Internal model control applied to a biphasic separator under slugging disturbance - Franke, Maria Eduarda (2022)
Este trabalho apresenta a implementação de uma estratégia de controle que mantém o nível de fluído de petróleo, dentro de um separador bifásico, em condições estáveis na presença de golfadas no fluxo de gás e líquido na entrada do separador. Uma importante etapa da produção de petróleo e gás é a separação das fases do hidrocarboneto proveniente do reservatório, para que elas atendam os requisitos da indústria de petróleo e gás. A primeira separação ocorre durante o processamento primário, em um vaso separador gravitacional. Em unidades offshore, é comum que o fluxo do fluido apresente um comportamento oscilatório de pressão e nível, caracterizado por escoamento de gás e líquido em golfadas provocando uma queda na eficiência operacional do separador. Portanto, é conveniente implementar um controle de malha fechada com o intuito de manter o nível do separador estável. Neste trabalho é desenvolvido um controlador proporcionalderivativo (PD) baseado no método de Modelo Interno de Controle (ICM) para atuar nas válvulas de descarga de líquido e de gás do separador. No desenvolvimento desta estratégia de controle, encontrou-se que a planta do separador resulta em funções de transferência acopladas, as quais são representadas no espaço de estados e, na sequência, transformadas em funções de transferência desacopladas. A implementação da planta controlada em malha fechada foi realizada no Scilab, software livre, considerando o nível de fluido de petróleo no separador como variável controlada e as variáveis manipuladas sendo as aberturas das válvulas de descarga de gás e líquido. Neste trabalho é calculada uma família de controladores PD, diversos pares de ganhos proporcionais e derivativos, que atendem a estabilidade do nível, porém a escolha do par ótimo está fora do escopo deste trabalho. Para cada controle PD obtido, observam-se diferentes comportamentos da saída, porém o nível apresenta comportamentos estáveis em todos os casos