Gastech：想要提高LNG产量？ 看ADGAS公司如何轻松解决

为提高LNG产量、提升系统稳定性以及产品质量，ADGAS公司计划在生产系统中应用先进控制技术（Advanced Process Control，以下简称APC）。由于该公司估算采用APC后Train-3可取得利润最高，因此选用Train-3作为试验目标。

根据ADGAS公司的估算，采用APC技术后，Train-3的LNG产量能提高1.07%，LPG产量能提高1.9%，可节约1.72%的蒸汽消耗，最终能够实现1900万美元/年的利润。

先进控制技术可以较好地解决目前常用的集散型控制系统（Distributed Control System，以下简称DCS）中存在的一些问题，为炼化企业创造更大的利益。APC的设计思想是以多变量预估为核心，采用过程模型预测未来时刻的输出，用对象的实际输出与模型预测输出的差值修正过程模型，从而把若干个要控制的变量控制在一个希望的工控点上，把装置整体推向最佳状态。

先进控制技术

一个APC一般包括鲁棒性多变量预估控制器、动态数学模型、工艺计算（软仪表）和实时优化。

多变量预估控制器

多变量预估控制器的核心是控制策略或控制算法。它是多变量输入多变量输出、基于模型的预估控制器。石油圈原创www.oilsns.com

数学模型

数学模型对过程进行分析、控制和优化的基础，主要有稳态模型和动态模型两大类。稳态模型给出了生产过程稳定时各变量之间的关系，主要用于装置的设计和操作的优化。对于过程控制来讲，更重要的是动态模型。

工艺计算石油圈原创www.oilsns.com

工艺计算是先进控制技术的重要组成部分，主要包括两方面内容：一是设备能力计算。设备能力是优化的约束条件，现在已经开发出相当多的较为成熟的工艺计算软件包以及工艺模型。二是产品质量等不可测量参数的计算（Inferred properties），这些参数将直接作为受控变量（CV）参加整体控制，是工艺计算中最重要的内容。

实时优化

在许多先进控制应用中，控制要求是将所有的变量维持在约束之内，而并没有用尽控制器所拥有的自由度。即使在受控变量（CV）比操纵变量（MV）多的情况下，如果许多CV是范围而不是给定值，控制器仍然会有富余的自由度。因此可以更好地利用这些自由度去组成一个目标函数，这样控制器就能使工艺的某些方面得到优化。

ADGAS公司采用APC通过模型预测控制（MPC）控制了整个生产过程。生产过程中将数据实时传输到远程电脑上，然后进行远程调控，实现生产过程自动化。

虽然采用APC技术后生产过程基本可以实现自动化，但是有些流程工作人员是必不可少的，比如生产过程中出现发泡的问题，这时就需要人工操作，这是因为无法确定出各参数与起泡之间的线性关系。此外添加消泡剂也需要人工进行，无法从DCS的外部实现。因此，经验丰富的操作人员对产量提高也十分重要，但提高的程度也有限，因为他们不能像APC那样每隔30秒就同时对60个变量进行监测，也不能每隔30秒就对25个变量进行协同调整。

从硬件和软件的角度来说，APC仅需要最低限度的维护工作。但是需要对APC性能和参数界限值进行连续的监控。为了保证APC的运行效果，需要定期的向操作者推荐不同的界限值。如果有要求，需要对模型进行修改来维持和提升APC的运行效果。

APC技术应用效果

利用APC技术ADGAS公司克服了生产过程中存在的JT控制阀自动化、组分控制、直观参数确定、作用过程中的交互性等一系列问题，建立起了ADGAS公司的APC技术新标准，将自动化水平提高到了一个新的高度，形成的方案实时可靠，能够较好地解决生产中存在的各种问题。

应用APC技术后，ADGAS公司取得了一系列的成果。首先，产量得到了提升，初步显示产量已经从387.8增加到了391.1。对于生产的控制能力也加强，作业安全性随之增加，各种资源也得到了更加充分的利用。关键参数的波动也随之减少，各项生产工作可以较为稳定地进行。同时，采用APC技术也实现了自动化控制，减少了各个阶段操作人员的工作量。且进一步优化了APC平台，提高了控制精度。

关于Gastech会议展览

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来自/Gastech  译者/周诗雨  编辑/张永君

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