48
REP REP Ú Ú BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA UNIVERSIDAD DEL ZULIA DIVISI DIVISI Ó Ó N DE POSGRADO DE INGENIERIA N DE POSGRADO DE INGENIERIA MAESTRIA EN MAESTRIA EN INGENIERIA DE GAS NATURAL INGENIERIA DE GAS NATURAL Detecci Detecci ó ó n y Diagn n y Diagn ó ó stico de Fallas stico de Fallas de de una una Planta de Deshidrataci Planta de Deshidrataci ó ó n de Gas n de Gas Natural Natural por por Absorci Absorci ó ó n con n con T T rietil rietil é é nglicol nglicol Utilizando Utilizando una una Red Neuronal Artificial. Red Neuronal Artificial. PRESENTADO POR: ING. RUBÉN DARÍO PÉREZ PRESENTADO POR: ING. RUBÉN DARÍO PÉREZ (PEQUIVEN) (PEQUIVEN)

Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

  • Upload
    donga

  • View
    214

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

REPREPÚÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELABLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD DEL ZULIAUNIVERSIDAD DEL ZULIA

DIVISIDIVISIÓÓN DE POSGRADO DE INGENIERIAN DE POSGRADO DE INGENIERIA

MAESTRIA EN MAESTRIA EN INGENIERIA DE GAS NATURALINGENIERIA DE GAS NATURAL

DetecciDeteccióón y Diagnn y Diagnóóstico de Fallas stico de Fallas dede una unaPlanta de DeshidrataciPlanta de Deshidratacióón de Gas n de Gas Natural Natural porporAbsorciAbsorcióón con n con TTrietilrietiléénglicolnglicol Utilizando Utilizando unauna

Red Neuronal Artificial.Red Neuronal Artificial.

PRESENTADO POR: ING. RUBÉN DARÍO PÉREZPRESENTADO POR: ING. RUBÉN DARÍO PÉREZ(PEQUIVEN)(PEQUIVEN)

Page 2: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

• H2S (Acido Sulfidrico)

• R-SH (Mercaptanos)

• CO2 (Dióxido de Carbono)

• CO (Monóxido de Carbono)

• COS (Sulfuro de Carbonilo)

• CS2 (Disulfuro de Carbono)

• O2 (Oxigeno)

• Hg (Mercurio)

•• H H22O (AGUA)O (AGUA)

PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL GAS NATURALPRINCIPALES CONTAMINANTES DEL GAS NATURAL

Page 3: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAPROBLEMAS OPERACIONALES CAUSADOS POR EL AGUAPROBLEMAS OPERACIONALES CAUSADOS POR EL AGUA

CCONDONDICIONES DE P y TICIONES DE P y T HIDRATOSHIDRATOSTAPONAMIENTOTAPONAMIENTODE EQUIPOS YDE EQUIPOS Y

LLÍÍNEASNEAS

PRES. GASES ACIDOSPRES. GASES ACIDOS CORROSIONCORROSION DETERIORO DEDETERIORO DELINEAS Y EQUIPOSLINEAS Y EQUIPOS

BAJAS TEMPER.BAJAS TEMPER. CONDENSACIONCONDENSACIONPERDIDA DEPERDIDA DE

CAPACIDAD EN LASCAPACIDAD EN LASLINEAS Y EQUIPOSLINEAS Y EQUIPOS

Page 4: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

EEl l ccontenidoontenido de agua en un gas debe reducirse hasta un de agua en un gas debe reducirse hasta unvalorvalor que generalmente se encuentra establecido por que generalmente se encuentra establecido porlos contratos de compra y venta (frecuentemente 7los contratos de compra y venta (frecuentemente 7 lbs lbsde agua /de agua / mmpcs mmpcs de gas) o por las exigencias de los de gas) o por las exigencias de losprocesos que usarprocesos que usaráán al gas natural como materia priman al gas natural como materia prima(se pueden requerir gases totalmente deshidratados).(se pueden requerir gases totalmente deshidratados).

Page 5: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

DDebeebe garantizarse el funcionamiento correcto y continuo de los garantizarse el funcionamiento correcto y continuo de losequipos en equipos en llos procesos, los cuales con el paso del tiempo seos procesos, los cuales con el paso del tiempo sedeterioran paulatinamente lo que conlleva a la degeneracideterioran paulatinamente lo que conlleva a la degeneracióón deln delfuncionamiento del proceso ocasionando:funcionamiento del proceso ocasionando:

Paradas innecesarias.Paradas innecesarias.

La obtenci La obtencióón de productos fuera de especificacin de productos fuera de especificacióón.n.

Sustituciones de equipos o reactivos a destiempo.Sustituciones de equipos o reactivos a destiempo.

La ocurrencia de eventos catastr La ocurrencia de eventos catastróóficos que puedan llevar noficos que puedan llevar nosolo a la psolo a la péérdida del equipo sino tambirdida del equipo sino tambiéén a causar dan a causar dañños a personas.os a personas.

Todo esto lleva intr Todo esto lleva intríínseco las pnseco las péérdidas econrdidas econóómicas y el retrasomicas y el retrasooperacional que estos eventos suscitaroperacional que estos eventos suscitaríían.an.

Page 6: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIONOBJETIVOS DE LA INVESTIGACION

OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL

Detectar y Diagnosticar Fallas en una Planta deDeshidratación de Gas por Absorción con trietilénglicolUtilizando una Red Neuronal Artificial.

Page 7: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

DESHIDRATACIONDEL GAS NATURAL

Page 8: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PLANTA DE DESHIDRATACION

Page 9: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PROBLEMAS OPERACIONALES DE LA PLANTA

• Separador de Entrada: Malos diseños y problemas delcontrolador de nivel y drenaje permiten la entrada decontaminantes (Agua liquida, hidrocarburos pesados, sales)

•• Absorbedor: Deshidratación insuficiente, contaminaciondel gas seco, formación de espuma y arrastre,precipitación de cloruro de calcio.

• Regenerador: Pérdidas excesivas por vaporizacion, dañoo taponamiento de empaques

• Rehervidor: Contaminación con sales, inclinación,degradación del glicol, inclusión de gases ácidos

Page 10: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PROBLEMAS OPERACIONALES DE LA PLANTA

• Acumulador: Bajo nivel de líquido, Corrosión, Pérdidas delcolchón de gas

•• Intercambiadores de Calor: Deficiencias en la transferenciade calor por ensuciamiento, uso de equipos subdiseñados,corrosión• Separador Flash: Tiempos de residencia inadecuados,Formación de emulsiones y espuma

• Bombas de circulación de glicol: Confiabilidad, Desgastede la Bomba, Sobre circulación de glicol

Page 11: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PROBLEMAS OPERACIONALES DE LA PLANTA

• Filtros: Taponamiento y resquebrajamiento

•• Instrumentación y controles: Ensuciamiento, taponamiento,descalibración.

• Degradación Química del glicol: Oxidación, Polimerización,Saponificación de hidrocarburos pesados

Page 12: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Las Redes Neuronales Artificiales (RNA) sonimplementaciones computacionales que emulan elfuncionamiento del sistema neurológico humano pararesolver problemas que van desde el reconocimientode patrones, procesamiento de señales, hasta eldesarrollo de controladores para la robótica. Por suscaracterísticas, las RNA pueden ser implementadas enla detección y diagnóstico de fallas de procesosquímicos industriales, dado que tales fallas vanasociadas a alteraciones reproducibles de los valoresdeseados para las variables de operación del procesoen estudio

Page 13: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Page 14: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

y1

w11 w12

w1m

yn

X1 X2 Xm

Capasalida

Capaoculta

Capaentrada

REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Page 15: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

xex λ−+=Γ

11)(

RetropropagaciRetropropagacióónn

Page 16: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ALGORITMO DE RETROPROPAGACIÓN

El Algoritmo de retropropagación ajusta los pesos paraminimizar un criterio de error, comenzando con elestablecimiento aleatorio de los pesos, se dan lossiguientes pasos:

• Evaluación de la entradas a la red

• Cálculo del error (mediante el criterio de error)

• Ajuste de los pesos y BIAS

Page 17: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

CRITERIO DE ERROR

2

)( 2∑ −= m

pm

pm Yd

E

Page 18: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

AJUSTE DE PESOS Y BIAS

anterioranteriornuevo www ∇+=

anterioranterior

wEnw

∂∂

−=∇

xnwanterior **δ=∇

n Velocidad de Aprendizaje

Función que representa el error

x Entrada siguiente a un nodo en particularδ

Page 19: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

OPERACIÓN DE REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Fase deEntrenamiento

Fase deGeneracion de

Respuestas

Fase deGeneralización

Se le presentan los Patrones (datos)de entrada y salida. Modificación depesos de las conexiones.

La red genera respuestas a los pa-trones usados durante el entrena-miento.

La red genera respuestas a patronessimilares o nuevos.

Page 20: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

OPERACIÓN DE REDES NEURONALES ARTIFICIALES

AZUL YAZUL YVERDEVERDE

Page 21: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LAS REDESNEURONALES ARTIFICIALES

VENTAJAS

Comportamiento Adaptativo

Capacidad de Filtrado

Potencial para Uso en Línea

Capacidad de Generalizar

Capacidad de Actualización

LIMITACIONES

Largos periodos de Entren.

Gran cant. de datos de Ent.

Etapa de operación nogarantizada

Sencibilidad al daño demedirores

Capacidad de Actualización

Page 22: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

•Modelado

•Simulación

•Manejo de fallas

• Sensores virtuales

• Reconocimiento y clasificación de patrones.

APLICACIONES DE LAS REDES NEURONALESARTIFICIALES

Page 23: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

Optimización de un proceso

Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor yunidades de craqueo catalítico,

Analizadores en línea,

Predicción de propiedades,

Monitoreo de la calidad de productos

Selección de pozos candidatos para incrementar sudesempeño,

Estimación de permeabilidades en pozos,interpretación geológica de datos sísmicos

Page 24: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

FASE EXPERIMENTALDE LA INVESTIGACIÓN

Page 25: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

OBJETIVOS ESPECIFICOSOBJETIVOS ESPECIFICOS

• Realizar la simulación dinámica de la planta dedeshidratación de gas por absorción con trietilénglicol

• Obtener los datos operacionales de cada uno de los equipos,cuando el proceso se encuentra en condiciones de trabajonormal (sin falla)

• Obtener datos operacionales de cada uno de los equipos,cuando alguno de estos falla.

• Determinar la estructura de la Red Neuronal Artificial autilizar.

• Realizar el entrenamiento de la Red Neuronal Artificial conlos datos obtenidos.

• Determinar la eficiencia en la detección y diagnóstico defallas de la Red Neurona

Page 26: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

CONTACTOR

Pump

STRIPPER

F-12

1

6

7

8

9

10

11

12 13 14

15

1617

18

19

20

21

Gas (saturado)

Glicol Limpio

Gas Seco

TEG

30.5221 ft3/sec

147.68 F

152.44 F

149.9 F

303.64 F

14.7 psia 25.7978 ft3/sec

200.52 F

202.34 F

400 F

6 trays

4 trays

REGENERADOR

3 trays

23

D-1424 25

26

373.57 F

990 psia 31.3566 ft3/sec

0.096509 ft3/sec

Gas Seco Producido

X-33

33

34

179 MMSCFD GAS A 990PSIA Y 140F (170 lbs agua/MMSCF) sale a unpromedio de 2.10 lbs agua/MMSCF. Simulador DESINGII - WINSIM INC

Page 27: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

Disminución del área de transferencia de calor porensuciamiento, intercambiador gas-glicol

8Inundación o espuma en el absorbedor7

Disminución del área de transferencia de calor porensuciamiento, intercambiador glicol-glicol

6Caída de presión insuficiente en la válvula V-65Caída de presión insuficiente en la válvula V-94

Variación del caudal del gas de despojamiento, porproblemas en el divisor de caudal de gas seco

3

Disminución del área de transferencia de calor delCondensador por ensuciamiento

2Temperatura de regeneración de glicol inadecuada1

DESCRIPCIONFALLA

CREACION DE BASE DE DATOS: 7000 DATOS

Page 28: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LAS VARIABLES DEL PROCESOUTILIZADAS PARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL

ARTIFICIAL

• Cada variable que integra los patrones, (presión y temperatura de cadacorriente), fue analizada gráficamente con el objeto de identificar cuálesde esos datos presentan modificaciones a medida que se presentabanfallas en los equipos de la planta, y cuáles permanecen constantes opresentan duplicidad con otros datos. Software utilizado ExcelMicrosoft.

• Escalamiento de los datos seleccionados. Software utilizado ExcelMicrosoft.

Page 29: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA Y ENTRENAMIENTO DE LARED NEURONAL ARTIFICIAL

La determinación de la estructura de la red neuronal mas eficiente y suentrenamiento son tareas que se llevan a cabo en paralelo. Lasinvestigaciones que se han realizado con respecto a la estructura delas redes neuronales tienen una base netamente empírica; el númerode capas intermedias y el número de neuronas en cada capa intermediason parámetros de diseño que suelen ser escogidos por tantéo.

Page 30: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

VECTORES DE SALIDAS DESEADAS PARA LA RED NEURONAL

1-1-1-1-1-1-1-1FALLA 8-11-1-1-1-1-1-1FALLA 7

-1-11-1-1-1-1

Y4

-11-1-1-1-1-1

Y5

1-1-1-1-1-1-1

Y6

-1-1-1-1-1-1-1

Y7

-1-1-1-1FALLA 6-1-1-1-1FALLA 5-1-1-1-1FALLA 4-11-1-1FALLA 3-1-11-1FALLA 2-1-1-11FALLA 1-1-1-1-1NORMAL

Y8Y3Y2Y1COND.OPE.

Page 31: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

PARA DETERMINAR LA ESTRUCTURA Y REALIZAR ELENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL SE UTILIZÓUN SOFTWARE DE LA COMPAÑÍA NORTEAMERICANA ARDCORPORATION LLAMADO PROPAGATOR, CON EL CUÁL SEPUEDEN ESTRUCTURAR Y ENTRENAR REDES NEURONALES DELTIPO PERCEPTRÓN DE CAPAS MÚLTIPLES, UTILIZANDO ELALGORITMO DE RETROPROPAGACIÓN COMO ALGORITMO DEENTRENAMIENTO. DICHO SOFTWARE LE DA AL USUARIO LAPOTESTAD DE ESCOGER EL NÚMERO DE CAPAS OCULTAS DE LARED, EL NÚMERO DE NODOS POR CAPA, LAS FUNCIONES DEACTIVACIÓN A UTILIZAR EN CADA CAPA, LA VELOCIDAD DEAPRENDIZAJE Y EL FACTOR DE MOMENTO, ASÍ COMOESTABLECER EL NÚMERO DE CICLOS DE ENTRENAMIENTO ENTREOTROS.

Page 32: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA EN LADETECCIÓN Y DIAGNÓSTICO DE FALLAS DE LA RED

NEURONALPara determinar la eficiencia en la detección y diagnóstico defallas de cada una de las redes propuestas en esta investigación,se procedió a tomar al azar una muestra de los diferentesconjuntos de datos (condiciones de fallas de los distintos equiposy la condición normal de operación, los cuales no fueron incluidospara el entrenamiento de la red), y le fueron presentados a la redneuronal. De esta forma, se verificaba la coincidencia en ladetección y el diagnóstico de las fallas por parte de la redneuronal. De la misma forma, el software Propagator posee lacapacidad de hacer esta verificación al presentarle a la red la seriede datos seleccionados para la prueba y calcula el errorcuadrático medio entre la respuesta generada por la red y larespuesta que se debe generar.

Page 33: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

RESULTADOS DE LAINVESTIGACIÓN

Page 34: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

DATOS DEL PROCESO UTILIZADOS PARA CREAR LOSPATRONES DE ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL

ARTIFICIAL.

CONTACTOR

Pump

STRIPPER

F-12

1

6

7

8

9

10

11

12 13 14

15

1617

18

19

20

21

Gas (saturado)

Glicol Limpio

Gas Seco

TEG

30.5221 ft3/sec

147.68 F

152.44 F

149.9 F

303.64 F

14.7 psia 25.7978 ft3/sec

200.52 F

202.34 F

400 F

6 trays

4 trays

REGENERADOR

3 trays

23

D-1424 25

26

373.57 F

990 psia 31.3566 ft3/sec

0.096509 ft3/sec

Gas Seco Producido

X-33

33

34

23 CORRIENTESINVOLUCRADAS

Manning et Al. “Guidelines for Glycol Dehydrator Desing Part 1-2”Hydrocarbon Processing, January 1993.

Page 35: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

DATOS DEL PROCESO UTILIZADOS PARA CREAR LOSPATRONES DE ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL

ARTIFICIAL.

Agua de enfriamiento saliendo del condensador33Gas de despojo y vapores de glicol y agua entrando al regenerador26

Glicol pobre saliendo del contactor de gas de despojo23Mezcla vapor-glicol salida del condensador21

Mezcla vapor-glicol tope del regenerador19Glicol saliendo del rehervidor18

Glicol pobre a la descarga de la bomba17Glicol pobre saliendo del intercambiador glicol-glicol16

Glicol rico entrando a la columna regeneradora14Glicol riso salida del intercambiador glicol-glicol13

Glicol rico entrando al tanque flash10Entrada de glicol pobre al absorbedor09

Salida de gas seco, intercambiador gas-glicol07DESCRIPCIONCORRIENTE

Page 36: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS DATOS DEL PROCESOUTILIZADOS PARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL

ARTIFICIAL

Comportamiento de las Presiones en Condiciones Normales. Nivel de Presiones Alto

984

986

988

990

992

994

996

998

1000

1002

MEDICIONES

PRES

ION

LPC

A

P 7

P 17

P 9

VARIACIÓN DE LAS PRESIONES DE OPERACION EN FUNCION DE LA FALLAS. ALTAS PRESIONES

988

991

994

997

1000

1003

FALLA 1

FALLA 2FALLA 3FALLA 4FALLA 5FALLA 6FALLA 7FALLA 8

FALLA

PRES

ION

(LPC

A)

P7

P9

P17

Page 37: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS DATOS DEL PROCESOUTILIZADOS PARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL

ARTIFICIAL

Comportamiento de las Presiones en Condiciones Normales. Nivel de Presiones Bajo

05

101520253035404550

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106

113

MEDICIONES

PRES

ION

LPC

A

P10

P13

P14

P16

P18

P19

P21

P23

P26

P33

VARIACION DE LAS PRESIONES DE OPERACION EN FUNCION DE LAS FALLAS. BAJAS PRESIONES

0

10

20

30

40

50

60

70

FALL

A 1

FALL

A 2FA

LLA 3

FALL

A 4

FALL

A 5FA

LLA 6

FALL

A 7FA

LLA 8

FALLA

PRES

ION

(LPC

A)

P10

P13

P14

P16

P18

P19

P21

P23

P26

P33

Page 38: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS DATOS DEL PROCESO UTILIZADOSPARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL

CONDICIONES NORMALES NIVEL DE TEMPERATURAS MEDIAS

100.00110.00120.00130.00140.00150.00160.00170.00180.00190.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

Medición #

TEM

P. (°

F)

T7

T9

T10

T16

T10

T33

T17

Variacion de la Temperatura en función del tipo de Falla.Nivel de Temperaturas Medias

100.0000115.0000130.0000145.0000160.0000175.0000190.0000205.0000

falla

1

falla

2

falla

3fal

la 4

falla

5fal

la 6

falla

7FA

LLA 8

Falla

T (°

F)T7

T9

T10

T16

T17

T33

Page 39: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

Variacion de la Temperatura en funcio del tipo de Falla.Nivel de Temperaturas Altas

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

450.00

falla

1

falla

2

falla

3

falla

4

falla

5

falla

6

falla

7FA

LLA 8

T13

T14

T18

T19

T21

T23

T26

ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS DATOS DEL PROCESO UTILIZADOSPARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL

CONDICIONES NORMALES TEMPERATURAS ELEVADAS

200.00

240.00

280.00

320.00

360.00

400.00

440.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

Medición #

TEM

P. (°

F)

T13T14T18T19T21T23T26

Page 40: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS DATOS DEL PROCESO UTILIZADOSPARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL

Contenido de Agua en el gas Seco. Condiciones Normales de Funcionamiento

0.0000

2.0000

4.00006.0000

8.0000

10.0000

12.0000

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53

Medición #

Lbs

H2O

/MM

PCS

Variacion del Contenido de Agua en el Gas por Fallas Presentadas en la Planta

0.0000

2.0000

4.0000

6.0000

8.0000

10.0000

12.0000

Falla

Lbs.

H2O

/MM

PCS

Page 41: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LOS DATOS DEL PROCESO UTILIZADOSPARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL

TEMPERATURAS AFECTADAS POR LA PRESENCIA DE LAS FALLASPROPUESTAS

XXX

9

X

XXX

10

XXX

X

X13

XXX

XXX

X14

XXX

X

X16

XXX

X

X17

X18

XXX

XXX

X19

XXX

XXXX21

XX

XXXX23

X

XXXX26

X

X

XXX

X33

XXFALLA 8XFALLA 7XXFALLA 6

FALLA 5XFALLA 4XFALLA 3

FALLA 2XFALLA 1

CA7

Page 42: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ESTRUCTURA Y ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL

0.000E+002.000E-074.000E-076.000E-078.000E-071.000E-061.200E-061.400E-061.600E-061.800E-062.000E-06

Error

5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

# Neuronas

Falla # 1. Error producido por la Variación del Numero de Neuronas en la Capa Interna.

V.A.= 0.09

1.18E-06 1.12E-06 9.50E-07 6.30E-07 3.60E-07

2.10E-02

0.00E+00

5.00E-03

1.00E-02

1.50E-02

2.00E-02

2.50E-02

Error

0.08 0.09 0.10 0.20 0.30 0.40

Vel. Aprendizaje

Falla # 1. Error producido por la Variacion de la Velocidad de Aprendizaje. Estructura (11-7-2)

Page 43: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ESTRUCTURA Y ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONAL ARTIFICIAL

6.600E-077.500E-07

4.200E-074.400E-075.100E-075.400E-07

0.000E+00

1.000E-072.000E-073.000E-074.000E-07

5.000E-076.000E-077.000E-078.000E-07

Error

2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

# Neuronas

Falla # 2. Error producido por la Variación del Numero de Neuronas en la Capa Interna.

V.A.=0.1

5.00E-074.20E-07

2.30E-07 1.70E-07

1.20E-07

0.00E+005.00E-081.00E-071.50E-072.00E-072.50E-073.00E-073.50E-074.00E-074.50E-075.00E-07

Error

0.09 0.10 0.20 0.30 0.40

Vel. Aprendizaje

Falla # 2. Error producido por la Variacion de la Velocidad de Aprendizaje. Estructura (2-4-2)

Page 44: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

ESTRUCTURA Y ENTRENAMIENTO DE LA RED NEURONALARTIFICIAL.

8.100E-07 8.300E-07

1.080E-06 1.090E-06

1.330E-061.480E-06

0.000E+002.000E-074.000E-076.000E-078.000E-071.000E-061.200E-061.400E-061.600E-06

Error

9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 16.00

# Neuronas

Error producido por la Variación del Numero de Neuronas en la Capa Interna.

V.A.= 0.1

1.21E-06 8.10E-07 9.10E-07

2.57E+00

0.00E+00

5.00E-01

1.00E+00

1.50E+00

2.00E+00

2.50E+00

3.00E+00

Error

0.08 0.100 0.12 0.20

Vel. de Aprendizaje

Error producido por la Variacion de la Velocidad de Aprendizaje.

Page 45: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA EN LA DETECCIÓN Y DIAGNÓSTICODE FALLAS DE LA RED NEURONAL.

101212810012127100121261001212510012124100121231001212210012121%DETECTADOMUESTRAFALLA #

ERROR CUADRÁTICO MEDIO= 2.5x10-7.

Page 46: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

CONCLUSIONES

Page 47: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,

CONCLUSIONESCONCLUSIONES1) Las Redes Neuronales Artificiales representan una alternativa económica yeficiente para el control de las operaciones de una planta deshidratadora ya que enesta investigación se demostró que es posible detectar y diagnosticar con granefectividad la ocurrencia de fallas en una planta de deshidratación de gas naturalmediante absorción con trietilénglicol, utilizando redes neuronales artificialesdebidamente entrenadas.

2) Con el sistema propuesto es posible detectar fallas que pueden ser obviadas porlos ingenieros y operadores debido a las gran cantidad de variables involucradas en elproceso.

3) Con el sistema propuesto se pueden detectar fallas en estado incipiente, es deciren estados donde ni los instrumentos de medición pueden detectar la ocurrencia de lamisma.

Page 48: Presentación de PowerPoint - venezuelagas.net · Diagnóstico de fallas en intercambiadores de calor y unidades de craqueo catalítico, Analizadores en línea, Predicción de propiedades,