Análise e identificação do modelo dinâmico do processo de combustão em um calcinador de alumina
Daniella Costa1; Orlando Silva2
1 Hydro Alunorte, Gerência de Área de Automação e Instrumentação, Barcarena, PA; 2 Faculdade de Engenharia Elétrica, Instituto de Tecnologia, UFPA, Belém, PA
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0553
Resumo
O objetivo desse trabalho é identificar um modelo matemático representativo para o processo de combustão que acontece dentro da fornalha de um calcinador, equipamento utilizado no processo de calcinação, última etapa do processo de obtenção da alumina. O trabalho foi desenvolvido na refinaria da Hydro Alunorte, localizada Barcarena (Pará), atualmente a maior refinaria de alumina do mundo. Na fase de calcinação são retiradas as moléculas de água existentes no material e o hidrato (Al2O3.3H2O) transforma-se em alumina (Al2O3), matéria-prima básica para obtenção do alumínio. Avaliando-se as características físicas e químicas do processo, estabeleceu-se um sistema multivariável com quatro entradas (vazão e pressão de óleo combustível, vazão de ar, utilizado como comburente, e alimentação de hidrato) e duas saídas (temperatura e teor de oxigênio) representativo do processo para ser identificado. O sistema de controle atual foi analisado e apresentado em detalhes. Foram selecionados e tratados dados de operação normal do calcinador e aplicada uma técnica de identificação recursiva: o método de estimação de matrizes de estado (descrito por AGUIRRE [1]), derivado do estimador de mínimos quadrados recursivo. Ao final, foram obtidos dois modelos representativos do processo, com suas respectivas representações em espaço de estados e por funções de transferência. Os resultados foram validados e analisados, tendo apresentado melhor desempenho para a saída oxigênio, com erro médio (entre modelo e dados reais) de 0,1%. O propósito da identificação e principal motivação desse trabalho é o de, futuramente, projetar um sistema de controle de combustão completo, a partir dos modelos obtidos, envolvendo as entradas mapeadas, com foco no principalmente no controle de ar já que, atualmente, a única variável efetivamente controlada, de forma automática, é a vazão de combustível; as demais dependem de atuação manual do operador do sistema de controle. [1] AGUIRRE, Luis Antonio. Introdução à identificação de sistemas: Técnic
Palavras-chave: Identificação de sistemas; Calcinação; Espaço de estados; Funções de transferência