霍尼韋爾過(guò)程控制部

霍尼韋爾UniSim設(shè)計(jì)套件優(yōu)化管道生產(chǎn)過(guò)程

霍尼韋爾過(guò)程控制部

編輯解讀：

霍尼韋爾UniSim設(shè)計(jì)套件是一款交互式創(chuàng)新過(guò)程模擬軟件，能夠幫助工程師創(chuàng)建工廠設(shè)計(jì)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)模型、進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)、解決問(wèn)題、改善運(yùn)營(yíng)、規(guī)劃業(yè)務(wù)和管理資產(chǎn)。

它所具備的強(qiáng)大功能，如開(kāi)發(fā)流程工作表單；利用案例方案工具，根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化設(shè)計(jì)；在各類運(yùn)行條件下評(píng)估設(shè)備；評(píng)估送料變化、干擾和操作變更對(duì)過(guò)程安全性、可靠性和利潤(rùn)率的影響；根據(jù)運(yùn)營(yíng)目標(biāo)監(jiān)測(cè)設(shè)備性能等，能夠幫助工程師在耗費(fèi)資金前，以更低的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)不斷優(yōu)化過(guò)程設(shè)計(jì)。本文中的案例就是UniSim設(shè)計(jì)套件的一個(gè)典型應(yīng)用。

背景

法國(guó)燃?xì)馓K伊士集團(tuán)的管線網(wǎng)絡(luò)輸送著來(lái)自荷蘭大陸架以及更遠(yuǎn)區(qū)域采集的大部分天然氣。270公里長(zhǎng)的NOGAT管道系統(tǒng)將多個(gè)海上平臺(tái)連接至陸地，主要用于輸送帶冷凝物的天然氣。該海底管網(wǎng)匯集至荷蘭登海爾德（Den Helder）海岸的NOGAT燃?xì)馓幚砉S，經(jīng)過(guò)處理，天然氣將直接輸送到管理全國(guó)燃?xì)膺\(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的燃?xì)膺\(yùn)輸服務(wù)公司。

挑戰(zhàn)

為了更好地進(jìn)行燃?xì)饨灰?，法?guó)燃?xì)馓K伊士集團(tuán)荷蘭公司的氣體分配器采用一種稱為能源組件（Energy Components）的碳?xì)浠衔锖怂阆到y(tǒng)，借此得出在不同資產(chǎn)下的生產(chǎn)率。該碳?xì)浠衔锖怂阆到y(tǒng)需要收集包括氣體性質(zhì)和質(zhì)量在內(nèi)的過(guò)程數(shù)據(jù)，這些通常難以從在線測(cè)量中獲取。

法國(guó)燃?xì)馓K伊士集團(tuán)面臨的主要挑戰(zhàn)是基于當(dāng)前操作情況與未來(lái)操作情景的預(yù)期，如何獲取可靠的此類數(shù)據(jù)，用以改善燃?xì)饨灰谆顒?dòng)。

解決方案

為了滿足所需，NOGAT海下管道網(wǎng)絡(luò)設(shè)立了不同的穩(wěn)態(tài)模型，包括10多個(gè)海上平臺(tái)和登海爾德陸上燃?xì)馓幚砉S。

此后，過(guò)程模擬模型需與工廠數(shù)據(jù)連接，允許其自動(dòng)更新模型，確保準(zhǔn)確展示油田當(dāng)前操作情況。此外，這些模型還需集成至能源組件（EC）核算系統(tǒng)，充分實(shí)現(xiàn)工作流程自動(dòng)化。

能源組件核算系統(tǒng)共設(shè)有4種方案，應(yīng)用了6個(gè)UniSim 設(shè)計(jì)模型：

（1）所需緩沖方案

在D-1天，當(dāng)需要重新定值時(shí)，該方案將分別以表壓，和兆焦耳為單位計(jì)算NOGAT管道系統(tǒng)各個(gè)平臺(tái)的壓力值及燃?xì)獯媪浚瑥亩哉捉苟?小時(shí)為單位顯示燃?xì)饬髁俊?/p>

該解決方案將在每天下午三點(diǎn)計(jì)算出所需緩沖，并且預(yù)測(cè)第二日所需緩沖。 所需緩沖是指，在NOGAT系統(tǒng)中，使指定點(diǎn)滿足其輸出指定點(diǎn)所需的能源量。

（2）輸入指定方案

在D-1天，在一個(gè)平臺(tái)上或進(jìn)行重新定值交易時(shí)，該方案將預(yù)測(cè)D-1天和D天的剩余銷售燃?xì)饬俊ＤＰ蛯⒁詷?biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)指定燃?xì)饬髁繛榛A(chǔ)，以表壓為單位計(jì)算某些平臺(tái)壓力、登海德?tīng)柼幚韽S的著陸壓力，以標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)計(jì)算燃?xì)饴剩哉捉苟?立方米為單位計(jì)算登海德?tīng)柼幚韽S銷售燃?xì)獾奈植粗笖?shù)，以及以兆焦耳/小時(shí)為單位計(jì)算燃?xì)怃N量。

該解決方案按照每小時(shí)計(jì)算各個(gè)指定點(diǎn)的輸入指定值，從而提供每小時(shí)輸出指定值。

（3）總體能源方案

D天結(jié)束后，該方案將幫助使庫(kù)存余額和實(shí)際管道存量保持一致。系統(tǒng)將在標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)指定燃?xì)饬髁亢鸵员韷簽閱挝坏钠脚_(tái)壓力基礎(chǔ)上，以兆焦耳為單位計(jì)算能源管道網(wǎng)的總庫(kù)存。

每日早晨六點(diǎn)，模型將計(jì)算出NOGAT系統(tǒng)內(nèi)整體能源量，該數(shù)值將用于每日對(duì)賬系統(tǒng)，在系統(tǒng)中根據(jù)指定點(diǎn)分配能源。

（4）回采因子方案

在收到M月指定點(diǎn)樣本分析后，碳?xì)浠衔锖怂闫鲗⒂?jì)算M+1月的采收率，并將其用于M+2月的分配過(guò)程之中。模型將以輸入數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算各個(gè)平臺(tái)組件燃?xì)夂鸵后w回采因子。

模型將在每月20日前計(jì)算回采因子。

為了運(yùn)行上述四種方案，碳?xì)浠衔锖怂阆到y(tǒng)將激活所需輸入，以不同頻率自動(dòng)執(zhí)行模擬案例文件，頻率范圍從每日若干次至每月一次不等。

此后，燃?xì)夥峙淦鲗⒅苯訌奶細(xì)浠衔锖怂阆到y(tǒng)提取模擬結(jié)果，無(wú)需人工操作。

根據(jù)這些方案，系統(tǒng)將模擬得出以下特性：

· 不同平臺(tái)的壓力等級(jí)；

· 銷售燃?xì)獾奈植粗笖?shù)；

· 管網(wǎng)中的能源總庫(kù)存；

· 各平臺(tái)每個(gè)組件的燃?xì)夂鸵后w回采因子。

成果與效益

該項(xiàng)目是基于流程及NOGAT系統(tǒng)管道模擬模型的部署與優(yōu)化，以及后續(xù)同工廠數(shù)據(jù)和法國(guó)燃?xì)馓K伊士集團(tuán)碳?xì)浠衔锖怂阆到y(tǒng)（能源組件）集成，從而支持指定和分配流程。

該應(yīng)用的工作流程均已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。模型將自動(dòng)收集輸入數(shù)據(jù)并生成輸出數(shù)據(jù)，無(wú)需手動(dòng)操作，減少了生成輸入數(shù)據(jù)所需時(shí)間，確保一致性，改善整體指定和分配循環(huán)，使其更加流暢，與此同時(shí)降低了人工錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

UniSim 設(shè)計(jì)模型的執(zhí)行過(guò)程中未遇到任何重大問(wèn)題。UniSim 設(shè)計(jì)套件現(xiàn)已應(yīng)用在各個(gè)類型的流程計(jì)算和壓縮機(jī)研究中。法國(guó)燃?xì)馓K伊士集團(tuán)荷蘭公司過(guò)程工程師Ronald Romijn評(píng)價(jià)說(shuō)：“我們非常感謝霍尼韋爾參與這個(gè)項(xiàng)目的工程師。他們幫助我們確保該模型能夠正確及穩(wěn)定的運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)任何問(wèn)題時(shí)，我們能夠迅速聯(lián)系到霍尼韋爾團(tuán)隊(duì)，找到解決方案，在很短時(shí)間內(nèi)得到答復(fù)。”