Erstellung eines Simulationsmodells zur Evaluierung der prozesstechnischen Anlagen an einem OMV Gasspeicher

Abstract

Since 1976 OMV uses the oil- and gasfield Matzen for underground natural gas storage via the plants Schönkirchen- Reyersdorf and Tallesbrunn. Because of increasing volatilities in the natural gas market, the facilities get pushed to their limits ever more often. To enable optimum and efficient storage operation in the future, a simulation model of the above ground facilities was created using Simscape, an interface within Simulink, which is based on Matlab. Individual models for every component of the plants were created, which were then connected to resemble the operational modes. Via the model, all main operational modes of the facilities can be simulated with mostly small deviations from real measured data. Additionally, the model can determine the maximum capacity and the limiting factors of the plants as well as the fuel gas use. The limiting factors, which were identified, are the flood point of the dehydration units for withdrawal and the reaching of the maximum allowed temperature after the gas coolers for injection. To further verify and optimize the model, additional measurements of the real plant at different operating points, an actualization of the compressor maps and a more detailed simulation of the dehydration units are needed.

Seit 1976 nutzt die OMV über die beiden Anlagen Schönkirchen- Reyersdorf und Tallesbrunn das Erdöl- und Erdgasfeld Matzen als natürlichen Gasspeicher. Durch zunehmende Volatilitäten des Gasmarktes stoßen diese Anlagen immer häufiger an ihre Grenzen. Um die Speicher auch in Zukunft optimal und effizient betreiben zu können, wurde mit Simscape, einer Oberfläche innerhalb des auf Matlab basierten Simulink, ein Simulationsmodell der obertägigen Anlagen erstellt. Dazu wurden für sämtliche Einzelkomponenten der Anlagen eigene Modelle erstellt, die daraufhin entsprechend der Anlagenbetriebsweise zusammengesetzt wurden. Mithilfe des Modells können die Hauptfahrweisen der Speicherstationen mit im Allgemeinen geringen Abweichungen zu den realen Messwerten simuliert werden. Zudem ist es möglich, durch das Simulationsmodell die Maximalkapazitäten und die Leistungsengpässe der Anlagen sowie die Brenngasverbräuche zu ermitteln. So wurden im Falle der Entnahme das Erreichen des Flutpunkts der Trocknungen und im Falle des Speicherns das Überschreiten der zulässigen Maximaltemperatur nach der Gaskühlung als limitierende Faktoren identifiziert. Zur weiteren Verifikation und Verbesserung des Modells sind zusätzliche Messwerte der realen Anlagen in verschiedenen Betriebspunkten, eine Aktualisierung der Verdichterkennfelder und eine genauere Simulation der Trocknung notwendig.