobre las características que permiten inferir el comportamiento en modo turbina a partir de parámetros del modo bomba.
Este documento describe los conceptos fundamentales para analizar el flujo de fluidos en un reservorio, incluyendo la ley de Darcy, los tipos de flujo lineal y radial, y las ecuaciones para modelar el flujo de gas. Explica cómo estas ecuaciones relacionan variables clave como la permeabilidad, presión, caudal y viscosidad para predecir la caída de presión en un reservorio de gas.
Proyecto de intruduccion ala comunidad cientificaGreegory Morales
Este documento describe un estudio sobre diferentes secuencias de destilación para separar mezclas cuaternarias y ahorrar energía. Analiza secuencias directas e indirectas convencionales y secuencias térmicamente acopladas que integran el calor entre columnas para reducir el consumo de energía. El estudio comparó el consumo de energía y los costos de operación de varias secuencias para la separación de tres mezclas cuaternarias de hidrocarburos. Los resultados mostraron que las secuencias acopladas pueden lograr ahorros
Un pueblo usa tanques de almacenamiento elevados durante el día y bombea agua a los tanques por la noche para aprovechar las tarifas más bajas de electricidad. Una bomba constante bombea agua subterránea a cinco tanques de almacenamiento a distancias de 1 a 3 millas. El objetivo es seleccionar un tamaño de bomba y tuberías que minimicen los costos totales a lo largo de 5 años, considerando factores como caudal variable, elevación, distancia, costos de bomba, válvulas
Este documento presenta un estudio de confiabilidad de tres gasoductos (14", 20" y 26") en el corredor Santa Rosa-San Joaquín en Venezuela. Se realizaron inspecciones en 2002 para obtener datos de espesores y defectos. Usando modelos de la norma ASME B31G, se calcularon la presión segura en áreas corroídas, el espesor mínimo permitido y el factor de reemplazo para evaluar la integridad mecánica actual y futura, y determinar posibles acciones correctivas como reparaciones o cambios
Este documento presenta los resultados de un estudio experimental realizado en un modelo físico para verificar el funcionamiento de la galería de oscilación del proyecto hidroeléctrico La Yesca. El objetivo del estudio fue obtener las pérdidas de carga hidráulica y las fluctuaciones de presión en la galería bajo condiciones normales y transitorias de operación. Los resultados mostraron que las fluctuaciones de presión en la galería no sobrepasan el nivel de la casa de máquinas y que existe una buena similitud entre los perfiles hid
U0 03 prediccion y comportamiento del reservoriorobert flores
Este documento trata sobre la predicción del comportamiento de reservorios. Explica varios métodos para estimar reservas como el método volumétrico, curvas de declinación y balance de materiales. También describe la simulación matemática de reservorios, la cual incorpora detalles sobre la ubicación y operación de pozos para estudiar el comportamiento del reservorio. Finalmente, analiza factores que influyen en la predicción del comportamiento como las características geológicas, propiedades de rocas y fluidos, y mecanismos de flujo.
Este documento presenta una metodología denominada "Envolvente Operativa" para el diseño de pozos de gas que toma en cuenta parámetros convencionales de análisis nodal así como las velocidades críticas erosiva y de remoción de líquidos. La metodología genera una curva de presión contra gasto considerando estas tres condiciones, creando una envolvente operativa que garantiza la integridad y operación segura del pozo. También mejora el método de cálculo de la velocidad crítica de remoción de líqu
Bombas como turbinas unco Patagonia Argentina audisio-rossi-alonsoOrlando Anibal AUDISIO
Resumen
El comportamiento fluidodinámico de una bomba centrifuga operando en sentido reverso cambia de manera apreciable, principalmente en lo inherente a sus pérdidas hidráulicas localizadas y distribuidas, como así también en cuanto a los perfiles de velocidades y presiones en puntos homólogos.- Con estas consideraciones, resulta difícil poder inferir su comportamiento o performance en el modo turbina haciendo uso de variables explicativas a parámetros vinculado a la semejanza hidráulica como ser rendimiento y numero especifico.-
El presente trabajo es de índole experimental y desarrolla la caracterización funcional de una bomba centrifuga de tipo radial operando en sentido reverso como turbina hidráulica (BUTUs ); además, muestran curvas características de la maquinas hidráulica estudiada en el modo turbina con variación de parámetros operativos tales como velocidades de rotación, alturas, caudales. Con estos parámetros obtenidos en forma experimental, se hacen las comparativas que permite observar la influencia de los mismos sobre la performance de la BUTUs. Además se identifican y obtienen distintas curvas funcionales a salto constante, como así también, se hace una evaluación sobre las características que permiten inferir el comportamiento en modo turbina a partir de parámetros del modo bomba.
Este documento describe los conceptos fundamentales para analizar el flujo de fluidos en un reservorio, incluyendo la ley de Darcy, los tipos de flujo lineal y radial, y las ecuaciones para modelar el flujo de gas. Explica cómo estas ecuaciones relacionan variables clave como la permeabilidad, presión, caudal y viscosidad para predecir la caída de presión en un reservorio de gas.
Proyecto de intruduccion ala comunidad cientificaGreegory Morales
Este documento describe un estudio sobre diferentes secuencias de destilación para separar mezclas cuaternarias y ahorrar energía. Analiza secuencias directas e indirectas convencionales y secuencias térmicamente acopladas que integran el calor entre columnas para reducir el consumo de energía. El estudio comparó el consumo de energía y los costos de operación de varias secuencias para la separación de tres mezclas cuaternarias de hidrocarburos. Los resultados mostraron que las secuencias acopladas pueden lograr ahorros
Un pueblo usa tanques de almacenamiento elevados durante el día y bombea agua a los tanques por la noche para aprovechar las tarifas más bajas de electricidad. Una bomba constante bombea agua subterránea a cinco tanques de almacenamiento a distancias de 1 a 3 millas. El objetivo es seleccionar un tamaño de bomba y tuberías que minimicen los costos totales a lo largo de 5 años, considerando factores como caudal variable, elevación, distancia, costos de bomba, válvulas
Este documento presenta un estudio de confiabilidad de tres gasoductos (14", 20" y 26") en el corredor Santa Rosa-San Joaquín en Venezuela. Se realizaron inspecciones en 2002 para obtener datos de espesores y defectos. Usando modelos de la norma ASME B31G, se calcularon la presión segura en áreas corroídas, el espesor mínimo permitido y el factor de reemplazo para evaluar la integridad mecánica actual y futura, y determinar posibles acciones correctivas como reparaciones o cambios
El documento describe una metodología para optimizar sistemas de producción de hidrocarburos utilizando el análisis nodal. El curso se estructura en cinco capítulos que cubren: 1) los componentes del sistema de producción, 2) el comportamiento de flujo en el yacimiento y la completación, 3) correlaciones de flujo multifásico en tuberías, 4) la capacidad de producción de pozos, y 5) la metodología de optimización que incluye cotejar el comportamiento actual y optimizar los componentes del sistema. El objetivo
Este documento presenta el desarrollo y validación de metodologías de cómputo para el diseño y optimización de recargas de combustible nuclear para la Central Laguna Verde utilizando técnicas de computación evolutiva. Se validó con éxito la metodología de cálculo para reproducir el comportamiento de la central. Adicionalmente, se describen sistemas que utilizan algoritmos genéticos para el diseño de patrones de recarga y una metodología para el diseño axial del combustible usando computación evolutiva.
Factores técnicos para disminuir la contaminacionJefferson Chamba
El documento describe varios factores técnicos y sistemas que pueden utilizarse para reducir la contaminación del aire producida por los vehículos, como modificaciones en el diseño del motor, el sistema de combustible e inyección, y el sistema de encendido. Estos cambios permiten una combustión más completa y controlada para minimizar las emisiones de escape.
Este documento presenta un modelo matemático para simular una columna de burbujeo aplicada al proceso de carbonatación de bebidas no alcohólicas. Explica que la carbonatación es una etapa crítica que afecta la calidad final del producto. Luego, revisa los antecedentes sobre columnas de burbujeo y parámetros de diseño. Finalmente, propone desarrollar un programa de simulación basado en módulos que represente el proceso y determine las condiciones óptimas de operación de la columna para la carbonata
Este documento proporciona guías para el diseño de reservorios elevados de agua potable para poblaciones rurales de 2000 a 10000 habitantes. Detalla parámetros de diseño como el período de diseño, dotación de agua y variaciones de consumo. Explica los tipos de reservorios, cómo determinar su capacidad mediante el volumen de regulación y métodos empíricos, y aspectos complementarios del diseño como accesorios, borde libre y revestimiento interior.
El documento trata sobre el transporte de gas natural a través de gasoductos. Explica que el gas natural es el combustible de mayor crecimiento debido a sus ventajas industriales. Los gasoductos transportan el gas de forma económica a través de tuberías de acero o polietileno de gran diámetro. El diseño de los gasoductos debe considerar factores como las propiedades del fluido, las condiciones de operación, la ruta, el impacto ambiental y la economía del proyecto.
Este documento describe las curvas de declinación, que consisten en graficar el comportamiento histórico de producción de un pozo con respecto al tiempo para predecir la producción futura. Explica que existen tres tipos de curvas (exponencial, hiperbólica y armónica), determinadas por ecuaciones matemáticas. También cubre factores que afectan las curvas, métodos para construirlas y su uso para calcular reservas probadas.
Este documento presenta lineamientos para el diseño y construcción de reservorios apoyados para sistemas de agua potable. Explica que el diseño debe considerar el período y caudales de diseño, así como la capacidad y dimensionamiento del reservorio. Luego, detalla los tipos de reservorios, la ubicación, y los aspectos estructurales a considerar. Finalmente, brinda detalles sobre la construcción de reservorios de concreto armado y ferrocemento de forma cuadrada y circular.
Parte 05 reservorios_lucio_carrillo___inmiscibleDavid Castillo
Este documento presenta definiciones y conceptos clave relacionados con el desplazamiento inmiscible en reservorios de petróleo y gas. En menos de 3 oraciones:
El documento explica el desplazamiento inmiscible, donde el agua inyectada reemplaza al petróleo en un reservorio, manteniendo la presión y mejorando la recuperación. También presenta la teoría del flujo fraccional de Buckley y Leverett para modelar matemáticamente este proceso de desplazamiento uno-dimensional a través de un medio poroso homog
Analisis nodal para pozos verticales de gas y condensadoMaria Garcia
Este documento presenta un estudio de optimización de la producción de un pozo de gas y condensado a través del análisis de caídas de presión en el sistema de producción. Los objetivos incluyen estudiar las caídas de presión mediante el Análisis Nodal, determinar el caudal óptimo del pozo y modificar variables para encontrar un caudal productivo. Se describe el sistema de producción, métodos de análisis nodal, características del reservorio, determinación de caídas de presión y una aplicación práctica al pozo V
Se evaluó la opción de conectar una línea de agua existente que va de la Planta de Bombeo 3 a la Planta Potabilizadora 2 con una línea propuesta que iría de la Planta Potabilizadora 2 al Tanque La Lomita en Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Se realizaron simulaciones hidráulicas variando el diámetro del tramo entre el punto de intersección y el tanque, considerando 36, 38 y 40 pulgadas. Los resultados mostraron que al aumentar el diámetro se incrementa la capacidad de conducción y dis
El documento describe una metodología para optimizar sistemas de producción de hidrocarburos utilizando el análisis nodal. El curso contiene cinco capítulos que cubren: 1) los componentes del sistema de producción, 2) el comportamiento de flujo en el yacimiento y la completación, 3) correlaciones de flujo multifásico en tuberías, 4) la capacidad de producción de pozos, y 5) la metodología de optimización que incluye cotejar el comportamiento actual y optimizar los componentes del sistema. El objetivo es a
Este documento describe los aspectos clave del diseño estructural de un reservorio de almacenamiento de agua potable para una población rural. Explica que los reservorios pueden ser elevados, apoyados o enterrados, y que para capacidades medianas y pequeñas son más económicos los apoyados de forma cuadrada. Detalla el cálculo de la capacidad considerando el consumo promedio diario y variaciones horarias, y provee un ejemplo numérico del diseño estructural de concreto armado para un reservorio cuadrado de 20 m3.
Este documento describe los métodos utilizados para calcular el potencial de producción de los yacimientos petrolíferos. Se mide la presión estática y fluyente de los pozos para determinar la caída de presión, y la tasa de flujo se mide en tanques de almacenamiento. Los métodos empleados incluyen el índice de producción. El potencial de producción es una propiedad comúnmente medida para determinar el volumen total recuperable de un yacimiento.
Estudio Dinámico de Yacimiento Floriana Ortegaimiguel0
Este documento describe varios métodos para caracterizar y modelar yacimientos petrolíferos, incluyendo análisis PVT, simulación numérica, balance de materiales, y métodos para estimar reservas probadas, probables y posibles. El objetivo principal es comprender mejor el comportamiento de los fluidos en el yacimiento para mejorar su desarrollo y productividad a largo plazo.
Este documento describe los elementos básicos para el diseño y construcción de canales de riego, incluyendo el trazo, las secciones transversales, los radios mínimos de curvas y los pasos para el levantamiento topográfico. Explica que el trazo debe seguir las curvas de nivel y características del terreno, y que se deben considerar factores como la pendiente, capacidad del canal, y ancho del espejo de agua para determinar los radios mínimos de curvas. También resume los pasos para el trazo definitivo que incluyen
Este documento presenta información sobre diseño, modelación y gestión de redes de distribución de agua potable utilizando WaterCAD/GEMS integrado al AutoCAD. Se explican conceptos básicos de hidráulica como flujo, velocidad, presión y continuidad. También se describen métodos de solución como ecuaciones de pérdida de carga, perdidas menores y representación de redes. Finalmente, se mencionan aplicaciones como optimización de redes y análisis de fugas y calidad de agua.
Sesión técnica, sala Tuzandépetl, Evaluación de ductos Marinos que operan a a...LTDH2013
Este documento presenta una metodología para evaluar ductos marinos que operan a altas temperaturas. La metodología incluye inspecciones del ducto, análisis de flujo y análisis estructural para identificar zonas críticas. Se aplicó a un caso donde se detectó un desplazamiento en un ducto, el cual fue reparado. La metodología permite identificar zonas que requieren inspección o reparación para prevenir fallas debido a la expansión térmica.
Este documento describe el uso de herramientas de simulación como Aspen Hysys para realizar ensayos de rendimiento estandarizados en ciclos combinados de energía. Se presentan dos casos de estudio donde se modelan y analizan un ciclo combinado sin y con postcombustión utilizando datos reales. Los resultados de la simulación muestran ser compatibles con las normativas y ofrecen ventajas como ampliar el análisis de escenarios y calcular parámetros de manera rápida y precisa.
El documento describe el uso exitoso de una tecnología de membranas para procesar gas natural y separar el CO2. La planta de membranas operó mejor que las alternativas de aminas/glicol, con menores costos de capital y operativos. El sistema de membranas demostró ser flexible para procesar diferentes composiciones de gas y ofreció ventajas como un diseño compacto y fácil operación.
Este documento analiza las propiedades de control de esquemas alternativos de destilación para la separación de mezclas ternarias en comparación con las secuencias convencionales de destilación térmicamente acopladas. Los sistemas de destilación térmicamente acoplados pueden lograr ahorros de energía del 30% pero se cree que tienen problemas potenciales de control debido a la presencia de reciclos. El documento evalúa dos esquemas alternativos propuestos por Agrawal y encuentra que exhiben los mismos consum
Este documento presenta un prototipo mejorado de una celda de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC) alimentada con gas hidrógeno (HHO). La metodología propuesta incluye rediseñar los componentes de la celda PEMFC utilizando herramientas CAD, simular el flujo de gas dentro de la celda mediante elementos finitos, realizar mejoras basadas en los resultados y volver a simular. El objetivo es mejorar la eficiencia de conversión de energía en un 4% en comparación con las celdas PEMFC
El documento describe una metodología para optimizar sistemas de producción de hidrocarburos utilizando el análisis nodal. El curso se estructura en cinco capítulos que cubren: 1) los componentes del sistema de producción, 2) el comportamiento de flujo en el yacimiento y la completación, 3) correlaciones de flujo multifásico en tuberías, 4) la capacidad de producción de pozos, y 5) la metodología de optimización que incluye cotejar el comportamiento actual y optimizar los componentes del sistema. El objetivo
Este documento presenta el desarrollo y validación de metodologías de cómputo para el diseño y optimización de recargas de combustible nuclear para la Central Laguna Verde utilizando técnicas de computación evolutiva. Se validó con éxito la metodología de cálculo para reproducir el comportamiento de la central. Adicionalmente, se describen sistemas que utilizan algoritmos genéticos para el diseño de patrones de recarga y una metodología para el diseño axial del combustible usando computación evolutiva.
Factores técnicos para disminuir la contaminacionJefferson Chamba
El documento describe varios factores técnicos y sistemas que pueden utilizarse para reducir la contaminación del aire producida por los vehículos, como modificaciones en el diseño del motor, el sistema de combustible e inyección, y el sistema de encendido. Estos cambios permiten una combustión más completa y controlada para minimizar las emisiones de escape.
Este documento presenta un modelo matemático para simular una columna de burbujeo aplicada al proceso de carbonatación de bebidas no alcohólicas. Explica que la carbonatación es una etapa crítica que afecta la calidad final del producto. Luego, revisa los antecedentes sobre columnas de burbujeo y parámetros de diseño. Finalmente, propone desarrollar un programa de simulación basado en módulos que represente el proceso y determine las condiciones óptimas de operación de la columna para la carbonata
Este documento proporciona guías para el diseño de reservorios elevados de agua potable para poblaciones rurales de 2000 a 10000 habitantes. Detalla parámetros de diseño como el período de diseño, dotación de agua y variaciones de consumo. Explica los tipos de reservorios, cómo determinar su capacidad mediante el volumen de regulación y métodos empíricos, y aspectos complementarios del diseño como accesorios, borde libre y revestimiento interior.
El documento trata sobre el transporte de gas natural a través de gasoductos. Explica que el gas natural es el combustible de mayor crecimiento debido a sus ventajas industriales. Los gasoductos transportan el gas de forma económica a través de tuberías de acero o polietileno de gran diámetro. El diseño de los gasoductos debe considerar factores como las propiedades del fluido, las condiciones de operación, la ruta, el impacto ambiental y la economía del proyecto.
Este documento describe las curvas de declinación, que consisten en graficar el comportamiento histórico de producción de un pozo con respecto al tiempo para predecir la producción futura. Explica que existen tres tipos de curvas (exponencial, hiperbólica y armónica), determinadas por ecuaciones matemáticas. También cubre factores que afectan las curvas, métodos para construirlas y su uso para calcular reservas probadas.
Este documento presenta lineamientos para el diseño y construcción de reservorios apoyados para sistemas de agua potable. Explica que el diseño debe considerar el período y caudales de diseño, así como la capacidad y dimensionamiento del reservorio. Luego, detalla los tipos de reservorios, la ubicación, y los aspectos estructurales a considerar. Finalmente, brinda detalles sobre la construcción de reservorios de concreto armado y ferrocemento de forma cuadrada y circular.
Parte 05 reservorios_lucio_carrillo___inmiscibleDavid Castillo
Este documento presenta definiciones y conceptos clave relacionados con el desplazamiento inmiscible en reservorios de petróleo y gas. En menos de 3 oraciones:
El documento explica el desplazamiento inmiscible, donde el agua inyectada reemplaza al petróleo en un reservorio, manteniendo la presión y mejorando la recuperación. También presenta la teoría del flujo fraccional de Buckley y Leverett para modelar matemáticamente este proceso de desplazamiento uno-dimensional a través de un medio poroso homog
Analisis nodal para pozos verticales de gas y condensadoMaria Garcia
Este documento presenta un estudio de optimización de la producción de un pozo de gas y condensado a través del análisis de caídas de presión en el sistema de producción. Los objetivos incluyen estudiar las caídas de presión mediante el Análisis Nodal, determinar el caudal óptimo del pozo y modificar variables para encontrar un caudal productivo. Se describe el sistema de producción, métodos de análisis nodal, características del reservorio, determinación de caídas de presión y una aplicación práctica al pozo V
Se evaluó la opción de conectar una línea de agua existente que va de la Planta de Bombeo 3 a la Planta Potabilizadora 2 con una línea propuesta que iría de la Planta Potabilizadora 2 al Tanque La Lomita en Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Se realizaron simulaciones hidráulicas variando el diámetro del tramo entre el punto de intersección y el tanque, considerando 36, 38 y 40 pulgadas. Los resultados mostraron que al aumentar el diámetro se incrementa la capacidad de conducción y dis
El documento describe una metodología para optimizar sistemas de producción de hidrocarburos utilizando el análisis nodal. El curso contiene cinco capítulos que cubren: 1) los componentes del sistema de producción, 2) el comportamiento de flujo en el yacimiento y la completación, 3) correlaciones de flujo multifásico en tuberías, 4) la capacidad de producción de pozos, y 5) la metodología de optimización que incluye cotejar el comportamiento actual y optimizar los componentes del sistema. El objetivo es a
Este documento describe los aspectos clave del diseño estructural de un reservorio de almacenamiento de agua potable para una población rural. Explica que los reservorios pueden ser elevados, apoyados o enterrados, y que para capacidades medianas y pequeñas son más económicos los apoyados de forma cuadrada. Detalla el cálculo de la capacidad considerando el consumo promedio diario y variaciones horarias, y provee un ejemplo numérico del diseño estructural de concreto armado para un reservorio cuadrado de 20 m3.
Este documento describe los métodos utilizados para calcular el potencial de producción de los yacimientos petrolíferos. Se mide la presión estática y fluyente de los pozos para determinar la caída de presión, y la tasa de flujo se mide en tanques de almacenamiento. Los métodos empleados incluyen el índice de producción. El potencial de producción es una propiedad comúnmente medida para determinar el volumen total recuperable de un yacimiento.
Estudio Dinámico de Yacimiento Floriana Ortegaimiguel0
Este documento describe varios métodos para caracterizar y modelar yacimientos petrolíferos, incluyendo análisis PVT, simulación numérica, balance de materiales, y métodos para estimar reservas probadas, probables y posibles. El objetivo principal es comprender mejor el comportamiento de los fluidos en el yacimiento para mejorar su desarrollo y productividad a largo plazo.
Este documento describe los elementos básicos para el diseño y construcción de canales de riego, incluyendo el trazo, las secciones transversales, los radios mínimos de curvas y los pasos para el levantamiento topográfico. Explica que el trazo debe seguir las curvas de nivel y características del terreno, y que se deben considerar factores como la pendiente, capacidad del canal, y ancho del espejo de agua para determinar los radios mínimos de curvas. También resume los pasos para el trazo definitivo que incluyen
Este documento presenta información sobre diseño, modelación y gestión de redes de distribución de agua potable utilizando WaterCAD/GEMS integrado al AutoCAD. Se explican conceptos básicos de hidráulica como flujo, velocidad, presión y continuidad. También se describen métodos de solución como ecuaciones de pérdida de carga, perdidas menores y representación de redes. Finalmente, se mencionan aplicaciones como optimización de redes y análisis de fugas y calidad de agua.
Sesión técnica, sala Tuzandépetl, Evaluación de ductos Marinos que operan a a...LTDH2013
Este documento presenta una metodología para evaluar ductos marinos que operan a altas temperaturas. La metodología incluye inspecciones del ducto, análisis de flujo y análisis estructural para identificar zonas críticas. Se aplicó a un caso donde se detectó un desplazamiento en un ducto, el cual fue reparado. La metodología permite identificar zonas que requieren inspección o reparación para prevenir fallas debido a la expansión térmica.
Este documento describe el uso de herramientas de simulación como Aspen Hysys para realizar ensayos de rendimiento estandarizados en ciclos combinados de energía. Se presentan dos casos de estudio donde se modelan y analizan un ciclo combinado sin y con postcombustión utilizando datos reales. Los resultados de la simulación muestran ser compatibles con las normativas y ofrecen ventajas como ampliar el análisis de escenarios y calcular parámetros de manera rápida y precisa.
El documento describe el uso exitoso de una tecnología de membranas para procesar gas natural y separar el CO2. La planta de membranas operó mejor que las alternativas de aminas/glicol, con menores costos de capital y operativos. El sistema de membranas demostró ser flexible para procesar diferentes composiciones de gas y ofreció ventajas como un diseño compacto y fácil operación.
Este documento analiza las propiedades de control de esquemas alternativos de destilación para la separación de mezclas ternarias en comparación con las secuencias convencionales de destilación térmicamente acopladas. Los sistemas de destilación térmicamente acoplados pueden lograr ahorros de energía del 30% pero se cree que tienen problemas potenciales de control debido a la presencia de reciclos. El documento evalúa dos esquemas alternativos propuestos por Agrawal y encuentra que exhiben los mismos consum
Este documento presenta un prototipo mejorado de una celda de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC) alimentada con gas hidrógeno (HHO). La metodología propuesta incluye rediseñar los componentes de la celda PEMFC utilizando herramientas CAD, simular el flujo de gas dentro de la celda mediante elementos finitos, realizar mejoras basadas en los resultados y volver a simular. El objetivo es mejorar la eficiencia de conversión de energía en un 4% en comparación con las celdas PEMFC
Este documento presenta un procedimiento de optimización basado en programación matemática para resolver el problema de integrar ciclos Rankine orgánicos (CROs) con procesos industriales. El procedimiento involucra el desarrollo de un modelo matemático que representa una superestructura con múltiples etapas de intercambio de calor entre las redes de intercambio de calor y los CROs. El modelo minimiza el costo total anual del sistema integrado. La aplicación del procedimiento se ilustra con tres ejemplos, encontrando
Multi mode analysis of a co2-based in a power cycleJefferson Chela
Este documento estudia el uso del dióxido de carbono (CO2) como refrigerante en ciclos de potencia y sus aplicaciones. Se discuten varios ciclos que usan CO2 como refrigerante principal, incluidos ciclos en cascada con amoníaco y sistemas compactos. También analiza el uso de CO2 en bombas de calor y sistemas de refrigeración comercial e industrial. Finalmente, examina la aplicación del CO2 en turbinas de gas y microturbinas para generación distribuida de energía.
Este documento describe los aspectos técnicos y prácticos de la implementación de proyectos de combustión in situ (ISC, por sus siglas en inglés). Explica las ventajas y desventajas del proceso ISC, así como ejemplos exitosos de su aplicación. También detalla los consideraciones clave en el diseño de pilotos ISC, como la selección del área de prueba, el diseño de pozos inyectores y productores, y las instalaciones de superficie requeridas.
El documento evalúa energéticamente dos sistemas de cogeneración para la industria azucarera: 1) el sistema actual con turbina de vapor y 2) un sistema propuesto con ciclo combinado y gasificación del bagazo. Describe los componentes y ecuaciones termodinámicas para el análisis de ambos sistemas. Luego comparará los parámetros energéticos para verificar si el sistema propuesto es más eficiente.
Un ciclo combinado involucra el uso simultáneo de dos ciclos termodinámicos, uno que usa vapor de agua y otro que usa gases de combustión, para generar energía eléctrica de manera más eficiente que un solo ciclo. Los gases de escape calientes de la turbina de gas se usan para generar vapor de agua que alimenta una turbina de vapor adicional, aumentando la eficiencia total. Una variante es el ciclo combinado de condensación, que aprovecha todo el vapor generado regulando la condensación del ex
PROPIEDADES DE CONTROL DE ESQUEMAS DE DESTILACION ALTERNATIVOS A LAS SECUENCI...hjahyend
Este documento describe un artículo científico que analiza diferentes esquemas para la destilación de mezclas ternarias con el objetivo de ahorrar energía y mejorar las propiedades de control. El artículo concluye que los esquemas térmicamente acoplados presentan mejores propiedades de control y ahorro de energía en comparación con esquemas convencionales, y que el número de reciclos no necesariamente causa problemas adicionales de control.
Este documento presenta el desarrollo de un sistema de control avanzado para la presión de vapor en una caldera de tubos de fuego. Primero, se identifica el proceso mediante un experimento para obtener un modelo matemático que describe el comportamiento dinámico. Luego, se diseña un controlador predictivo adaptativo que actualiza los parámetros del modelo en tiempo real. Finalmente, se compara el desempeño del controlador adaptativo con un controlador PID convencional. El objetivo es lograr un funcionamiento más efectivo y disminuir el consumo de combustible.
El documento describe las aplicaciones del ciclo Brayton, incluyendo la propulsión de aviones, generación de energía eléctrica, y propulsión naval. También discute el desarrollo de la turbina de gas para propulsión aérea por Frank Whittle y Hans von Ohain, y cómo dominó la propulsión de aeronaves después de la Segunda Guerra Mundial.
Este documento presenta un estudio sobre la optimización de reactores en serie para el proceso de hidrólisis enzimática de la lactosa. Explica el modelo matemático y analiza factores como el tiempo de residencia y su influencia en la productividad. Compara resultados con un reactor de flujo pistón. Incluye definiciones de reactores CSTR e información sobre la cinética de reacción, efecto del pH y temperatura, y el modelado y simulación del proceso. Muestra gráficas sobre la influencia de la temperatura, concentración inicial y número de
El documento presenta una introducción a los métodos aproximados para calcular operaciones de separación de mezclas multicomponentes. Explica que tradicionalmente se diferencia entre mezclas binarias y multicomponentes debido a que los métodos gráficos no son aplicables a estas últimas. Describe los pasos generales para el cálculo del diseño preliminar de una columna de destilación, incluyendo balances de materia preliminares, recopilación de datos de equilibrio, selección de la configuración óptima y estimación de costes. Final
Este documento describe métodos para diseñar esquemas de destilación térmicamente acoplados que pueden ahorrar energía en comparación con secuencias convencionales. Explica cómo establecer un diseño inicial para sistemas acoplados utilizando una analogía con las secciones de platos de las secuencias convencionales. Luego, valida y optimiza el diseño inicial mediante simulaciones rigurosas y técnicas de optimización para minimizar el consumo de energía. Finalmente, aplica estos métodos a tres mezclas problema para compar
El documento describe cómo las bombas representan una gran oportunidad para reducir inmediatamente el consumo mundial de energía. Las bombas actualmente consumen un 10% de la electricidad mundial, pero cambiando a bombas de alta eficiencia se podría ahorrar un 4% del consumo total de electricidad mundial. Grundfos ofrece servicios de optimización y consultoría para ayudar a los clientes a cambiar a sistemas de bombeo más eficientes y reducir sus costos energéticos.
Este libro presenta los fundamentos teóricos y una gran cantidad de problemas resueltos y propuestos sobre balance de materia para ingenieros químicos. El libro cubre temas como sistemas de unidades, variables de proceso para gases ideales y mezclas gas-vapor, balance de materia sin y con reacciones químicas, y aplicaciones a procesos como combustión, oxidación de azufre y metalurgia. El objetivo es mostrar al estudiante cómo resolver problemas de ingeniería de procesos usando el enfoque del balance de materia.
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
La energía radiante es una forma de energía que
se transmite en forma de ondas
electromagnéticas esta energía se propaga a
través del vacío y de ciertos medios materiales y
es fundamental en una variedad naturales y
tecnológicos
AE 34 Serie de sobrecargas aisladas_240429_172040.pdf
Tradcuccio de control
1. ESTRATEGIAS DE CONTROL DE MULTILOOP PARA UN GASIFICADOR DE ALIMENTACIÓN
SECA EN EL
CICLO COMBINADO DE GASIFICACIÓN INTEGRADA
RESUMEN: Se estudian tres estrategias de control para un gasificador de alimentación seca.
Primero se examina la estrategia de control de relación fija que mantiene relaciones fijas de las
diferentes fuentes. Los resultados de la simulación muestran que esta estrategia mueve el sistema
a lo largo de un camino subóptimo durante los cambios de carga a medida que se seleccionan las
relaciones fijas para una operación de estado estacionario. Dos de las tres variables controladas
(CV) elegidas no se establecieron en sus puntos de ajuste en la prueba de rechazo de
perturbaciones. Para mejorar el rendimiento, se propone una nueva estrategia de control que agrega
bucles adicionales para ajustar las proporciones de alimentación en cascada. Bajo esta estrategia,
los puntos de ajuste son bien rastreados y las perturbaciones son rechazadas adecuadamente. La
tercera estrategia examina la necesidad de los controladores de relación al romper los bucles de
relación. Si bien la estrategia funciona razonablemente, las parejas de variables manipuladas (MV)
-CV elegidas son contraintuitivas. En la prueba de cambio de carga, uno de los MV se reduce al
límite inferior y los CV fluctúan significativamente.
INTRDUCCION
El ciclo combinado de gasificación integrada
(IGCC) se promociona como una forma más
limpia y más eficiente de utilizar el carbón para
la generación de electricidad. IGCC combina
un sistema de gasificación con un sistema de
ciclo combinado para generar energía. El
gasificador convierte el carbón en gas de
síntesis, que se suministra a las turbinas de
gas en el sistema de ciclo combinado. Esta
combinación, que se basa en el carbón, puede
tener una mayor eficiencia térmica que una
planta de energía tradicional de carbón
pulverizado (PC). Además, el proceso IGCC
nos permite tratar los contaminantes antes de
la combustión, lo que es especialmente
efectivo en la captura de CO2. Además, el
gasificador también nos permite usar otros
combustibles sólidos como residuos de
refinerías y biomasa. A pesar de que tiene
muchas ventajas, IGCC enfrenta varios
desafíos tales como menor disponibilidad,
menor aceptación y mayores costos de capital
en comparación con las plantas de carbón
pulverizado y la dificultad actual para financiar
el surgimiento de gas de esquisto y varias
energías renovables.1 La baja disponibilidad
principalmente se deriva de la combinación de
las dos tecnologías, la gasificación y el ciclo
combinado, que se han desarrollado y
utilizado por separado. Por ejemplo, una
planta de gasificación autónoma normalmente
funciona en estado estable con solo cambios
ocasionales de carga y cortes de
mantenimiento programados. Sin embargo,
las exigencias del entorno de la central
eléctrica cambios de carga mucho más
frecuentes, así como arranques y paradas
rápidas para seguir las demandas de carga
variables en el tiempo. En general, se está de
acuerdo en que la clave para mejorar la
disponibilidad radica en el funcionamiento sin
problemas del gasificador, ya que suministra
la alimentación ala turbina de gas y, por lo
tanto, su comportamiento dinámico influye en
los procesos posteriores y, a su vez, en toda
la planta. Si bien el control estricto del
gasificador es un importante eslabón perdido,
la mayoría de los trabajos de investigación
sobre modelado y simulación se han orientado
hacia la mejora del diseño del gasificador en
lugar de su funcionamiento y control. Los
estudios sobre el control de gasificadores son
escasos, y los existentes son principalmente
sobre el problema de prueba de referencia
ALSTOM, que es un problema de simulación
basado en ALSTOM Power Technology para
la comunidad de control académico del Reino
Unido, primero en 1997 y nuevamente en
2002.2,3 Este proceso involucra varios
problemas desafiantes que incluyen alto
orden, fuerte no linealidad, interacciones
fuertes y restricciones estrictas. El segundo
2. desafío proporcionó una estrategia de control
de referencia basada en bucles de PI
descentralizados, que no satisfacían los
límites dados en sus pruebas de rechazo de
perturbaciones. En respuesta, se propusieron
muchas estrategias basadas en técnicas
avanzadas de control, como el control
predictivo, 4 control PI multiobjetivo óptimo, 5
etc. Sin embargo, el gasificador ALSTOM es
un tipo de lecho fluidizado, que no es común
en las centrales eléctricas IGCC.
El tipo de flujo arrastrado, que se opera a alta
temperatura para la eliminación continua de
escoria y alta conversión de carbono, es el tipo
de gasificador representativo para IGCC.
Shell y GE son los principales jugadores de
esta tecnología. El gasificador GE es un tipo
de alimentación en suspensión, y el
gasificador Shell es un tipo de alimentación en
seco. El gasificador Shell tiene una alta
eficiencia y un costo de mantenimiento
relativamente menor debido a la robustez de
la pared de la membrana, aunque estos tienen
un mayor costo de capital.6 Actualmente, no
existe trabajo publicado sobre el control de un
gasificador de flujo arrastrado, a excepción de
una disertación de PhD7 y una Informe DOE.8
La disertación trata sobre la aplicación de la
estrategia de control predictivo modelo (MPC)
a una planta de energía IGCC con el
gasificador tipo slurry GE. En la disertación, el
pseudofuel, compuesto de hidrocarburos de
alto peso molecular, se utiliza en lugar de
carbón porque el manejo del carbón y la
ceniza no es sencillo en
el software de simulación utilizado de
AspenPlus / AspenDynamics. Por lo tanto,
probó las alteraciones en la calidad del carbón
como solo cambios pequeños en la
composición elemental de azufre, carbono e
hidrógeno, lo que no refleja completamente la
situación real. El informe del DOE también se
basa en el gasificador GE de alimentación de
lechada. El enfoque de este trabajo fue una
solución de control avanzado de MPC
combinada con el filtro de Kalman extendido
(EKF). Sin embargo, el informe público
presenta solo los resultados de la simulación
sin ningún detalle sobre el diseño del
controlador.
Este artículo informa nuestros hallazgos sobre
el control del gasificador de flujo arrastrado del
tipo de alimentación seca. Para el estudio, se
ha construido y simulado un modelo de
simulación dinámica simple utilizando el
software de MATLAB. Detalles de la
simulación dinámica
modelo se presentan en la Sección 2. El
principal problema del control del gasificador
se aborda en la Sección 3. Se comparan tres
estrategias de control diferentes. Señalamos
algunas desventajas inherentes de la práctica
de control actual, que se basa en mantener
relaciones fijas entre los flujos de
alimentación. En la segunda estrategia,
proponemos agregar bucles de control
adicionales, en cascada a los bucles de
relación existentes (sin romperlos).
En general, el problema se ve como un
sistema multivariable de 3 × 3. Las entradas y
salidas están emparejadas, y tres
controladores PI están diseñados sobre la
base del análisis de matriz de ganancia
relativa (RGA) y las reglas de ajuste de IMC.
Tanto la alteración como el cambio de carga
los escenarios son probados. Los resultados
de simulación que se muestran en la Sección
4 demostraron claramente el rendimiento
mejorado con la adición de estos bucles.
Como tercera estrategia, rompemos los
bucles de relación y luego agregamos tres
bucles PI que manipulan los flujos de
alimentación directamente. Esto es para
examinar los beneficios potenciales de los
bucles de relación. Resulta que los
emparejamientos variables variables (MV)
controlados por variable (CV) elegidos aquí
son contraintuitivos ya que la tasa de flujo
másico de gas de síntesis (producto principal)
se ajusta por la velocidad del flujo de oxígeno
(alimentación auxiliar) en lugar del flujo de
carbón (alimentación principal ) tarifa.
3. Además, el rendimiento de circuito cerrado,
aunque razonable, mostró algunas
fluctuaciones en las CV debido a la saturación
de entrada. En general, la estrategia de
control en cascada resulta para ofrecer el
mejor rendimiento. El documento concluye
con algunas observaciones en la Sección 5.
MODELO GASIFICADOR
Se han dedicado importantes esfuerzos de
investigación al modelado y la simulación de
gasificadores. En la etapa inicial, Wen y
Chaung9 y Govind y Shah10 desarrollaron
modelos matemáticos para un gasificador tipo
G alimentador de lechada. Además, Ni y
Williams11 desarrollaron un modelo para un
gasificador tipo Shell de alimentación seca.
Recientemente, se han empleado dinámicas
de fluidos computacionales12-15 y
submodelos altamente detallados para los
diversos fenómenos físicos y químicos para
realizar simulaciones más precisas. A su vez,
Monaghan y Ghoniem16 y Gazzani et al.17
propusieron un modelo de orden reducido con
menos carga computacional.17 En este
estudio, se considera el gasificador de flujo
arrastrado de alimentación seca, el
"gasificador Shell". El carbón pulverizado seco
junto con el oxígeno, el vapor y el fundente se
introducen en la parte inferior del gasificador.
El nitrógeno se usa como un vehículo para el
carbón. El oxígeno se usa como un oxidante
que conduce a reacciones de combustión
exotérmicas; el vapor se usa como moderador
de temperatura porque conduce a reacciones
de gasificación endotérmicas. El flujo como la
piedra caliza se inyecta para disminuir el punto
de fusión de la ceniza y la viscosidad de la
escoria. Como el foco de este estudio es el
control del gasificador, no modelado, se
selecciona un modelo dinámico simplificado
para la simulación. El modelo de gasificador
adoptado se basa en un modelo de gasificador
Shell previamente publicado por Sun et al18.
Sin embargo, se le han realizado algunas
modificaciones y correcciones19.
Modificado el modelo de Sun del Gasificador
Shell.
El carbón introducido se desvolatiliza
rápidamente, y los volátiles se queman. El
carbón restante también reacciona con
oxígeno y vapor. Se consideran las siguientes
reacciones químicas (ecuaciones 1-5).
Los balances de materiales de los elementos
se muestran en las ecuaciones 6-11. Se
supone que el 99.5% del carbón se convierte
en general a través de todo el gasificador y se
suministra oxígeno con una pureza del 100%.
Además, el 90% del azufre se convierte en
H2S y el 10% restante se convierte en COS.
donde nx denota la cantidad molar de x
especie.
El número de moles de C, H, N, S y O se
calcula sobre la base de las corrientes de
entrada (es decir, carbón, oxígeno, vapor y
nitrógeno) y el resto son los contenidos del
gas de síntesis y se calculan en el base de las
ecs 6-12. Además de estas balanzas, se
supone una condición de equilibrio para la
reacción de desplazamiento del gas de agua
de acuerdo con la siguiente relación constante
de equilibrio:
El calor de la reacción es como en la eq 13.
4. donde ΔHrxn = -ΔHc = HHVsyngas - HHVcoal.
j indica productos tales como gas de síntesis
y escoria, ei indica reactivos tales como
carbón, vapor, oxígeno, flujo y nitrógeno
(Figura 1). La capa de escoria está compuesta
por una capa de escoria fluida y una capa de
escoria sólida. Se supone que el 70% de la
ceniza de carbón está unida a la capa de
escoria líquida que se solidifica o fluye hacia
abajo para descargarse a través de un grifo de
escoria (véase la ecuación 31). El espesor de
la capa de escoria fluida se calcula sobre la
base del balance de materiales a
continuación.
Suponiendo que la escoria líquida se
comporta como un fluido newtoniano e
ignorando el término de aceleración, la
ecuación de Navier-Stokes se convierte en
Se supone que la viscosidad varía a lo largo
de la dirección horizontal x de acuerdo con la
ecuación 16. Sustituyendo la ecuación 16 en
la ecuación 15 e integrándola usando la
condición límite de la ecuación 17, la
velocidad y el flujo másico existente se
convierten en los que se muestran en las
ecuaciones 18 y 19, respectivamente.
El equilibrio de energía se muestra en la
ecuación 20. Suponiendo que la capacidad
calorífica de la escoria líquida es constante y
sustituyendo las ecuaciones 22 y 14 en la
ecuación 20, se obtiene la ecuación 21 para la
temperatura superficial de la capa de escoria
fluida.
El flujo de calor del gas a la escoria fluida, qg,
es la suma del calor radiativo y el calor de
convección. El coeficiente de transferencia de
calor convectivo, αs, se basa en la correlación
de Gnielinski (eq 25):
El espesor de la capa de escoria sólida en la
ecuación 26 puede reordenarse a la ecuación
30 sustituyendo la ecuación 26 en la ecuación
27 que describe el equilibrio de energía.
5. El modelo de simulación dinámica del
gasificador requiere entradas de carbón,
oxígeno, vapor, flujo y caudal másico de
nitrógeno, temperatura y presión de las
corrientes de entrada y la temperatura del
refrigerante. Las salidas del modelo de
gasificador incluyen la tasa de flujo másico de
syngas y la composición, la temperatura y el
espesor de la escoria. El modelo de
gasificador se representa como un sistema
DAE semiexplicit index-1. Por lo tanto, el DAE
se puede resolver usando el ODE
solucionador ode15s en MATLAB. Las
variables dependientes, las variables
independientes y los parámetros del modelo
se enumeran en las tablas S1 y S2,
respectivamente. En general, el modelo
consta de 3 ecuaciones diferenciales y 17
ecuaciones algebraicas. Para la simulación
dinámica, el número de ecuaciones se reduce
a 8 (3 ecuaciones diferenciales y 5 ecuaciones
algebraicas), por sustitución y simplificación.
2.2. Propiedades físicas del carbón y la
ceniza.
Se supone que el carbón de El Cerrejón se
utilizará en este estudio; el carbón y las
cenizas se enumeran en los cuadros 1 y 2,20,
respectivamente. Las composiciones de
caliza 21 se enumeran en la Tabla S3.
En el modelo, la escoria es una mezcla de
ceniza de carbón y fundente. En el estudio de
control, las tasas de flujo másico de carbón y
flujo (caliza) son las variables manipuladas.
Por lo tanto, la composición de escoria no es
constante y sus propiedades físicas deben
expresarse en función de la composición.
La temperatura de transición de fusión y la
viscosidad son las propiedades físicas más
importantes que tienen un gran impacto en la
dinámica de la escoria. Suponemos que la
temperatura de transición de fusión, Tm, es la
temperatura de la viscosidad crítica Tcv que
se calcula sobre la base de la relación ácido /
base de la composición de escoria.
La viscosidad se expresa como una función de
la composición y la temperatura. S es la
relación de sílice definida en la ecuación 34.
6. Esto sirve como el valor para η (0) y η (δf) en
la ecuación 16. Mills y Rhine propusieron el
modelo de densidad de escoria que se basa
en el volumen molar y la estructura
constitutiva de la escoria de silicato.23 Se
asumió que el coeficiente de temperatura un
valor de 0.01% K-1. Los volúmenes molares
parciales de constituyentes de escoria se
presentan en la Tabla S4.
La capacidad de calentamiento de la escoria
se basa en la suma de cantidades molares
parciales de los componentes individuales.24
La conductividad térmica de la escoria sólida
se deriva como en la ecuación 38 con una
difusividad térmica α que es de 4,5 × 10-7 m2
/ s. La conductividad térmica de la escoria
líquida es 1 W / mK.25 La emisividad de
escoria, ε, es 0.83.
CONTROL DE GASIFICADOR
Definición del problema de control. El
índice de flujo másico de gas de síntesis, la
relación H2 / CO y la temperatura del
gasificador se seleccionan como las variables
controladas, y la tasa de flujo de masa de
carbón, el oxígeno y el caudal de vapor se
seleccionan como las variables manipuladas.
El gasificador
la temperatura debe controlarse para un grado
deseado de conversión de carbono,
escorificación y seguridad. La temperatura del
gas de síntesis generado es de alrededor de
1500 ° C, y se enfría a alrededor de 900 ° C
mediante enfriamiento en la salida del
gasificador para proteger los equipos y las
tuberías aguas abajo.6 El gas de síntesis
reciclado se utiliza para el enfriamiento y el
gas de síntesis templado se enfría de nuevo
en un enfriador de syngas. El gasificador Shell
también utiliza la pared de la membrana que
protege la pared del gasificador con la capa de
escoria sólida y recupera el calor mediante la
generación de vapor. El gas de enfriamiento
impacta directamente sobre la última unidad
(es decir, refrigerador de gas de síntesis) en
lugar de dentro del gasificador, y el
enfriamiento por la pared de la membrana está
indirectamente relacionado con la reacción
química. En este estudio, nos enfocamos en
el control de la temperatura que está
directamente relacionada con la reacción
química. Por lo tanto, el enfriamiento no se
consideró, y se asumió una temperatura de
enfriamiento constante. Por lo tanto, la
temperatura de syngas antes del enfriamiento
se selecciona como la variable controlada, y el
límite de fluctuación permitido se selecciona
como ± 10K. Entre varios componentes del
gas de síntesis, el hidrógeno y el monóxido de
carbono son los principales componentes. La
relación entre dos componentes, la relación
H2 / CO, debe mantenerse a un valor de
referencia para una operación sin problemas
de la turbina de gas. La alta temperatura de la
combustión de hidrógeno causa los altos
problemas de emisión de NOx, preignición y
retroceso, a su vez; la fluctuación de la
relación H2 / CO puede aumentar la
inestabilidad en la operación de la turbina de
gas.26 En este estudio, elegimos el límite de
control ajustado como ± 0.01 porque no se
conoce una regla práctica para determinar el
rango aceptable del H2 / Relación de CO.
Además, el índice de flujo de gas de síntesis
debe controlarse adecuadamente de acuerdo
con el cambio de carga de la turbina de gas.
En condiciones transitorias, las violaciones de
límites son inevitables porque los límites se
seleccionan estrechamente para la operación
de estado estable. Alternativamente, es
necesario minimizar el error integrado durante
la fugacidad. Además, la proporción de
nitrógeno a carbón se fija porque el nitrógeno
se usa solo como gas portador. La relación de
flujo a carbón también se fija porque el
7. espesor de la escoria (o la viscosidad de la
escoria) no se mide en línea. Por lo tanto, se
construye un problema de control de múltiples
entradas múltiples de 3 × 3 (MIMO) (Figura 2).
Los límites de las variables de entrada se
enumeran en la Tabla 3, y los requisitos de
control se encuentran en la Tabla 4.
El desafío de referencia de Alstom es un
sistema 4 × 4 cuyos CV son la masa de la
cama, el valor calorífico del gas de síntesis, la
presión de gas de síntesis (PGAS) y la
temperatura del gas de síntesis, y los VM son
la tasa de extracción y la tasa de flujo de
vapor.2,3 La configuración y dinámica del
gasificador Alstom son bastante diferentes
con el gasificador Shell porque el gasificador
Alstom es un gasificador de lecho fluidizado.
Debido a la naturaleza de un reactor de lecho
fluidizado, es importante mantener una
presión constante, pero se produce una
abrupta caída de presión cuando se abre la
válvula del sumidero. Por lo tanto, el desafío
de referencia de Alstom consideró el PGAS
como un CV y PSINK como una medida
disturbio. Al Seyab y Cao informaron que la
respuesta PGAS exhibe no linealidades
significativas.4 Sin embargo, el gasificador
Shell es un gasificador de flujo arrastrado, por
lo que el PGAS no es un CV y estas no
lineales fuertes no se observan para el
sistema en este estudio de control. Para la
simulación, el modelo de planta no lineal dado
por los DAE en la Sección 2 se usó para
obtener las respuestas de la planta. También
verificamos las respuestas de pasos de ciclo
abierto de la planta bajo diversas magnitudes
de cambios de entrada y exhibieron un
comportamiento levemente no lineal (ver los
diagramas de respuesta de paso en bucle
abierto incluidos en la Información de
respaldo). Aunque el sistema no es lineal,
podría ser adecuado
controlado por controladores PI lineales.
Significa que la no linealidad del sistema en
circuito cerrado es lo suficientemente leve
para ser controlado bien por controladores
lineales. Además, se supone que los flujos de
entrada se suministran instantáneamente (sin
retrasos). En otras palabras, las constantes de
tiempo y las restricciones en la tasa de
incremento para los MV no se incluyeron. El
enfoque de este estudio es la estrategia de
control para el gasificador en lugar de la
operación combinada del gasificador, ASU y /
o caldera. Por lo tanto, no consideramos el
efecto de la dinámica de los procesos
conectados. Para los caudales mínimo y
máximo del carbón y el oxígeno, se
supusieron el 40% y el 115% de los valores
nominales, respectivamente. En cuanto al
índice de flujo de vapor, debido a que se cree
que el tamaño del tambor de la caldera es
suficientemente grande, asumimos un rango
más amplio. Observamos que las
suposiciones con respecto a las constantes de
tiempo del proceso y los límites de las MV
deben volver a verificarse al extender este
estudio a optimización multiobjetivo o estudios
de control en toda la planta para la operación
combinada del gasificador y el equipo
conectado. Las constantes de tiempo, así
como la velocidad de rampa y los límites de
mínimo y máximo de los MV pueden afectar
significativamente el rendimiento del control.
Estrategia de control 1 (CS1): control de
relación fija. Una estrategia de control
comúnmente utilizada en la industria se basa
en mantener relaciones fijas (oxígeno-carbón,
vapor-carbón) entre los componentes de
alimentación.7,27 El control de supervisión se
basa en la experiencia y los conocimientos del
8. operador.8,28 Básicamente , la tasa de flujo
másico de carbón está determinada por la
demanda de gas de síntesis, que a su vez se
basa en la carga eléctrica de la turbina de gas.
Luego, el oxígeno y el vapor se suministran en
proporciones prefijadas a la tasa másica de
flujo de carbón, pero el operador los puede
ajustar de ser necesario (Figura 3). Los
valores de relación generalmente se
determinan sobre la base de la experiencia
previa de la operación de estado
estacionario.27 En una condición transitoria
tal como un cambio de carga, el operador
típicamente sigue un procedimiento
predeterminado. Por lo tanto, la estrategia de
control de relación fija puede mover el sistema
a lo largo de una ruta altamente subóptima
durante la transitoriedad.
Para el gasificador GE de tipo de alimentación
de lechada, la proporción de oxígeno a carbón
y la proporción de agua a carbón
generalmente son fijas. En este caso, es típico
ajustar solo la proporción de oxígeno a carbón
en el nivel de control de supervisión del
operador, ya que se debe garantizar un cierto
nivel de fluidez para la lechada.8 Por otro lado,
en el control de gasificación tipo Shell, ambos
las relaciones se pueden ajustar en la
supervisión del operador.27 Esto le da más
flexibilidad pero también significa que
la supervisión de alto nivel puede ser más
compleja y onerosa para el operador.
Observamos que se han investigado varias
estrategias alternativas para abordar la
dificultad del control de supervisión. En una
patente coreana, se propone un tipo de
método de disparo para elegir las tasas de
flujo de combustible, oxígeno y vapor.27 Para
disminuir la dependencia del operador durante
el funcionamiento, el controlador de
supervisión calcula los valores iniciales del
caudal de las tres MV basado en los datos
experimentales previos y un modelo numérico
de gasificador. Comenzando con los valores
iniciales, los MV se ajustan mediante los
bucles de control SISO. Las combinaciones
sugeridas para los bucles SISO son la tasa de
flujo de oxígeno y la temperatura del gas de
síntesis, la tasa de flujo de vapor y la relación
CO / H2.
y tasa de flujo de combustible y gas de
síntesis. Si las mediciones muestran que dos
de tres CV están dentro de sus respectivos
rangos aceptables, entonces el sistema de
control de supervisión se termina. De lo
contrario, el controlador de supervisión calcula
nuevamente los índices de flujo de MV. La
introducción de un controlador de supervisión
con un modelo de predicción lo convierte en
un enfoque más avanzado, pero allí, los
controladores de supervisión y regulación
funcionan por separado. Es decir, a pesar de
que el controlador de supervisión calcula los
valores de MV óptimos considerando las
interacciones o los efectos de las
perturbaciones no medidas, el controlador
normativo aún puede mover los MV a puntos
subóptimos o inapropiados. Debido a que la
estructura de control no coordina al
controlador regulador con el controlador de
supervisión, se considera la convergencia de
solo dos de los tres CV. Shihe et al. propuso
un control de rechazo de perturbaciones
activo para el gasificador Shell.29 La
estructura del controlador seleccionado
adopta dos controladores separados. Un
controlador de carga IGCC determina la tasa
de flujo de oxígeno en función de la demanda
de flujo de gas de síntesis, y un controlador de
gasificador de 2x2 ajusta las tasas de flujo de
carbón y vapor para controlar la temperatura y
el valor calorífico del gas de síntesis,
respectivamente. Se usan dos controladores
proporcionales adicionales para ajustar las
tasas de flujo de carbón y vapor de nuevo en
función del caudal de oxígeno. En el punto de
9. vista del controlador del gasificador 2 × 2, el
caudal de oxígeno se considera como una
perturbación externa y, por lo tanto, sugirieron
un método de control de perturbación activo.
Por lo tanto, las relaciones de carbón a
oxígeno y de vapor a oxígeno solo están
aproximadamente controladas. Sin embargo,
no proporcionaron una justificación para la
estructura de control elegida, aunque los
emparejamientos son contraintuitivos (tasa de
flujo de oxígeno y tasa de flujo másico de gas
de síntesis). Además, las pruebas de rechazo
de perturbaciones no se realizaron.
Además, hay un mito con respecto a la
práctica de control de proporción.
Tradicionalmente, la estrategia de control de
proporción era popular en los procesos de
combustión. La relación de aire (u oxígeno) a
combustible afecta directamente la eficiencia
y las emisiones ambientales. Una relación
aire-combustible superior a la relación
estequiométrica desperdicia combustible
calentando el exceso de aire. Una relación
más baja, por otro lado, conduce a una
combustión incompleta y aumenta la
generación de contaminantes. Teóricamente,
el proceso logra una eficacia máxima cuando
se proporciona aire a un caudal másico
correspondiente a la relación estequiométrica.
Sin embargo, en un proceso de combustión,
es típico suministrar 5-20% de exceso de aire
considerando la mezcla imperfecta y para
evitar una combustión incompleta. Debido a
esta práctica, los operadores pueden pensar
erróneamente que el exceso de suministro de
oxígeno también es seguro y conservador
para el control del gasificador. Esto puede
verse en algunos estudios que indican que se
suministra más oxígeno que el valor óptimo
para asegurar una conversión casi completa
al gas sintético.30-32 Sin embargo, a
diferencia del proceso de combustión, en el
proceso de gasificación, el exceso de oxígeno
no aumenta la probabilidad de completar
conversión a syngas. El suministro excesivo
de oxígeno conduce a la reacción de
oxidación total (CO2) en lugar de oxidación
parcial (CO) y también convierte el monóxido
de carbono (CO) en dióxido de carbono (CO2)
como se indica a continuación:
Por lo tanto, en el proceso de gasificación, el
exceso de oxígeno disminuye el rendimiento
del producto (CO) y genera más calor que
debe eliminarse. Además, en el gasificador de
flujo arrastrado del tipo de alimentación seca,
el oxígeno excesivo podría hacer que el
sistema consuma más vapor para disminuir la
temperatura en la zona de reacción. El vapor
suministrado cambia la composición del gas
de síntesis porque no solo es un moderador
de temperatura sino también un reactivo.
Eventualmente, el suministro excesivo de
oxígeno hace que el sistema sea más
impredecible.
Como resultado, el exceso de suministro de
oxígeno y vapor no ayuda a controlar la
temperatura o el valor de calentamiento del
gas de síntesis. Más adelante en la Sección 4,
se presentarán los resultados de una prueba
de cambio de carga para verificar el
rendimiento de la estrategia de control de
relación fija en situaciones transitorias. Esto
servirá como un rendimiento de referencia con
respecto al cual se evaluarán nuestras
estrategias de control propuestas.
Estrategia de control 2 (CS2): control PID
Multiloop en cascada a los lazos de relación.
En esta estrategia, proponemos agregar un
bucle PI que manipula la tasa de flujo másico
de carbón y dos bucles PI adicionales que
manipulan los puntos de ajuste de los bucles
de relación en la estrategia de control de
relación fija anterior (Figura 3). Esto conduce
a un problema de control de 3x3 mostrado en
la Figura 4. Para verificar la direccionalidad
(es decir, el nivel de acondicionamiento) y el
grado de interacciones, se verificó el número
de condición (CN) de la matriz de ganancia de
estado estacionario. 33 CN fue alrededor de
21, lo que indica interacciones sustanciales,
pero aún es lo suficientemente bajo como para
10. un control descentralizado (como regla
general, un CN inferior a 50 indica que puede
ser factible desacoplar34). Los
emparejamientos entrada-salida se
determinaron sobre la base de la matriz de
matriz de ganancia relativa (RGA), que se
muestra en la Tabla 5. La matriz RGA
indica que solo fue posible un
emparejamiento (para evitar un
emparejamiento con una ganancia relativa
negativa). Los emparejamientos elegidos
fueron (1) tasa de flujo masivo de carbón y
tasa de flujo másico de gas de síntesis, (2)
relación de oxígeno a carbón y temperatura de
gas de síntesis, y (3) relación de vapor a
carbón y relación de gas de síntesis / CO.
Tiene sentido físico que el índice de flujo
másico de gas de síntesis (producto principal)
se ajuste por la tasa de flujo másico de carbón
(alimentación principal). Para asegurarse de
que el emparejamiento elegido sea correcto
no solo en estado estacionario sino en todo el
rango de frecuencia relevante, se verificó el
RGA dinámico (DRGA) (Figura 5) .35,36
DRGA proporcionó el mismo resultado de
emparejamiento que el RGA de estado
estacionario. Como muestra la Figura 5, el
sistema sigue siendo diagonalmente
dominante en todo el rango de frecuencia
probado. El método de sintonía IMC se utilizó
para encontrar la configuración inicial de los
bucles PI, que se ajustaron bien a través de
simulaciones. Una ventaja adicional de
mantener los bucles de relación (en lugar de
romperlos) es que los bucles de relación
proporcionan una especie de acción de control
de avance: Los índices de flujo másico de
oxígeno y vapor se ajustan de forma inmediata
y automática en respuesta a fluctuaciones en
el caudal másico de carbón. Un posible
inconveniente es que requiere dos lazos de
control más para sintonizar y mantener.
Estrategia de control 3 (CS3): control PID
Multiloop con los lazos de relación eliminados.
Para verificar la necesidad de los bucles de
relación, se prueba otra estrategia que elimina
los bucles de relación. En este caso, los tres
bucles PID manipulan directamente las tres
velocidades de flujo de alimentación (Figura
6). El RGA para el sistema 3 × 3 que resulta
de esta estrategia se muestra en la Tabla 6, y
el resultado DRGA se muestra en la Figura 7.
Sobre la base de la RGA.
matriz, los pares elegidos son (1) tasa de flujo
de masa de carbón y temperatura de gas de
síntesis, (2) tasa de flujo másico de oxígeno y
tasa de flujo másico de gas de síntesis, y (3)
tasa de flujo de masa de vapor y relación de
gas de síntesis / CO. Sin embargo, este
emparejamiento es físicamente contrario a la
intuición. El índice de flujo másico de syngas
(producto principal) se ajusta mediante la tasa
de flujo másico de oxígeno (alimentación
secundaria). En este caso, los ajustes en la
tasa de flujo másico de oxígeno pueden
conducir a cambios en la temperatura del gas
de síntesis que a su vez conducen al ajuste
del índice másico de flujo de carbón. Los
emparejamientos son físicamente
contradictorios, pero los resultados RGA de
estado estable y RGA dinámico indican que
las parejas elegidas son la única opción
factible. En la Figura 7, los elementos RGA de
los pares elegidos están indicados por una
línea continua. Al observar las magnitudes de
los elementos RGA solamente, emparejar la
tasa de flujo masivo de syngas (línea amarilla)
con el índice de flujo de carbón (λ11) en lugar
11. de con el índice de flujo de oxígeno (λ12)
parece plausible, pero conduce a elementos
negativos para el el resto de las parejas (λ22
y λ23 son ambos negativos en el estado
estacionario). Además de la falta de intuición,
esto puede conducir a un cierto deterioro en el
rendimiento del control, como veremos en la
simulación.
RESULTADOS
En esta sección, probamos y comparamos los
rendimientos de bucle cerrado de las tres
estrategias de control presentadas en la
sección anterior. Dos escenarios fueron
considerados. El escenario 1 es una prueba
de rechazo de perturbaciones. Dieciocho
variables, que representan las
especificaciones del carbón, se cambian de
forma escalonada (tablas 1 y 2). Durante la
operación del gasificador, la composición del
carbón puede variar ligeramente de su valor
de diseño debido a alguna variabilidad
inherente en la materia prima natural. Las
variaciones en las especificaciones del carbón
actúan como perturbaciones no medidas en el
sistema, que deben ser compensadas. En
este estudio, se selecciona el grado B del
carbón de El Cerrejón como carbón de diseño.
Asumimos que las 18 variables de las
especificaciones de carbón pueden variar
entre el rango de carbones de grado A y C de
grado. Por lo tanto, se prueban dos tipos de
perturbaciones en el Escenario 1: Cambio de
paso de especificación de carbón del grado B
al grado A (Disturbio 1) y el del grado B al
grado C (Disturbación 2). El segundo
escenario es la prueba de cambio de punto de
ajuste. En este estudio, la carga del
gasificador se cambia del 100% al 50% y
luego al 100%, con una tasa del 5% por
minuto.37
Respuesta de bucle abierto. 4.1.1. Escenario
1: prueba de rechazo de perturbaciones. Las
respuestas de bucle abierto del Escenario 1,
donde las composiciones de carbón / ceniza
cambian de aquellas de grado B a grado A
(Disturbio 1) y grado C (Disturbio 2), se
muestran en la Figura 8. Las regiones
coloreadas corresponden a la violación de
límite de acuerdo con el requisitos de control
que establecimos anteriormente. La
perturbación no medida en la especificación
de carbón se introduce en el sistema en la
marca de 2 minutos. El sistema de gasificador
es estable en bucle abierto, pero lleva mucho
tiempo establecerse en un nuevo estado
estable, que se encuentra fuera de las
regiones factibles. Por lo tanto, el control
activo es necesario para satisfacer el requisito
de rendimiento.
4.2. Estrategia de control 1 (CS1): control de
relación fija.
4.2.1. Escenario 1: prueba de rechazo de
perturbaciones. Las respuestas de
ClosedLoop bajo los cambios de perturbación
se trazan en la Figura 9. Bajo la estrategia de
control de relación fija, solo la tasa de flujo
másico de gas de síntesis vuelve al estado
estacionario original. La temperatura del gas
de síntesis claramente viola el límite.
4.2.2. Escenario 2: la prueba de seguimiento
de punto de ajuste. Las respuestas de ciclo
cerrado bajo los cambios de punto de ajuste
descritos en la tasa de flujo másico de gas de
síntesis se muestran en la Figura 10. La tasa
de flujo másico de gas de síntesis rastrea
aproximadamente los cambios del punto de
ajuste; sin embargo,
los errores transitorios en la temperatura del
gas de síntesis y la relación H2 / CO son
significativos, y la alteración en el gasificador
puede llevar a problemas adicionales aguas
abajo. Los errores al cuadrado integrales (ISE)
12. durante la fugacidad se calculan y trazan en la
Figura 15.
4.3. Estrategia de control 2 (CS2): Control PID
Multiloop Asignado a los lazos de relación.
4.3.1. Escenario 1: prueba de rechazo de
perturbaciones. Las respuestas de ciclo
cerrado bajo los mismos cambios de
perturbación se muestran en la Figura 11. La
relación de oxígeno a carbón y las
proporciones de vapor a carbón se ajustan
continuamente mediante los controladores de
circuito externo bajo esta estrategia. El
rendimiento del ciclo cerrado es mucho mejor
ya que todos los CV convergen a su puntos de
referencia sin compensación.
4.3.2. Escenario 2. Las respuestas de ciclo
cerrado bajo los mismos cambios de carga en
la tasa de flujo másico de gas de síntesis se
representan en la Figura 12. Los valores de
ISE representados en la Figura 15 indican que
esta estrategia de control conduce a un ISE
mínimo.
4.4. Estrategia de control 3 (CS3): control PID
Multiloop con los lazos de relación eliminados.
4.4.1. Escenario 1: prueba de rechazo de
perturbaciones. En CS3, donde se eliminan
los bucles de relación, todas las CV también
convergen a sus puntos de ajuste después de
aproximadamente 50 min. El rendimiento es
ligeramente peor pero, sin embargo,
comparable al de CS2 para el escenario de
cambio de perturbación (Figura 13).
4.4.2. Escenario 2: la prueba de seguimiento
de punto de ajuste. En este caso, en
respuesta al cambio de punto de ajuste del
índice de flujo másico de gas de síntesis,
primero se cambia el caudal másico de
oxígeno. El cambio de la tasa de flujo másico
de oxígeno entonces perturba la temperatura
del gas de síntesis, lo que a su vez conduce a
ajustes en la tasa de flujo másico de carbón.
Esta secuencia de control es bastante
incómoda y ciertamente no es intuitiva, pero
se mantiene el control (Figura 14). En el ciclo
de control de relación H2 / CO de gas de
síntesis usando la tasa de flujo másico de
vapor, el MV alcanza el límite bajo dos veces
en el momento marcado de 14 y 18 minutos;
esto hace que los CV fluctúen un poco. En las
otras estrategias, no observamos tal
problema. En términos de ISE (representados
en la Figura 15), podemos ver que los errores
de bucle cerrado son ligeramente mayores
que los de CS2. Podemos concluir que los
bucles de relación se mantienen mejor (como
en CS2), tanto desde los puntos de operación
intuitiva como de rendimiento de circuito
cerrado.
CONCLUSIONES
Se estudiaron tres estrategias de control
para el gasificador de flujo arrastrado del
tipo de alimentación seca. La práctica de
control de gasificador convencional (CS1)
es fijar las proporciones de oxígeno a
carbón y de vapor a carbón durante la
operación (con algunos ajustes
heurísticos adicionales por parte del
operador en el nivel de supervisión). Se
argumentó (y luego se demostró a través
de la simulación) que esta estrategia no es
suficiente para controlar el gasificador
satisfactoriamente frente a las
perturbaciones esperadas y los cambios
de carga, y el control adicional
bucles necesarios para ser instalado.
Exploramos la opción de conectar en
cascada bucles de control PI adicionalesa
los bucles de relación existentes (CS2)
(para controlar las CV) y la alternativa de
13. eliminar los bucles de relación y luego
manipular las tasas de flujo individuales
directamente (CS3). Ambas opciones
dieron como resultado un problema de
control de 3 × 3 en el que los MV son el
carbón, el oxígeno y las velocidades de
flujo de vapor y los CV son la velocidad de
flujo del gas de síntesis, la temperatura del
gas de síntesis y la relación H2 / CO. En
ambos casos, el número de condición del
sistema 3 × 3 fue lo suficientemente bajo
como para considerar que la estrategia de
control multiloop descentralizado (en lugar
de una estrategia de control multivariable
como MPC) era suficiente. Se analizaron
los sistemas MIMO 3 × 3 resultantes, y los
emparejamientos se decidieron usando la
matriz de ganancia relativa (RGA). En cada
opción, los tres controladores PI se
diseñaron utilizando el método de ajuste
IMC y se ajustaron a través de la
simulación. Se demostró en simulación
que todos los CVs fueron controlados
satisfactoriamente por CS1 y CS2 en sus
puntos de ajuste, durante las
perturbaciones en la especificación del
carbón así como también en los cambios
de carga en la tasa de flujo másico del gas
de síntesis. Sin embargo, bajo CS3, se
observaron algunas violaciones de MV de
límite inferior que conducen a
fluctuaciones en los CV durante la prueba
de transición de carga. Además, CS3
condujo a emparejamientos de entrada-
salida que eran contradictorios, lo que
llevó a una secuencia incómoda de
acciones de control durante los cambios
de carga. Además, los controladores de
relación, cuando se mantienen como en
CS2, actúan para proporcionar acciones de
prealimentación, de modo que las
velocidades de flujo de oxígeno y vapor se
cambian de forma estable y predecible de
acuerdo con los cambios en el caudal de
carbón. Por lo tanto, podemos concluir que
la estrategia de control en cascada de CS2
debería ser la mejor opción (entre las tres
estrategias consideradas) para el control
del gasificador. En conclusión, la práctica
común de fijar las relaciones de entrada se
puede mejorar agregando bucles en
cascada para ajustar las relaciones
basadas en las retroalimentaciones de los
CV importantes. Además, la estrategia de
control de relación tiene ventajas para
controlar los flujos de múltiples entradas
del gasificador, lo que produce un efecto
de avance en los cambios de punto de
ajuste.
Otro aspecto importante del control del
gasificador es el control de la capa floja,
especialmente su espesor, ya que su
comportamiento puede tener un impacto
importante en la estabilidad y, por lo tanto,
en la disponibilidad del gasificador. Un
obstáculo importante para controlar el
grosor de la capa floja es que no se puede
medir fácilmente en línea. Sin embargo, la
dinámica de espesores de slack puede
modelarse (como ha sido en nuestro
modelo) y estimarse usando otras
mediciones en línea, lo que resulta en
oportunidades para monitorear y controlar
inferencialmente. Este es nuestro enfoque
actual.
Además, este estudio puede desarrollarse
aún más para abordar los problemas de la
optimización multiobjetivo o el control en
toda la planta de la planta de energía IGCC.
Para hacerlo, se debe agregar la dinámica
de los procesos que suministran los flujos
de entrada del gasificador, como ASU y
caldera.