李慧芳（青海油田液化天然氣公司，青海 格爾木 816000）

液化天然氣的生產(chǎn)對(duì)社會(huì)發(fā)展有著極為重要的意義，對(duì)天然氣的液化處理與利用是社會(huì)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，對(duì)天然氣液化工作流程進(jìn)行優(yōu)化不僅能夠提高生產(chǎn)效率，提高天然氣液化場(chǎng)站的利潤(rùn)收益，還將間接為社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但對(duì)生產(chǎn)操作的優(yōu)化不能盲目進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)實(shí)狀況為依據(jù)，制定合理的優(yōu)化目標(biāo)，然后對(duì)具體的流程進(jìn)行優(yōu)化處理。

1 天然氣液化場(chǎng)站的生產(chǎn)操作優(yōu)化目標(biāo)

對(duì)天然氣液化生產(chǎn)的過(guò)程包括四個(gè)環(huán)節(jié)，首先要對(duì)天然氣進(jìn)行脫碳處理；其次要對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理；然后利用混合冷劑將天然氣進(jìn)行液化并輸送到LNG儲(chǔ)存單元以及裝車(chē)單元；最后需要對(duì)前一流程中揮發(fā)出的BOG予以回收。從生產(chǎn)流程來(lái)看，能夠做優(yōu)化處理的環(huán)節(jié)為液化與BOG回收環(huán)節(jié)，這兩個(gè)環(huán)節(jié)是生產(chǎn)中的關(guān)鍵內(nèi)容。

1.1 液化環(huán)節(jié)

液化環(huán)節(jié)中采用的制冷循環(huán)流程一般為PRICO閉式制，這種生產(chǎn)方式具有較高的安全性，操作也比較簡(jiǎn)便，同時(shí)其效率也相對(duì)較高。對(duì)流程的優(yōu)化要以不干擾正常的液化為前提，總的來(lái)說(shuō)液化環(huán)節(jié)的優(yōu)化目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是實(shí)現(xiàn)換熱以及冷劑使用的最優(yōu)化。具體來(lái)說(shuō)，其優(yōu)化目標(biāo)為降低對(duì)冷劑的消耗，增加換熱的效率，實(shí)現(xiàn)最大程度的循環(huán)再利用。

1.2 BOG回收環(huán)節(jié)

BOG回收環(huán)節(jié)的目標(biāo)為提高BOG的有效利用率，對(duì)BOG進(jìn)行回收與利用的方式有三個(gè)，一是對(duì)BOG進(jìn)行再液化處理，這種方式通過(guò)對(duì)熱流體出口處溫度的提升以及對(duì)冷流體出口處溫度的降低來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能；二是將BOG回收至LNG的儲(chǔ)罐內(nèi)，但是這種方法會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)溫度的提升；三是對(duì)BOG進(jìn)行加熱處理，直到其恢復(fù)常溫狀態(tài)，然后再予以加壓處理，使之能夠成為燃料氣，供給城市或者其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用。

2 天然氣液化場(chǎng)站的生產(chǎn)操作優(yōu)化流程

根據(jù)生產(chǎn)操作優(yōu)化目標(biāo)可以確定生產(chǎn)操作的具體優(yōu)化流程，即優(yōu)化措施的制度要從液化與BOG回收著兩個(gè)環(huán)節(jié)入手。

2.1 交互式進(jìn)化計(jì)算

交互式的進(jìn)化計(jì)算能夠通過(guò)對(duì)適應(yīng)值函數(shù)的計(jì)算，將適合實(shí)際需求的個(gè)體生產(chǎn)出來(lái)。這種計(jì)算方式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化，人們即使在并不明確適應(yīng)函數(shù)的情況下也可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

但這一計(jì)算方法也存在一定的問(wèn)題，為了解決計(jì)算中的問(wèn)題，提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，工作人員采取了一系列措施對(duì)其予以改進(jìn)。首先在交互計(jì)算的過(guò)程中工作人員采用的預(yù)測(cè)方法為絕對(duì)尺度預(yù)測(cè)，這種方式不僅能夠使預(yù)測(cè)器噪聲降低，還能夠?qū)⑹諗克俣冗M(jìn)行提升；其次，為了減少疲勞現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員在交互計(jì)算中引入了多智能體，提高了計(jì)算的效率；最后為了實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)體的分辨與計(jì)算，在設(shè)計(jì)中還引入了分層思想。

經(jīng)過(guò)改良后，交互計(jì)算能夠?qū)σ夯h(huán)節(jié)與BOG回收環(huán)節(jié)的優(yōu)化目標(biāo)值進(jìn)行明確的計(jì)算，目標(biāo)值的確定將為優(yōu)化工作提供重要的依據(jù)。

2.2 交互式進(jìn)化計(jì)算在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

2.2.1 液化環(huán)節(jié)

從液化環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，需進(jìn)行優(yōu)化處理的變量為：①第一級(jí)冷卻出口位置的溫度；②冷箱處天然氣出口位置的溫度；③冷箱處冷劑入口位置的流量；④重?zé)N分離器中的液位；⑤蒸發(fā)換熱器中BOG出口位置的溫度。

約束操作優(yōu)化的條件有三點(diǎn)，第一，優(yōu)化的前提條件為保證天然氣生產(chǎn)狀態(tài)的正?；坏诙?，第一級(jí)冷卻出口位置的溫度應(yīng)當(dāng)控制在合理的范圍內(nèi)，保證溫度滿足天然氣液化以及重?zé)N分離的需求，既不能過(guò)高，也不能過(guò)低；第三，為了保證生產(chǎn)過(guò)程的安全性，重?zé)N分離器中的液位也應(yīng)當(dāng)予以控制，過(guò)低或者過(guò)高都有可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

以實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程為依據(jù)，對(duì)液化環(huán)節(jié)進(jìn)行交互進(jìn)化計(jì)算后可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)能源消耗的目標(biāo)值為18.815，冷劑的循環(huán)利用效率目標(biāo)值達(dá)到87.885時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)液化環(huán)節(jié)的最優(yōu)。

2.2.2 BOG回收環(huán)節(jié)

從BOG回收環(huán)節(jié)來(lái)看，其影響優(yōu)化處理的變量包括兩個(gè)，即冷箱入口處的溫度與換熱器中熱流體的流量。

約束回收環(huán)節(jié)操作優(yōu)化的條件與液化環(huán)節(jié)相同都有三點(diǎn)，第一是將換熱器中熱流量出口位置的流量與溫度都控制在安全范圍內(nèi)；第二是要將BOG壓縮機(jī)中第一級(jí)入口位置的壓力與溫度控制在合理的范圍內(nèi)；第三是要將冷箱入口位置的溫度范圍進(jìn)行規(guī)范。

最終計(jì)算得出當(dāng)冷流體出口位置的溫度目標(biāo)值達(dá)到88.42，熱流體出口位置的溫度目標(biāo)值達(dá)到36時(shí)可實(shí)現(xiàn)BOG回收環(huán)節(jié)的最優(yōu)化。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)天然氣液化工作的操作流程予以?xún)?yōu)化能夠提高生產(chǎn)的效率，提高場(chǎng)站的經(jīng)濟(jì)效益，減少對(duì)能源的消耗，因此，可以看出對(duì)生產(chǎn)操作過(guò)程的優(yōu)化有著一定的重要性與必要性。能源資源對(duì)社會(huì)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是不可或缺的，利用先進(jìn)的計(jì)算方法確定優(yōu)化目標(biāo)值以及具體的優(yōu)化流程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]李新奇,劉明武.中國(guó)天然氣液化工廠的建設(shè)展望[J].化工管理，2013(16).