An Integrated Approach for Scheduling and Real-time Optimization in a Refrigerated Gas Plant

• Main Author: YUSOFF, NOORYUSMIZA
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: 2010
• Subjects: TP Chemical technology
• Online Access: http://utpedia.utp.edu.my/id/eprint/8060/1/2009-An%20Integrated%20Approach%20For%20Scheduling%20And%20Real-Time%20Optimization%20In%20a%20Refrigerated%20Gas%20Plant.pdf; http://utpedia.utp.edu.my/id/eprint/8060/
• Institution: Universiti Teknologi Petronas

Loji penyejukan gas (RGP) menghadapi cabaran-cabaran operasi melalui tiga cara iaitu: 1) di aliran masuk, gas mentah berbilang aliran dicampur-aduk hingga menyebabkan naik-turun dalam kadar aliran dan kandungan gas; 2) di dalam RGP, penutupan tidak berjadual sering terjadi akibat kepincangan peralatan; 3) di hiliran, kualiti produk yang ketat dikuatkuasakan oleh pelanggan-pelanggannya. Dari sudut perniagaan, RGP menandatangani pelbagai perjanjian dengan pengeluar-pengeluar gas mentah. Harga gas mentah berubah bergantung kepada kualiti gas dan tempoh kontrak. Harga-harga gas asli cecair yakni etana, propana, butana dan hasil pemeluwapan diapung kepada nilai-nilai pasaran. Sebaliknya, harga gas asli ditentukan oleh kerajaan. Cabaran-cabaran ini memaksa RGP untuk meningkatkan kecekapan dan seterusnya mempertahankan keuntungan. Satu bidang yang dikenalpasti dalam peningkatan kecekapan ialah semasa perancangan pengendalian. Perancangan sebegini mengemukakan masalah penjadualanjangka pendek dan selanjar di mana sasaran-sasaran dilaksanakan secara langsung oleh alat-alat kawalan regulatori. Walaupun amalan ini diterimapakai sekarang, faedah ekonomi boleh dipertingkatkan dengan kekerapan penilaian semula sasaran-sasaran loji melalui pengoptimuman masa-nyata (RTO). Oleh kerana penjadualan diusahakan pada skala masa yang lebih panjang (hari-minggu) berbanding dengan RTO Gam-hari) dan kawalan (saat-minit), integrasi ketiga-tiga lapisan automasi ini adalah sukar. Tesis ini mencadangkan satu rangkakerja yang menyepadukan penjadualan dan RTO untuk RGP. Pada lapisan atas, satu model dinamik RGP dikemukakan kepada tiga jenis masalah penjadualan yakni aliran masuk, beban, dan mod. Penjadualan aliran masuk merujuk kepada pencampuran pecahan-pecahan tertentu gas mentah yang reridah dan tinggi dengan kandungan hidrokarbon pada kadar loji biasa iaitu 280 tan/jam. Penjadualan beban merujuk kepada mempelbagaikan kadar aliran gas mentah rendah kandungan hidrokarbon sebanyak ±30 tan/jam. Penjadualan mod merujuk kepada mengubah mod pengendalian loji daripada gas asli kepada gas asli cecair, dan seb~liknya. Sasaran-sasaran daripada lapisan penjadualan dinamik dihulurkan kepada' lapisan RTO berkeadaan mantap. Ketidakseragaman antara model dan loji dikurangkan dengan cara menggantikan nilai-nilai pembolehubah utama antara model berdinamik dah modelberkeadaan mantap. Trajektori-trajektori optimum diperolehi menggunakan algoritma pemprograman kuadratik berjujukan dengan kekangan. Trajektori-trajektori ini dilaksanakan secara berasingan oleh skim kawalan ramalan bermodel (MPC) dan alat-alat kawalan berkadar-kamiran (PI) untuk perbandingan. Lapan kajian kes bagi setiap masalah penjadualan dipersembah untuk menunjukkan kemujaraban teknik yang dicadangkan.