Par Nicholas Brownrigg, responsable de la gestion de l'énergie chez AspenTech

Nicholas Brownrigg, responsable de  la  gestion de  l'énergie chez  AspenTech, explique que  les logiciels d'ingénierie dynamique permettent de répondre aux exigences plus strictes relatives aux spécifications techniques des produits grâce à une meilleure maîtrise des problématiques opérationnelles et assurent un démarrage plus rapide et plus fiable de la production pour éviter les interruptions de service non planifiées. Il en résulte une disponibilité et une productivité optimales de l'installation.


Une connaissance approfondie des processus permet de mieux contrôler la production

La compréhension du processus est la première étape de l'élaboration d'une stratégie de contrôle efficace. Pour prescrire une solution, l'ingénieur des systèmes de contrôle doit analyser toutes les variables, la dynamique du processus et les interactions entre les unités. Les modèles de base (stationnaire et dynamique) permettent de mieux comprendre la dynamique du processus et ses interactions. Les ingénieurs peuvent ainsi évaluer et affiner des stratégies avant leur mise en œuvre. Le recours à la simulation dynamique au début de la phase de conception permet d'identifier les problèmes importants d'exploitabilité et de contrôle, et d'ajuster la conception en conséquence.


Les compresseurs utilisés pour augmenter la pression d'un gaz sont nécessaires dans de nombreux modèles de processus. Ces équipements très spécifiques sont souvent conçus sur mesure et, par conséquent, coûteux. Compte tenu de leur comportement dynamique rapide, la moindre perturbation peut très rapidement déstabiliser leur fonctionnement.

En cas de perturbation de son fonctionnement, le compresseur peut subir un phénomène appelé pompage. Cette situation peut entraîner un dysfonctionnement du compresseur ou l'endommager au point qu'il doive être remplacé. En outre, le pompage d'un compresseur peut nuire au personnel travaillant à proximité ou libérer des gaz nocifs dans l'atmosphère environnante.


La simulation dynamique permet de prévoir un dysfonctionnement du compresseur susceptible de provoquer un pompage. Il est également possible de modéliser des systèmes de contrôle dynamique pour limiter les dysfonctionnements si la production est perturbée.


La première étape de toute simulation dynamique consiste à obtenir un modèle d'état stationnaire. Un modèle de compresseur stationnaire montre le fonctionnement d'un compresseur non perturbé. Autrement dit, il montre comment le compresseur fonctionne idéalement s'il n'est pas interrompu, en fonction des paramètres de fonctionnement. Pour générer le modèle de compresseur stationnaire lors de la simulation de processus, il faut définir les flux d'entrée du modèle de compresseur et l'une des trois spécifications techniques suivantes : la variation de pression dans le compresseur, le rapport de pression du compresseur ou l'énergie fournie au compresseur.


Les opérations reposant sur des modèles améliorent l'aide à la décision et à la sécurité

Les compresseurs étant indispensables pour le traitement des gaz et des opérations similaires, il est important  que  les  modèles  intègrent  une  réponse  aux  perturbations  potentielles,  telles  que  le pompage d'un compresseur. Les modèles de compresseur dynamiques peuvent optimiser la conception et les performances opérationnelles pour réaliser les opérations suivantes :
• Analyse de divers scénarios de perturbation du processus

• Ajout d'un système de contrôle adéquat pour répondre correctement aux perturbations du processus
• Études de sécurité du processus

• Réglage précis des paramètres du processus pour améliorer la production


De nombreux ingénieurs des procédés utilisent les solutions aspenONE d'AspenTech pour modéliser des opérations à des fins d'aide à la décision et de sécurité. En particulier, Aspen HYSYS® Dynamics transforme les modèles stationnaires d'Aspen HYSYS en modèles dynamiques. Les ingénieurs peuvent ainsi concevoir et vérifier les systèmes de contrôle de processus, réaliser des études de sécurité, dimensionner et  évaluer  les soupapes de décompression, analyser les  défaillances et
modifier le démarrage, l'arrêt et le mode de fonctionnement. Ils peuvent en outre créer des modèles stationnaires et dynamiques dans le même environnement de simulation, ce qui accélère et simplif ie considérablement ces tâches.


Des résultats numériques et graphiques complets sont générés pour les modèles dynamiques dans

Aspen HYSYS Dynamics, ce qui permet d'effectuer une analyse approfondie de chaque simulation

réalisée. Il est possible de traiter bon nombre des problèmes liés aux compresseurs dans Aspen HYSYS Dynamics, notamment de réduire ou d'augmenter la vitesse d'alimentation du compresseur et de modifier la composition ou les propriétés physiques du courant d'alimentation du compresseur. Il est également possible de modifier les systèmes de contrôle et les paramètres, ce qui permet d'ajuster la régulation du compresseur en fonction des besoins de l'utilisateur. Aspen HYSYS Dynamics est un outil puissant qui peut être utilisé pour assurer un fonctionnement fiable et adéquat des compresseurs d'un processus.


Les ingénieurs sont mieux à même de concevoir des installations plus fiables et plus opérationnelles sans les sur-dimensionner, en apprenant à :
• utiliser la visualisation de données pour optimiser les performances ;

• mettre en œuvre et tester les systèmes de contrôle ;

• planifier des événements pour étudier des scénarios de sécurité et de démarrage, entre autres ;
• transformer les modèles stationnaires en modèles dynamiques pour plus de précision et de flexibilité.


La modélisation dynamique s'avère avantageuse, car elle permet d'économiser 15 millions de dollars en améliorant et en accélérant les procédures de démarrage. De même, en évitant de sur- dimensionner les systèmes de décompression, il est possible de réduire les coûts de 10 millions de dollars, de renforcer la sécurité en améliorant les procédures opérationnelles et d'optimiser la conception des systèmes de contrôle. En outre, le dimensionnement correct des soupapes de décompression offre des avantages non négligeables. Les opérateurs peuvent prendre des décisions de conception plus pertinentes en procédant à une analyse détaillée des compromis entre l'exploitabilité et l'intégration des processus. Des entreprises ont déclaré avoir réalisé d'importantes économies en utilisant Aspen HYSYS Dynamics pour résoudre des problèmes d'ingénierie.


La sécurité et la facilité de contrôle limitent les dysfonctionnements des équipements

La compréhension du comportement dynamique des installations permet d'améliorer considérablement le contrôle et la sécurité de nombreux processus de production dans les industries du pétrole et  du  gaz,  de  l'énergie et des produits chimiques. Il  est extrêmement important de connaître la réponse dynamique d'un compresseur lors de la conception ou de l'exploitation d'un processus. Un logiciel d'ingénierie dynamique est un outil puissant qui permet aux utilisateurs d'effectuer des simulations dynamiques pour obtenir ces informations. Les logiciels de modélisation offrent de nombreux outils permettant de visualiser et de présenter la réponse dynamique des équipements et des contrôleurs, y compris des diagrammes à tracé continu, des tableaux et des courbes de compression. En utilisant Aspen HYSYS et Aspen HYSYS Dynamics correctement et conjointement, il est possible d'éviter le pompage des compresseurs. Autrement dit, une meilleure

compréhension des opérations de production permet aux entreprises de réduire leurs coûts liés au matériel et, surtout, d'assurer la sécurité des personnes.


À propos d'AspenTech


AspenTech est l'un des principaux éditeurs mondiaux de logiciels optimisant les opérations des industries de transformation, notamment dans les secteurs de l'énergie et des produits chimiques, ainsi que d'autres industries qui fabriquent des produits à partir d'un procédé chimique. Les solutions intégrées  aspenONE  permettent  aux  industriels  d'optimiser  leurs  opérations  d'ingénierie,  de production et de logistique en appui sur les meilleures pratiques. Les clients d'AspenTech sont ainsi mieux à même de renforcer leurs capacités, d'améliorer leurs marges, de réduire leurs coûts et d'assurer une utilisation plus efficace de l'énergie. Pour voir comment de grands industriels à travers le  monde  utilisent  les  logiciels  d'AspenTech  pour  optimiser  leurs  opérations,  rendez-vous  sur
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