天然气液化工艺控制结构设计与优化

摘要

液化天然气是一种低碳高热值的能源,具有重要的实际应用潜力。天然气液化设备作为关键设备用于生产液化天然气,目前,很难评估设备在外部扰动下液化过程的动态响应,为了解决这个问题,本文通过对预冷工艺流程中关键的操作和设计变量,尤其是压缩机的转速,进行了严格的控制,将不同生产条件下的多个运行变量和控制变量组成多输入多输出匹配的过程系统,基于稳态优化所得到的结果,以及通过进行动态特点探索,进一步结合静态相对增益矩阵和该矩阵对应的条件数的定量计算,从而获得最佳的控制结构。最后通过Aspen HYSYS进行了动态优化模型的建立,分析了在一定扰动下,由原料气的相关变量和参数调节,考察了所建立的控制结构对应的动态响应性能,进一步证明了我们所提出的控制结构,在应对不同生产工况出现的波动时具有很好的适应性。