Desarrollo de una herramienta de simulación para estudiar y evaluar la operación y control de una unidad de compresión de gas natural

Abstract

En la industria de producción y acondicionamiento del gas natural, los compresores centrífugos forman parte de los principales equipos industriales utilizados, máquinas que trabajan en un rango limitado de operación, que pueden conllevar a graves o peligrosas consecuencias a causa de la indebida operación de las mismas, hoy en día el estudio y análisis de la operación de estos equipos y su interacción con los demás equipos en una planta de compresión de gas natural, puede ser realizado a través del uso de un simulador dinámico. El presente trabajo tiene como propósito el desarrollo de una herramienta de simulación para lograr este fin, donde se integra el modelado, simulación, control y operación en los ambientes de desarrollo Python y LabVIEW, partiéndose de una simulación construida en un simulador comercial, donde se simula una etapa típica de compresión de gas natural; para la cual se estudiaron los modelos involucrados que describen el comportamiento en estado estacionario y en estado transitorio, con evaluación de propiedades mediante la ecuación de estado de Peng-Robinson en los distintos equipos presentes en la simulación, y se desarrollaron con el paradigma de programación orientada a objetos, una verificación y validación de estos desarrollos se realizó, analizándose la respuesta transitoria ante cambios en las condiciones de operación con respecto al simulador comercial, como también la actuación de los controles capacidad y antisurge para mantener las condiciones de operación ante perturbaciones en el sistema, se desarrolló además, una interfaz de operación de fácil comprensión que puede ser instalada y lista para usarse en un computador, obteniéndose finalmente una herramienta de simulación en tiempo real, que permite estudiar y evaluar la operación y control de una unidad de compresión de gas natural.