Analyse av reguleringsstruktur for LNG-anlegg

For å oppnå en mest mulig lønnsom drift av et LNG anlegg, er det ønskelig at den til enhver tid opererer nærmest mulig sine optimaliserte tilstander. Dette gjelder i nærvær av alle mulig forstyrrelser som kan kunne påvirke en slik prosess. Det finnes flere måter å oppnå optimalisert drift ved forstyrrelser, et eksempel er å kunne reoptimalisere denne prosessen ved hver forstyrrelse. Problemstillingen i denne oppgaven er å oppnå selvoptimaliserende regulering for nedkjølingen av LNG i et slikt anlegg. Selvoptimaliserende regulering er når man ved å holde konstante settpunkter på sine reguleringsvariable kan oppnå nær optimal drift av anlegget, med kun små akseptable tap. Dette innebærer å finne en reguleringsstruktur for anlegget, hvor problemstillingen presentert i denne rapporten er å finne hvilke parametere i modellen som skal måles, hvordan disse parameterene skal kombineres til regulerte variable og hvilke innganger som skal benyttes til å regulere disse, hvor målet da har vært å oppnå selvoptimaliserende regulering. Før en kan begynne med å finne svar på disse spørsmålene, er det viktig å ha en god forståelse for prosessen en ønsker å regulere. Første ledd i denne oppgaven har dermed vært å analysere den aktuelle TEALARC modellen og finne hvilke frihetsgrader som er tilgjengelig. TEALARC er en omfattende modell bestående av to separate kjølesløyfer, og har dermed også mange mulige frihetsgrader. Mulige numeriske problemer i HYSYS gjorde det vanskelig å benytte hele TEALARC modellen, og problemstillingen i oppgaven ble redusert til å kun se på regulering av den ene kjølesløyfen, den som kjøler ned naturgassen til LNG. Dette halverte antall frihetsgrader tilgjengelig. Mye arbeid i denne oppgaven har blitt lagt ned i problemene rundt HYSYS som simuleringsverktøy, da modellen ble lite robust ved overgang fra design til simulering. Det var i utganspunktet tenkte å benytte matematiske metoder for å finne et reguleringsoppsett, da i hovedsak en metode kalt nullromsmetoden. Problemene rundt HYSYS reduserte dette til å kun teste ut aktuelle reguleringsstrukturer opp mot hverandre, og det har blitt gjennomført flere simuleringer med forskjellige sammensetning av innganger og regulerte variable. For simuleringene har det blitt utviklet et brukergrensesnitt i Microsoft Excel ved hjelp av Visual Basic, som setter opp simuleringer i HYSYS gjennom et eksisterende HYSYS-Excel grensesnitt. Det har ikke vært lett å få ut klare svar av simuleringen på hva som er fornuft