編輯解讀:霍尼韋爾Un i S im設(shè)計(jì)套件是一款交互式創(chuàng)新過程模擬軟件,能夠幫助工程師創(chuàng)建工廠設(shè)計(jì)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)模型、進(jìn)行性能監(jiān)測、解決問題、改善運(yùn)營、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)行條件下評估設(shè)備;評估送料變化、干擾和操作變更對過程安全性、可靠性和利潤率的影響;根據(jù)運(yùn)營目標(biāo)監(jiān)測設(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
法國燃?xì)馓K伊士集團(tuán)的管線網(wǎng)絡(luò)輸送著來自荷蘭大陸架以及更遠(yuǎn)區(qū)域采集的大部分天然氣。270公里長的NOGAT管道系統(tǒng)將多個(gè)海上平臺連接至陸地,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)過處理,天然氣將直接輸送到管理全國燃?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)饨灰祝▏細(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)的過程數(shù)據(jù),這些通常難以從在線測量中獲取。
法國燃?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)饨灰谆顒印?br />
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)海上平臺和登海爾德陸上燃?xì)馓幚砉S。
此后,過程模擬模型需與工廠數(shù)據(jù)連接,允許其自動更新模型,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?br />
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)平臺上或進(jìn)行重新定值交易時(shí),該方案將預(yù)測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)算某些平臺壓力、登海德爾處理廠的著陸壓力,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)算登海德爾處理廠銷售燃?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_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:
不同平臺的壓力等級;
銷售燃?xì)獾奈植粗笖?shù);
管網(wǎng)中的能源總庫存;
各平臺每個(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)自動化。模型將自動收集輸入數(shù)據(jù)并生成輸出數(shù)據(jù),無需手動操作,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)行過程中未遇到任何重大問題。
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。法國燃?xì)馓K伊士集團(tuán)荷蘭公司過程工程師Ronald Romijn評價(jià)說:“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)。”
摘自《自動化博覽》2月刊