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Type: Dissertação
Title: Estudo, desenvolvimento e implementação de um sensor optoeletrônico baseado em Redes de Bragg aplicado a medidas de vazão em sistemas de alívio (Flare) para a indústria de óleo e gás
Author(s)/Inventor(s): Allil, Alexandre Silva
Advisor: Werneck, Marcelo Martins
Abstract: A indústria de óleo e gás é responsável por uma parcela significativa de gases de efeito estufa. Na exploração e produção de gás natural e petróleo, o gás que é queimado em tochas, conhecido como flare ou sistema de alívio, é uma grande fonte de emissão de CO2. Um sistema flare na plataforma de petróleo é uma chaminé de combustão utilizada para queimar o excesso de gases que não podem ser processados ou então aqueles que necessitam ser eliminados durante desligamentos de emergência para evitar o risco de explosões. Além de contribuir para o aquecimento global e as mudanças climáticas, a queima de gás natural é considerada um desperdício de recurso energético valioso e não renovável. Nesse contexto, torna-se evidente a necessidade de quantificar o desperdício de volumes de gás de forma correta e precisa. A medição do fluxo de gás em flares ainda é considerada um desafio pois a sua aferição deve atender a muitas demandas específicas, o que a diferencia de qualquer outra aplicação dentro do ramo de medições de fluxo. O objetivo deste trabalho é apresentar um sensor de vazão baseado em redes de Bragg (FBGs), além da aplicação do algoritmo de correlação cruzada e a técnica de tempo de viagem por ondas de calor. O sistema foi desenvolvido empregando componentes econômicos e pouco intrusivos, capaz de atingir a rangeabilidade da demanda do flare, independentemente da composição do gás, pressão e temperatura.
Abstract: The oil and gas industry is responsible for a significant share of the greenhouse gas emissions. In the exploration and production of natural gas and oil, the gas which is burned in torches, known as flare or relief system, is a huge source of CO2 emissions. A flare system in oil platform is a combustion stack used to burn o excess gases that cannot be processed and gases that have to be eliminated in emergency shutdown to avoid the risk of explosion. In addition to contributing to global warming and climate change, the burning of natural gas is considered a waste of valuable, nonrenewable energy resource. In this context, the need to quantify the waste of gas volumes correctly and accurate is evident. Due to the importance of this fact, frequent publications of regulatory directives are issued, aiming at improving the measurements of gas flow in flare systems. The gas flow measurement in flares is still considered challenging because the measurement has to attend many specific demands, quite different from any other ow measurement application. The objective of this paper is to present a flow rate sensor based on Fiber Bragg Gratings (FBG), cross-correlation and heatwave travel time techniques. The system was developed with inexpensive components and is little-intrusive, capable of attaining the rangeability of the flare demand and independent of gas composition, pressure and temperature.
Keywords: Sensores optoeletrônicos
Fibras ópticas
Redes de Bragg em fibras ópticas
Medição de vazão
Instrumentação eletrônica
Indústria do petróleo
Gases de combustão
Emissões de gases de efeito estufa
Optoelectronic sensors
Optical fibers
Fiber Bragg gratings
Flow measurement
Electronic instrumentation
Petroleum industry and trade
Combustion gases
Greenhouse gas emissions
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO::INSTRUMENTACAO ELETRONICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO::SISTEMAS ELETRONICOS DE MEDIDA E DE CONTROLE
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Oct-2021
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: ALLIL, Alexandre Silva. Estudo, desenvolvimento e implementação de um sensor optoeletrônico baseado em Redes de Bragg aplicado a medidas de vazão em sistemas de alívio (Flare) para a indústria de óleo e gás. 2021. 106 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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