Fault detection and data validation in refinery power production
Rafinerideki güç üretiminde hata tespiti ve veri doğrulaması
- Tez No: 355312
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERKAN KINCAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: buhar kazanları, modelleme, veri birleştirme, steam boilers, modeling, data consolidation
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Güç üretim tesislerinde, buhar üretmek ve elektrik elde etmek için kazanlar, buhar türbinleri ve gaz türbinleri ana ekipman olarak kullanılır. Kazanlarda, üretim hattından gelen yakıt yakılarak açığa çıkan enerji kullanılarak buhar üretilir. Üretilen bu yüksek basınçlı buhar, buhar türbinlerinde daha düşük basınca indirgenirken elektrik üretilir. Ortaya çıkan orta ve düşük basınçtaki buhar, rafineri proseslerine gönderilir. Gaz türbinlerinde ise yakıtın yakılmasıyla açığa çıkan enerji kullanılarak sıkıştırılmış hava ile yine elektrik üretilir. Bu çalışmada, buhar üretim ekipmanlarının verimliliklerinin modellenmesi, ve ekipmanların performanslarını izleyerek en uygun şekilde bu ekipmanların kullanımının sağlanması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, endüstriden alınan geçmiş veriler incelenmiştir. ASPEN bilgisayar programı referans alınarak her birim için kütle ve enerji denkliği yapılmışır. Sonrasında, MATLAB bilgisayar programı kullanılarak tesisteki duruma uyarlanmıştır. Bu analizlerde, kümelenme metodu kullanılmıştır. Geçmiş verilerin modellenme ve analiz sonuçları, hangi sensörlerin kalibrasyona ihtiyaç duyduğu ve veri bütünlüğü sorunlarının çözümü hakkında önerilerde bulunmamızı sağlamaktadır. Bu çalışmada ele alınan durumda, kütle denkliğini sağlamak için baca gazındaki oksijen miktarı sensörünün doğru olduğu kabul edilip kazana giren yanma havası miktarının hesaplanması öngörülmüştür. Enerji denkliğini sağlamak için, kritik bölgelerde ısı kaybının ya da ısı kazancının olmadığı sanal eşanjörler tanımlanmıştır. Bu kısıtlamalarla, tesisin 3 aylık veri seti düzeltilmiştir. Veri bütünlüğü sağlandıktan sonra, üretim hattındaki çoklu kazanların verimleri incelenmiştir. Bu verim değerleri, ekipmanların optimizasyonu için genel optimizasyon çerçevesinde güvenle kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
In refinery utility generation, boilers, steam and gas turbines are the primary equipment, producing steam as well as electricity. In boilers, high pressure steam is produced by combustion of a mixture of waste gases from the production line and natural gas – called fuel gas. The steam is at relatively high pressures and is then reduced to lower pressures in steam turbines. The resulting medium and low pressure steam are sent to the refinery for use in processes. In a gas turbine, electricity is produced by compressed air using energy released from combustion of natural gas. In this study, the aim is to model the efficiencies of the steam production equipment, tracking their performance in an effort to optimize the equipment utilization. For this purpose, historical data from a refinery are verified. Material and energy balances are checked on individual units using ASPEN software to verify the data as a reference. Then, MATLAB software is used to adapt our situation in the plant. In these analyses, clustering methods are used. Results of the model and analysis of historical data allows us to make recommendations on which sensors need to be calibrated and how data integrity issues can be resolved. In the examined case, it was postulated that oxygen sensor at the stack gas line was accurate and then combustion air flow calculation was set forth to check mass balance. To check energy balance, some imaginary heat exchangers are defined at critical locations for which there should be no net heat loss/gain. Based on these restrictions, the dataset of the plant over a period of 3 months was corrected. After ensuring data integrity, efficiency values of multiple boilers in production are analyzed. These efficiency values can be used reliably in an overall optimization scheme to optimize equipment usage.
Benzer Tezler
- Digital oil refinery: Utilizing real-time analytics and cloud computing over industrial sensor data
Başlık çevirisi yok
ATHAR KHODABAKHSH
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÖzyeğin ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL ARI
- Lityum iyon bataryalarda parça ömür kestirimi
Calculating remaining useful life of lithium-ion batteries
FERHAT MAÇİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALMAN KURTULAN
- Dağıtık üretim güç sistemlerinde geliştirilmiş oylama modeli tabanlı arıza tespiti ve sınıflandırması
Improved voting model based fault detection and classification in distributed generation power systems
FEVZEDDİN ÜLKER
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET KÜÇÜKER
- Sensor validation and fusion for system monitoring
Sistem gözetiminde sensör doğrulama ve bilgi birleştirme
SADRA MOUSAVI
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Condition monitoring and fault detection for electrical power systems using signal processing and machine learning techniques
Sı̇nyal ı̇şleme ve makı̇ne öğrenme teknı̇klerı̇ kullanılarak elektrı̇k güç sı̇stemleri ı̇çı̇n durum ı̇zleme ve arıza belirleme
YASMIN NASSER MOHAMED
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER