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Previous issue date: 2017-05-25 / A garantia de escoamento no transporte de petróleo se tornou um assunto de estudo desde que a extração de petróleo atingiu poços em águas ultra profundas. Dentre os desafios, a deposição de sólidos nos dutos de transporte, que aparecem devido ao resfriamento do sistema quando ocorre uma parada de linha, causando um bloqueio parcial ou total nos dutos e consequentemente gastos inesperados. Métodos como inibidores químicos ou o Sistema de geração de nitrogênio são utilizados para prevenir o depósito de sólidos, mas seu controle de dosagem e eficiência são difíceis de mensurar. O sistema Pipe-in-Pipe (PIP) é uma tecnologia desenvolvida que combina a utilização do isolamento térmico e do aquecimento ativo dos dutos para controle da temperatura, evitando que o PIP atinja a temperatura de formação dos sólidos. Assim, esta dissertação propõe um sistema de controle de temperatura utilizando um controlador preditivo baseado em modelo associado ao filtro de partículas (PF-MPC) para prevenir a queda de temperatura no PIP. Este esquema de controle associa a redução da incerteza de medição da temperatura feita pelo filtro de partículas (PF) com a manipulação ótimo do fluxo de calor gerado no aquecimento ativo necessário para evitar o resfriamento do PIP. O PF-MPC utiliza o modelo matemático do PIP para prever sua temperatura dentro de um horizonte de predição futuro, a partir da medição em um único ponto do PIP, é feito o cálculo da ação de controle no instante atual a fim de prevenir a queda da temperatura. O controlador estima o fluxo de calor ideal que deve ser aplicado, reduzindo os custos econômicos relacionados ao consumo energético do aquecimento ativo. Os resultados obtidos mostram que o PF-MPC permite um bom desempenho no controle da temperatura, mantendo seu objetivo de reduzir as perdas econômicas nas linhas de transporte.
Palavras chave: Pipe-in-Pipe, Estimação de Estado, Filtro de Partículas, Controlador Preditivo Baseado em Modelo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace2.ufes.br:10/9748 |
| Date | 25 May 2017 |
| Creators | DELLACQUA, V. S. |
| Contributors | DUTRA, J. C. S., Vinícius B. Soares, CATABRIGA, L., SILVA, W. B. |
| Publisher | Universidade Federal do Espírito Santo, Mestrado em Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFES, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFES, instname:Universidade Federal do Espírito Santo, instacron:UFES |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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