试论天然气液化场站的生产操作优化流程

李慧芳（青海油田液化天然气公司，青海 格尔木 816000）

液化天然气的生产对社会发展有着极为重要的意义，对天然气的液化处理与利用是社会发展不可逆转的趋势，对天然气液化工作流程进行优化不仅能够提高生产效率，提高天然气液化场站的利润收益，还将间接为社会带来巨大的经济效益。但对生产操作的优化不能盲目进行，应当以现实状况为依据，制定合理的优化目标，然后对具体的流程进行优化处理。

1 天然气液化场站的生产操作优化目标

对天然气液化生产的过程包括四个环节，首先要对天然气进行脱碳处理；其次要对天然气进行脱水处理；然后利用混合冷剂将天然气进行液化并输送到LNG储存单元以及装车单元；最后需要对前一流程中挥发出的BOG予以回收。从生产流程来看，能够做优化处理的环节为液化与BOG回收环节，这两个环节是生产中的关键内容。

1.1 液化环节

液化环节中采用的制冷循环流程一般为PRICO闭式制，这种生产方式具有较高的安全性，操作也比较简便，同时其效率也相对较高。对流程的优化要以不干扰正常的液化为前提，总的来说液化环节的优化目标应当是实现换热以及冷剂使用的最优化。具体来说，其优化目标为降低对冷剂的消耗，增加换热的效率，实现最大程度的循环再利用。

1.2 BOG回收环节

BOG回收环节的目标为提高BOG的有效利用率，对BOG进行回收与利用的方式有三个，一是对BOG进行再液化处理，这种方式通过对热流体出口处温度的提升以及对冷流体出口处温度的降低来实现节能；二是将BOG回收至LNG的储罐内，但是这种方法会导致罐内温度的提升；三是对BOG进行加热处理，直到其恢复常温状态，然后再予以加压处理，使之能够成为燃料气，供给城市或者其它生产环节使用。

2 天然气液化场站的生产操作优化流程

根据生产操作优化目标可以确定生产操作的具体优化流程，即优化措施的制度要从液化与BOG回收着两个环节入手。

2.1 交互式进化计算

交互式的进化计算能够通过对适应值函数的计算，将适合实际需求的个体生产出来。这种计算方式的优点在于能够同时实现多个目标的优化，人们即使在并不明确适应函数的情况下也可以对目标进行计算。

但这一计算方法也存在一定的问题，为了解决计算中的问题，提高计算的准确性，工作人员采取了一系列措施对其予以改进。首先在交互计算的过程中工作人员采用的预测方法为绝对尺度预测，这种方式不仅能够使预测器噪声降低，还能够将收敛速度进行提升；其次，为了减少疲劳现象的发生，工作人员在交互计算中引入了多智能体，提高了计算的效率；最后为了实现对个体的分辨与计算，在设计中还引入了分层思想。

经过改良后，交互计算能够对液化环节与BOG回收环节的优化目标值进行明确的计算，目标值的确定将为优化工作提供重要的依据。

2.2 交互式进化计算在生产环节中的应用

2.2.1 液化环节

从液化环节来说，需进行优化处理的变量为：①第一级冷却出口位置的温度；②冷箱处天然气出口位置的温度；③冷箱处冷剂入口位置的流量；④重烃分离器中的液位；⑤蒸发换热器中BOG出口位置的温度。

约束操作优化的条件有三点，第一，优化的前提条件为保证天然气生产状态的正常化；第二，第一级冷却出口位置的温度应当控制在合理的范围内，保证温度满足天然气液化以及重烃分离的需求，既不能过高，也不能过低；第三，为了保证生产过程的安全性，重烃分离器中的液位也应当予以控制，过低或者过高都有可能导致安全事故的发生。

以实际生产过程为依据，对液化环节进行交互进化计算后可以发现当能源消耗的目标值为18.815，冷剂的循环利用效率目标值达到87.885时能够实现液化环节的最优。

2.2.2 BOG回收环节

从BOG回收环节来看，其影响优化处理的变量包括两个，即冷箱入口处的温度与换热器中热流体的流量。

约束回收环节操作优化的条件与液化环节相同都有三点，第一是将换热器中热流量出口位置的流量与温度都控制在安全范围内；第二是要将BOG压缩机中第一级入口位置的压力与温度控制在合理的范围内；第三是要将冷箱入口位置的温度范围进行规范。

最终计算得出当冷流体出口位置的温度目标值达到88.42，热流体出口位置的温度目标值达到36时可实现BOG回收环节的最优化。

3 结语

对天然气液化工作的操作流程予以优化能够提高生产的效率，提高场站的经济效益，减少对能源的消耗，因此，可以看出对生产操作过程的优化有着一定的重要性与必要性。能源资源对社会的发展来说是不可或缺的，利用先进的计算方法确定优化目标值以及具体的优化流程具有重要的现实意义。

[1]李新奇,刘明武.中国天然气液化工厂的建设展望[J].化工管理，2013(16).