編輯解讀：霍尼韋爾Un i S im設計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(chǎng)設計穩態(tài)和動(dòng)態(tài)模型、進(jìn)行性能監測、解決問(wèn)題、改善運營(yíng)、規劃業(yè)務(wù)和管理資產(chǎn)。

    它所具備的強大功能，如開(kāi)發(fā)流程工作表單；利用案例方案工具，根據企業(yè)標準優(yōu)化設計；在各類(lèi)運行條件下評估設備；評估送料變化、干擾和操作變更對過(guò)程安全性、可靠性和利潤率的影響；根據運營(yíng)目標監測設備性能等，能夠幫助工程師在耗費資金前，以更低的項目風(fēng)險不斷優(yōu)化過(guò)程設計。本文中的案例就是UniSim設計套件的一個(gè)典型應用。

    背景

    法國燃氣蘇伊士集團的管線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )輸送著(zhù)來(lái)自荷蘭大陸架以及更遠區域采集的大部分天然氣。270公里長(cháng)的NOGAT管道系統將多個(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燃氣處理工廠(chǎng)，經(jīng)過(guò)處理，天然氣將直接輸送到管理全國燃氣運輸網(wǎng)絡(luò )的燃氣運輸服務(wù)公司。

    挑戰

    為了更好地進(jìn)行燃氣交易，法國燃氣蘇伊士集團荷蘭公司的氣體分配器采用一種稱(chēng)為能源組件（Energy Components）的碳氫化合物核算系統，借此得出在不同資產(chǎn)下的生產(chǎn)率。該碳氫化合物核算系統需要收集包括氣體性質(zhì)和質(zhì)量在內的過(guò)程數據，這些通常難以從在線(xiàn)測量中獲取。

    法國燃氣蘇伊士集團面臨的主要挑戰是基于當前操作情況與未來(lái)操作情景的預期，如何獲取可靠的此類(lèi)數據，用以改善燃氣交易活動(dòng)。

    解決方案

    為了滿(mǎn)足所需，NOGAT海下管道網(wǎng)絡(luò )設立了不同的穩態(tài)模型，包括10多個(gè)海上平臺和登海爾德陸上燃氣處理工廠(chǎng)。

    此后，過(guò)程模擬模型需與工廠(chǎng)數據連接，允許其自動(dòng)更新模型，確保準確展示油田當前操作情況。此外，這些模型還需集成至能源組件（EC）核算系統，充分實(shí)現工作流程自動(dòng)化。

    能源組件核算系統共設有4種方案，應用了6個(gè)UniSim 設計模型：

    （1）所需緩沖方案

    在D-1天，當需要重新定值時(shí)，該方案將分別以表壓，和兆焦耳為單位計算NOGAT管道系統各個(gè)平臺的壓力值及燃氣存量，從而以兆焦耳/小時(shí)為單位顯示燃氣流量。

    該解決方案將在每天下午三點(diǎn)計算出所需緩沖，并且預測第二日所需緩沖。 所需緩沖是指，在NOGAT系統中，使指定點(diǎn)滿(mǎn)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)，該方案將預測D-1天和D天的剩余銷(xiāo)售燃氣量。模型將以標準立方米/小時(shí)指定燃氣流量為基礎，以表壓為單位計算某些平臺壓力、登海德?tīng)柼幚韽S(chǎng)的著(zhù)陸壓力，以標準立方米/小時(shí)計算燃氣率，以兆焦耳/立方米為單位計算登海德?tīng)柼幚韽S(chǎng)銷(xiāo)售燃氣的沃泊指數，以及以兆焦耳/小時(shí)為單位計算燃氣銷(xiāo)量。

    該解決方案按照每小時(shí)計算各個(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。系統將在標準立方米/小時(shí)指定燃氣流量和以表壓為單位的平臺壓力基礎上，以兆焦耳為單位計算能源管道網(wǎng)的總庫存。每日早晨六點(diǎn)，模型將計算出NOGAT系統內整體能源量，該數值將用于每日對賬系統，在系統中根據指定點(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，碳氫化合物核算器將計算M+1月的采收率，并將其用于M+2月的分配過(guò)程之中。模型將以輸入數據為基礎，計算各個(gè)平臺組件燃氣和液體回采因子。模型將在每月20日前計算回采因子。

    為了運行上述四種方案，碳氫化合物核算系統將激活所需輸入，以不同頻率自動(dòng)執行模擬案例文件，頻率范圍從每日若干次至每月一次不等。

    此后，燃氣分配器將直接從碳氫化合物核算系統提取模擬結果，無(wú)需人工操作。

    根據這些方案，系統將模擬得出以下特性：

    不同平臺的壓力等級；

    銷(xiāo)售燃氣的沃泊指數；

    管網(wǎng)中的能源總庫存；

    各平臺每個(gè)組件的燃氣和液體回采因子。
 

    成果與效益

    該項目是基于流程及NOGAT系統管道模擬模型的部署與優(yōu)化，以及后續同工廠(chǎng)數據和法國燃氣蘇伊士集團碳氫化合物核算系統（能源組件）集成，從而支持指定和分配流程。

    該應用的工作流程均已實(shí)現自動(dòng)化。模型將自動(dòng)收集輸入數據并生成輸出數據，無(wú)需手動(dòng)操作，減少了生成輸入數據所需時(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)降低了人工錯誤的風(fēng)險。

    UniSim 設計模型的執行過(guò)程中未遇到任何重大問(wèn)題。

    UniSim 設計套件現已應用在各個(gè)類(lèi)型的流程計算和壓縮機研究中。法國燃氣蘇伊士集團荷蘭公司過(guò)程工程師Ronald Romijn評價(jià)說(shuō)：“我們非常感謝霍尼韋爾參與這個(gè)項目的工程師。他們幫助我們確保該模型能夠正確及穩定的運行。當出現任何問(wèn)題時(shí)，我們能夠迅速聯(lián)系到霍尼韋爾團隊，找到解決方案，在很短時(shí)間內得到答復。”

    摘自《自動(dòng)化博覽》2月刊