A Dragon LNG, um dos principais terminais de gás natural liquefeito do Reino Unido, enfrentava um dilema bem óbvio. A instalação, capaz de enviar quase 300 GWh de gás natural por dia, estava funcionando dentro dos parâmetros de projeto seguros, mas essa operação conservadora significava que o potencial de economia de custo e energia continuava inexplorado. Em um contexto de pressão da rede elétrica variável e composições de carga de GNL diversas, os operadores mantiveram equipamentos extras em funcionamento e garantiram amplas margens de segurança. Embora isso garantisse a constância da produção, resultava também em maior consumo de energia. Com o objetivo de ser uma instalação sem emissões de carbono até 2029, a redução do consumo desnecessário de energia tornou-se uma prioridade urgente.
Para solucionar este problema, a Dragon LNG fez uma parceria com a AtkinsRéalis, uma empresa global de engenharia e serviços de infraestrutura, para uma nova abordagem. A empresa AtkinsRéalis combinou o AVEVA™ Process Simulation, o AVEVA™ PI System e o AVEVA™ PI Vision™ e implementou um gêmeo digital industrial para otimizar a rede de produção, compressão e logística da Dragon LNG de ponta a ponta.
Desafios
Havia potencial para redução de custos operacionais, mas não estava claro como fazer isso.
O projeto original e as instruções para o operador eram excessivamente conservadores.
Grandes volumes de produção exigiam alta confiança na qualidade do resultado final.
Resultados
$ 1 mi
de economia de energia identificada
A confiança nos resultados permite um modelo comercial de economia e participação
desenvolvemos uma nova oferta comercial para implementar um gêmeo digital para otimização de processos em tempo real em outras instalações do cliente
Esta ilustração de um processo comum de terminal de GNL representa os principais sistemas operacionais que devem ser equilibrados e otimizados para garantir o uso eficiente de energia e o fornecimento confiável de gás.
A Dragon LNG, um dos principais terminais de gás natural liquefeito do Reino Unido, enfrentava um dilema bem óbvio. A instalação, capaz de enviar quase 300 GWh de gás natural por dia, estava funcionando dentro dos parâmetros de projeto seguros, mas essa operação conservadora significava que o potencial de economia de custo e energia continuava inexplorado. Os operadores seguiram as diretrizes do projeto original que priorizam a cautela garantindo, acima de tudo, a confiabilidade e a qualidade do gás. Em um ambiente onde a pressão da grade oscila e cada carga de GNL que chegava tinha uma composição química ligeiramente diferente, a prática padrão era manter equipamentos extras ligados e margens de segurança generosas. Embora essa abordagem garantisse a produção, também implicava um maior consumo de energia. A administração suspeitava que fosse possível ganhar muita eficiência mas não estava claro como concretizar isso sem comprometer o desempenho do terminal. E com o propósito da Dragon LNG de se tornar uma instalação sem emissões de carbono até 2029, encontrar uma forma de reduzir o consumo desnecessário de energia tornou-se uma prioridade urgente.
Encontrar uma forma de reduzir o consumo desnecessário de energia tornou-se uma prioridade urgente. A Dragon LNG recorreu à AtkinsRéalis em busca de uma nova abordagem. AtkinsRéalis: empresa global de serviços de engenharia e infraestrutura, procurava transformar a forma como as instalações industriais otimizam o desempenho em tempo real. A equipe da AtkinsRéalis propôs uma ideia ousada: utilizar um gêmeo digital ao vivo da instalação da Dragon LNG para testar e identificar as configurações operacionais ideais em tempo real. Em vez de seguir apenas diretrizes conservadoras, os operadores da Dragon LNG receberiam recomendações baseadas em dados, fundamentadas em um modelo virtual da instalação sempre atualizado. Este foi um ponto de virada nas operações da Dragon LNG. Com a adoção das ferramentas avançadas de simulação de processos e visualização de dados da AVEVA, o terminal passaria de ajustes estáticos, baseados na experiência, para uma otimização dinâmica, orientada por modelos.
A AtkinsRéalis combinou o AVEVA Process Simulation com o AVEVA PI System. Implementou um gêmeo digital implantável para otimização de processos em tempo real e orientada por dados em todo o terminal de gás natural liquefeito (GNL) da Dragon em Milford Haven, no sul do País de Gales.
Solução
A AtkinsRéalis utilizou o AVEVA Process Simulation, o AVEVA PI Vision e o AVEVA PI System para coletar, contextualizar, analisar e consultar dados de desempenho e operação dos ativos na Dragon LNG. Isso incluiu a implementação de um gêmeo digital industrial para otimizar toda a rede de produção, compressão e logística da Dragon LNG.
Economia de eficiência operacional em tempo real: um caso de GNL
A convergência de várias soluções da AVEVA está permitindo que a Dragon LNG e a AtkinsRéalis monitorem e otimizem o desempenho de um terminal de GNL no País de Gales. Os dados em tempo real do AVEVA PI System fluem perfeitamente para o AVEVA Process Simulation, onde são utilizados para calcular uma variedade de métricas de desempenho. A oferta de gêmeos digitais industriais é então utilizada para otimizar os pontos de ajuste do processo e permitir maior eficiência energética para o terminal. E como a AtkinsRéalis utiliza o AVEVA Process Simulation para a engenharia de projeto de processo, não é necessário fazer mais treinamento e especialização.
A AtkinsRéalis implementou uma arquitetura de sistema que integra o AVEVA PI Server, o AVEVA PI Vision e o AVEVA Process Simulation com seus algoritmos de otimização proprietários para oferecer recomendações práticas em tempo real aos operadores da Dragon LNG.
Graças a essa integração nativa, a AtkinsRéalis pôde se concentrar nos verdadeiros desafios de engenharia de como e quando a fábrica pode ser otimizada. Trabalhando em estreita colaboração com a instalação para garantir que o modelo seja o mais preciso possível, a solução tem o potencial de gerar grandes economias, proporcionando aos operadores um retorno imediato sobre o melhor regime operacional a ser implementado. A mesma solução oferece também informações de integridade sobre itens importantes da instalação, permitindo uma manutenção mais responsiva. A oferta foi testada durante vários anos de operação da instalação para oferecer prova de seu potencial de economia.
Com base em dados históricos e em tempo real do AVEVA PI Server e modelagem preditiva do AVEVA Process Simulation, este monitor AVEVA PI Vision permite que os operadores vejam o consumo de energia, avaliem o estado dos equipamentos e recebam recomendações práticas para otimizar a operação da instalação.
O desafio da otimização
A otimização das operações da instalação industrial representa um desafio singular. Embora as operações se baseiem na capacidade de projeto sob condições ideais, como pressão de envio de projeto e composição, as variáveis do mundo real costumam diferir. A pressão da rede oscila e cada carga traz uma composição de GNL ligeiramente diferente.
Para resolver incertezas foi desenvolvido um gêmeo digital para dados em tempo real que compara a configuração atual da instalação com várias possibilidades de configurações e apresenta os resultados em um painel do AVEVA PI Vision. Ele oferece aos operadores recomendações para a configuração mais viável e otimizada. A ferramenta avalia cinco anos de dados operacionais e compara a produção real da instalação com mais de 97% de precisão. Além disso, viabiliza o monitoramento da integridade dos principais equipamentos e válvulas de controle, melhorando a confiabilidade e o desempenho.
Um plano para o futuro das operações de GNL
Agora, o que começou como um piloto em um único terminal de GNL em Gales do Sul está se tornando um modelo de como as instalações modernas de gás podem operar com mais inteligência. A colaboração entre a AtkinsRéalis e a AVEVA demonstrou um ponto poderoso: os gêmeos digitais em tempo real podem proporcionar melhorias de eficiência que antes estavam fora de alcance para operações industriais complexas. A experiência da Dragon LNG mostra que, mesmo em um setor conservador como o processamento de GNL, a adoção de dados e simulações pode gerar benefícios econômicos e ambientais. A economia de energia (da ordem de um milhão de dólares por ano) também se traduz em uma redução relevante da pegada de carbono do terminal, apoiando diretamente a jornada da Dragon LNG rumo à operação sem emissão de carbono até 2029.
Economia significativa em potencial
Durante um ano, a usina pode reduzir o consumo de energia em uma média de 0,5 a 0,7 MW, o que gera uma economia anual de cerca de $ 1 milhão. Essas economias são especialmente relevantes durante os meses de inverno, quando as taxas de envio estão no seu auge. A análise mostrou que havia uma configuração mais otimizada para a instalação disponível em 60 a 80% dos casos, evidenciando oportunidades constantes para melhoria de eficiência.
A colaboração entre a AtkinsRéalis e a AVEVA entregou uma solução poderosa e prática para um dos desafios mais urgentes do setor de energia: a otimização de operações complexas em tempo real. Com a integração do AVEVA Process Simulation com o AVEVA PI System, a AtkinsRéalis implementou com sucesso um gêmeo digital para otimização de processos que, além de aprimorar a tomada de decisões operacionais diárias na Dragon LNG, colabora também para as metas de sustentabilidade de longo prazo por meio de grandes economias de energia e custos. Com precisão comprovada, resultados tangíveis e usabilidade perfeita, essa solução estabelece um novo padrão para a transformação digital nas operações de GNL.
Conclusão
O caso do Dragon LNG ilustra que ferramentas digitais não são somente para design ou análise offline. Elas podem ser integradas à trama da tomada de decisão em tempo real no chão de fábrica. Os operadores, dotados de visuais claros e previsões confiáveis, tornam-se mais parecidos com pilotos com instrumentos avançados, capazes de navegar sua instalação por condições mutáveis com confiança e agilidade.
Destaques do produto
AVEVA Process Simulation
Antigo SimCentral Simulation Platform
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