基于HYSYS的往复式天然气压缩机橇数字孪生系统

针对海上平台电驱往复式天然气压缩机橇工艺机理分析映射难、运行监测不够全面、智能化运维水平较低等问题,创建了一套基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统。设计了数字孪生系统驱动方法,为HYSYS机理模型的输入参数采集和计算结果映射,以及系统的数据循环传输和功能执行提供理论基础。针对整体建模较为复杂的整橇天然气2级压缩流程进行了简化,并以此为基础进行了HYSYS软件仿真模型构建,将HYSYS模型冷却水流量的仿真计算结果与设备设计性能参数进行分析对比,验证了模型的映射性能。基于MySQL数据库和MATLAB编程构建了HYSYS与数据库的通信接口。搭建了数字孪生系统可视化软件操作平台,配套了硬件系统并进行了功能验证和有效性、实时性测试。研究结果表明:基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统可实时有效地实现天然气2级压缩流程较为全面的状态参数计算、在线监测和工艺机理分析映射。

利用HYSYS计算模型优化长庆油田靖边气田甲醇回收

长庆油田靖边气田在采气过程中,为了防止天然气在采出和集输过程中形成水合物堵塞管道,通常在气井井口注入甲醇作为防冻剂。这些防冻剂如果不回收,不仅增加生产成本还对环境造成污染。通过分析长庆油田靖边气田含醇污水特点,并对污水性质及水质预处理进行研究,提出了靖边气田甲醇污水处理工艺方案。采用HYSYS软件对甲醇污水处理工艺流程进行模拟优化,根据软件计算所确定的加热器负荷、精馏塔塔底热负荷,为现场设备结构选型提供了理论基础。回收的甲醇含量超过99%,达到了实际处理甲醇浓度95%的要求。HYSYS模型计算对现场各参数调节,温度、压力控制具有实时指导意义。

基于遗传算法的三甘醇脱水系统减碳策略

目的基于HYSYS模型和遗传算法(GA)对海上平台三甘醇(TEG)脱水系统碳排放总量进行敏感性分析及优化研究。综合考虑电量消耗及闪蒸气燃烧所产生的碳排放,建立HYSYS碳排放模型。方法以三甘醇脱水系统碳排放总量最小为目标函数,通过GA模块生成初始决策变量组,并利用数据通信控件ActiveX将决策变量数据传递到HYSYS中进行计算,计算结果以适应度值的形式返还给GA模块进行评估,并通过选择、交叉、变异遗传行为自动更新优化决策变量,直至获得搜索空间下的最优解。结果敏感性分析结果表明,在三甘醇脱水系统的碳排放总量中,重沸器占比70%以上,闪蒸气占比30%以下,TEG循环泵占比低于2%。通过GA算法的优化,TEG循环量降幅最大,高达40%,重沸器温度降幅为7.7%。三甘醇脱水系统的碳排放量从83.84 kg/h优化到53.98 kg/h,降幅达35.6%,优化效果较为明显。结论通过遗传算法优化三甘醇脱水系统的运行参数,可有效减少系统的碳排放量。

脱酸装置胺液循环系统节能工艺优化

以胺液循环系统参数为基准,建立了伊拉克米桑油田天然气处理厂脱酸装置胺液循环系统的HYSYS模型。本文以降低装置综合能耗目标,分析胺液循环量、再生塔再生压力、闪蒸压力对产品质量、富液中重烃含量、放空气量、蒸汽消耗量的影响,在保证产品质量的前提下,通过降低胺液循环量,再生压力等措施减少蒸汽消耗,提高闪蒸压力,增设富液泵旁通线实现了富液自压进入再生塔。

利用在线模拟系统定量优化三管伴热水量

利用开发的在线模拟系统三管伴热系统对中国石化江苏油田试采一厂采油九队三管伴热系统的伴热水进行了定量优化。结果显示,通过建立的HYSYS模型和在线模拟系统,合理优化计算,并通过DCS系统调控伴热水量,节省燃气1365m3/d,节水386m3/d。

某天然气净化脱硫工艺模拟分析

随着国家能源结构的不断调整,天然气将成为我国不可或缺的清洁能源之一。但存在于地下储层深处的天然气含有酸性非烃组分,且气质中的酸气(H2S、CO2)将会影响天然气净化与管输工艺。GB17820-2018《天然气》中对净化气提出了更为严格的标准,天然气作为商品气的质量要求正在不断提高。本文以某区天然气为研究对象,旨在通过模拟仿真软件HYSYS实现脱硫工艺模拟。模型中基于DEA溶液的气体脱硫工艺实现了高酸性气体高效脱除。此外,通过控制几种胺的类型和混合物的比例而进行的单一变量对比研究得到了几种胺液的脱除效果排序。研究结果认为在胺液流速不变的工况下,并非质量分数越大脱酸效果就越好,过高的浓度会对脱酸效果造成负影响。

基于响应面法的SCORE丙烷回收工艺参数优化

单塔塔顶循环(SCORE)工艺回收丙烷,回收率高、适应范围宽,但易受工艺参数的影响。利用HYSYS仿真模型,分析了关键参数对丙烷回收率和综合能耗的影响;结合响应面法和最优化方法,建立了多目标优化模型,利用自适应第二代非支配排序遗传算法(NSGA2)求解最佳Pareto前沿。结果表明,脱乙烷塔塔压、侧线液相采出量、侧线气相采出量和塔顶回流温度均对回收率和综合能耗有较大影响,而塔顶回流比仅对回收率有较大影响;其中,侧线液相采出量对回收率影响最大,脱乙烷塔塔压对综合能耗影响最大。参数的影响呈非线性,且参数间亦存在相互影响。回收率相近时,优化后综合能耗可下降5.49%;综合能耗相近时,优化后回收率可提高3.20%,相对误差均在2%以内。