Учёные РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина разработали программное обеспечение, позволяющее повысить производительность малотоннажных заводов по производству СПГ до 7% и снизить их энергозатраты до 5%. Разработка поможет увеличить выход готовой продукции и сократить потери газа.
«Разработка представляет собой не просто расчётную программу, а цифровую имитационную модель – «томографию» процесса, которая выявляет «узкие» места производственных процессов и подсказывает точечтные решения, а также систему принятия решений для оператора», – пояснил доцент кафедры автоматизации технологических процессов Губкинского университета Роман Барашкин.
На первом этапе проекта учёные провели исследования на одном из предприятий мощностью 21,5 тысяч тонн в год, используя программное обеспечение, разработанное в Губкинском университете.
Инженеры создали цифровую копию технологического процесса – имитационную модель, которая позволила выявить проблемы, снижающие эффективность установки. Среди них были высокие потери газа при регенерации адсорберов, недостаточная эффективность холодильного цикла, некорректные показания контрольно-измерительных приборов (КИП), неудовлетворительная теплоизоляция трубопроводов.
На основе полученных данных специалисты предложили конкретные меры модернизации: использование отпарного газа (испарившегося газа, который образуется в резервуарах с жидким природным) для собственных нужд, установку регулируемого дросселя (устройства, снижающего давление газа), замену теплоизоляции, калибровку КИП и корректировку давления хранения СПГ.
«Как показали расчёты, только настройка дросселя поможет увеличить производство СПГ на 2-4% без покупки нового оборудования. Замена хладагента позволит охлаждать газ сильнее – с -50 до -55 градусов. Это значит, что больше газа превратится в жидкость. Ещё один резерв – устранение потерь при отгрузке: из-за плохой изоляции рукава, по которому СПГ заливают в цистерны, теряется до 4% продукта», – рассказал Роман Барашкин.
Новое программное обеспечение позволяет отслеживать потери в реальном времени, моделируя работу оборудования и подсказывая оптимальные настройки, чтобы максимально увеличить выход готового продукта.
Помимо технических решений, учёные разработали систему поддержки принятия решений для операторов – программу с графическим интерфейсом пользователя, которая подключена к цифровой модели завода. Также создан учебно-тренировочный комплекс – импитирующая работу реального завода программа для отработки управления установкой в различных режимах без риска для производства.
«Мы увидели, что фактическая производительность рассматриваемого нами завода по производству СПГ оказалась ниже проектной. Для решения проблемы создали цифровую модель, которая позволила провести анализ процесса и понять, где именно теряется эффективность. Это можно сравнить с томографией сложного организма, позволяющей найти проблемные зоны и предложить точечные решения, которые не требуют остановки производства и значительных вложений», – отметил Роман Барашкин.
Разработка готова к внедрению и на других предприятиях, что открывает путь к росту производства СПГ в России.
