SMART ENGINEERING SUITE. Tønsberg september 2004 Henrik Dannström, MATOR AS

Transkript

1 SMART ENGINEERING SUITE Tønsberg september 2004 Henrik Dannström, MATOR AS

2 UTFORDRINGER You fix! API, NORSOK, ASME, ANSI, PED, ALARP, NPD, HSE, COMPANY STANDARDS, RVP, BS, DIN, IEC, ISO, NAS, PID, PFD, HAZOP...

3 SEPARASJON - KRONOLOGISK Hendelse Reservoar / brønn Pipeline / riser Choke Manifold / header Separator Rør, ventiler, HX etc Pumper Lagertanker Positiv effekt Koalesens Miksing av kjemikalier Flow utjevning Koalesens Separasjon Utjevning Koalesens, separasjon Trykkøking stabiliserer Separasjon Negativ effekt Slugging Trykkavlasting gir energidissipasjon dråpeoppriving og endrede betingelser Kjemisk inkompatibilitet Falsk trygghet ved tetting og måler feil. Re-emulgering ved dårlig design. Skumming. Tetting, utfelling Skjær - dråpeoppriving Biologisk kontaminering

4 BRUK AV VERKTØY Økt brukervennlighet senker terskelen til å få det til. Tilgjengelig datakapasitet sjelden en hindring for å ta ibruk verktøy. Hva kan skje ved ukritisk bruk? In a display of perverse brilliance, Carl the repairman mistakes a room humidifier for a mid-range computer, but manages to tie it into the network anyway.

5 PROSESSIMULERING Dimensjonering av utstyr og kraft / varme / kjøle behov Forutsi effekten av endrede prosessbetingelser Hjelpemiddel ved valg av utstyr og -innmat

6 CFD - STRØMNINGSMODELLERING Modellering av strømning inne i og utenfor utstyr Forutsi effekten av endrede geometrier eller forhold Hjelpemiddel ved design og valg av utstyr og innmat

7 2D / 3D MODELLERING Design og plassering av strukturer, utstyr, rør, kabler Hjelpemiddel for å optimalisere bygging, drift og vedlikehold

8 IN-HOUSE PROGRAMMER Laget for et begrenset formål Begrenset spredning utenfor det opprinnelige brukermiljø Liten brukerstøtte HP FLARE KO DRUM V-4501 VESSEL DATA Notes: Liquid Mass Flow, M L 85,9 kg/s Diameter, D 3,80 m This program is based mainly on API 521. Vapor Mass Flow, M V 228,9 kg/s T/T Length, L 12,00 m Recommendation for first time users is to read API 521 and Liquid Density, L 809,7 kg/m 3 Start Liquid Level, h L1 1,00 m "Flare KO Drum Sizing" document first. Vapor Density, V 11,67 kg/m 3 Hemi.(1)/Elli.(2) Head, H F 2 Cells that have red dot in top, right corner like this one Vapor Viscosity, V 0,010 cp Inlet Nozzle, DN in 0,60 m contains some additional information that might be of help. Particle Diameter, d 400,0 m Outlet Nozzle, DN out 0,60 m If you want to read it you need to be in the cell and then press Relief time, t 1,5 min Safety margin, L S 1,20 m Shift+F2. R E S U L T S Start (1) Final (2) Critical Vapor Velocity, U VC 2,93 m/s Liquid Level, h L1,2 1,00 1,40 m Total Cross Section Area, A T 11,34 m 2 C(Re) L1, Volume of Cylinder, V C 136,09 m 3 Drag Coefficient, C 0,62 Filled Part of Cylinder, F C1,2 0,21 0,33 Volume of One Head, V H 7,18 m 3 Vapor Volumetric Flow, R V 19,61 m 3 /s Filled Part of Head, F H1,2 0,17 0,31 Volume of Tank, V T 150,46 m 3 Particle Dropout Velocity, U C 0,76 m/s Liquid in Cylinder, V LC1,2 28,60 45,41 m 3 Relief Liquid Volume, V L 9,55 m 3 Liquid in One Head, V LH1,2 1,23 2,20 m 3 Total Liquid Volume, V L2 40,61 m 3 Liquid Volume, V L1,2 31,06 49,81 m 3 Final Liquid Cross Section Area, A L2 3,78 m 2 Final Vapor Cross Section Area, A V2 7,56 m 2 Press this button >> hl2 iter. Particle Dropout Time 3,17 sec CHECK LIST V L2 < 70% V T 33% ok! 3 <= L/D <= 6 3,16 ok! Final Vapor Velocity, U V2 2,60 m/s U V2 < U VC 2,93 ok! Min. Calculated Drum Length, L Cm 8,22 m Min. Required Drum Length, L min 10,02 m L min <= L 12,00 OK! Draw Droplets flow Erase

9 DRIFTSDATA OG FELTMÅLINGER Historikk gir verifikasjon av dynamisk oppførsel. Feltmålinger gir øyeblikksinformasjon om de facto status av utstyr og prosesstrømmer. Feltmålinger gir grunnlag for prosessendringer og kan gi input til re-design. HC A HC B CALCULATED PRODUCED WATER FLOW RATE [m3/h] [m3/h] jul jul jul jul aug aug aug aug-04

10 VERKTØY KOMBINASJON For å få mest mulig ut av et verktøy, kan det være nødvendig å kombinere det med et annet for å få riktig resultat. Eksempel: Hvordan påvirkes helheten av prosessdisiplinens valg?

11 VERKTØY INTEGRERING? Prosess Andre Beregninger/ evalueringer Dokumenter Beregninger Dokumenter Hastighet Trykktap Moment Høyder Internals Inventar Oppholdstid Separasjonsvirkn. grad Blowdown Bevegelser Kjemikaliebehov Cv etc Linjeliste P&ID PFD Dataark API analyse etc Stress Moment Clash Laster Korrosjon Erosjon Effektbehov (HT) Støy Vekt Kost etc Modellering ISO Supporter Dataark Instrumentering MTO Sveising Maling (+isolasjon) Installasjon MC Driftsprosedyrer Inspeksjon etc

12 RIKTIG INPUT DATA 10 Volume (%) Result: Analysis Table Volume (%) ID: Run No: 1 Measured: File: (Result Not Sav ed) Analy sed: :59 Path: C:\SIZERS\ Source: Input Range: 300 mm Beam: 2.40 mm Sampler: Obs': 20.0 % Presentation: 3OHD Analy sis: Poly disperse Residual: % 80 Modifications: None Conc. = %Vol Density = g/cm^3 S.S.A.= m^2/g Distribution: Volum e D[4, 3] = 7.63 um D[3, 2] = 2.96 um D(v, 0.1) = 1.10 um D(v, 0.5) = 5.75 um D(v, 0.9) = um Span = 2.742E+00 Unif ormity = 8.650E-01 Size (um) Volume Under% Size Volume (um) Under% Size (um) Volume Under% Size (um) Volume Under% Particle Diameter (µm.) Particle Diameter (µm.)

13 RIKTIG VERKTØYFORSTÅELSE MATOR AS har utført testing av nye enhetsoperasjoner i prosessimuleringsprogram. Væske / væske hydrosyklon testet: Grunnlag: Typisk offshore case Definert dråpedistribusjon på innløp Definert normale driftsdata (konsentrasjon, PDR, etc) Simuleringsdata evaluert mot feltmålinger

14 RIKTIG VERKTØYFORSTÅELSE (forts.) MATOR AS har utført testing av nye enhetsoperasjoner i prosessimuleringsprogram. Væske / væske hydrosyklon testet: Observasjoner: Ukonvensjonell distribusjonsmodell Geometri data uklart Ukonvensjonell parameterlogikk Vanskelig å oppnå virkningsgrad under 99%... Konklusjon: Ukritisk bruk av verktøy kan føre til feil i design

15 OPPSUMMERING RIKTIG Mange KOMBINASJON ulike verktøy tilgjengelig. GIR BEST RESULTAT VELG Ulike SAMARBEIDSPARTNERE verktøy har ulike funksjoner, SOM og bør KAN håndteres HELHETER av dertil kompetente personer. Riktig bruk av verktøy forutsetter alltid riktige input-data. Input-data må som regel innhentes fra erfaring eller feltmålinger. Bilder og illustrasjoner: Mator AS Statoil Intergraph Consept as Aveva GexCon