Tilbake til søkeresultatene

PETROMAKS2-Stort program petroleum

Digital Twin for Optimal Design and Operation of Compact Combined Cycles in Offshore Oil and Gas Installations

Alternativ tittel: Digital tvilling for optimal design og drift av kompakt dampsyklus på offshore oilje og gass installasjoner

Tildelt: kr 9,6 mill.

Målet med DIGITAL TWIN er å utvikle de underliggende modellene nødvendig for å designe en digital tvilling for en offshore damp syklus med mål om å optimalisere effektivitet og driftssikkerhet. Den digitale tvillingen vill bli designet for bruk i nye installasjoner for å simulere drift av damp sykluser før innstallering i tillegg til for eksisterende felt. Her kan eksisterende damp sykluser bli driftet på en mer effektiv måte med høyere driftssikkerhet. Dette kan resultere i en mer utstakt implementering av damp sykluser i offshore olje og gass produksjon, noe som vil kunne øke energieffektivitet og redusere drivstoff forbruk og CO2 utslipp med opp til 25%. En kartlegging vil bli gjort av hvilke modeller som kan bli inkorporert i en digital tvilling for en dampsyklus. Dette vil bli gjort gjennom tett samarbeid mellom forskere, sluttbrukere og leverandører. Modellene kan være både transiente og termiske modeller. Det er sannsynlig at transiente modeller vil bli mere relevante fremover siden bunnsyklusene i fremtiden muligens skal kunne operere sammen med fornybare energikilder som vindkraft. Dette betyr at syklusen vil måtte starte hurtig når vinden avtar. Viktige spørsmål er hva er KPI er i fremtidige systemer. Drifts utfordringer kan inkludere stadig mer varierende varme og kraft behov som kan kreve bedre estimering av gjenværende liv, slitasje på utstyr og vedlikeholds plan. Tidligere har sprekkdannelser i varmevekslere og andre tekniske problemer ført til dårlig drifts sikkerhet av offshore damp sykluser. En digital tvilling vil være i stand til å simulere drift av dampsyklusen for å optimalisere prosess parameterne og forbedre driftssikkerhet. Den vil derfor være av nytte både i fremtidens energisystem og for eksisterende systemer. Et nytt feilsøkings system vil også bli utviklet. Kjernen av dette systemet vil være et nytt sensor design og signal prosesserings system. Gjennom økt digitalisering kan en redusere bemanning og driftskostnader på platformene.

The goal of DIGITAL TWIN is to develop modelling software necessary to design a digital twin for an offshore bottoming cycle with respect to optimizing its operational efficiency and reliability. The digital twin will be designed for use in greenfield applications to help simulate operations of bottoming cycles before installation as well as for brownfield cases, where existing bottoming cycles can be run in a more efficient way with higher operational reliability. This can result in more widespread implementation of steam cycles in offshore oil and gas production which will increase energy efficiency and reduce fuel consumption and CO2 emissions by up to 25% Through close collaboration between researchers and the end users as well as potential vendors, a mapping will be performed of the key physics models to be incorporated into a digital twin of a steam cycle. These can be both transient and thermal models and it is likely in the future that transient models will be more relevant, as the cycles may operate in conjunction with intermittent renewable energy sources like wind power. This means that the cycle will have to perform rapid start up when the wind dies down. Key questions include what are the important KPIs in the future systems. Operational challenges may include increasingly variable heat and power demand which may trigger needs for more estimations of remaining lifetime, current equipment degradation rate and maintenance schedule. Previously cracking of heat exchangers and other issues have lead to poor operational reliability of offshore steam cycles. A digital twin will be able to simulate running of the steam cycle to optimize these parameters and improve operational reliability and will thus be useful both to the future offshore energy system and those that exist today. A novel early fault detection system will also be developed. At the core of this system will be a novel sensor scheme and a signal processing system.

Aktivitet:

PETROMAKS2-Stort program petroleum