CN113837712A - 一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法 - Google Patents
一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113837712A CN113837712A CN202110914044.5A CN202110914044A CN113837712A CN 113837712 A CN113837712 A CN 113837712A CN 202110914044 A CN202110914044 A CN 202110914044A CN 113837712 A CN113837712 A CN 113837712A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- equipment
- process module
- current
- module
- space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 412
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 372
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 32
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 16
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 11
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 4
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 3
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/10—Office automation; Time management
- G06Q10/103—Workflow collaboration or project management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Economics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Marketing (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
本发明涉及陆地液化天然气生产技术领域，且公开了一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，通过建立工艺设备信息数据库、确定工艺模块空间尺寸、利用计算机实现设备布置等步骤的结合，实现了合理、高效的布置工艺模块设备，便于开展项目的模块化方案设计，提高模块化设计效率，通过在设备布置时，能够在保证模块工艺完整性的基础上合理布置设备，设备之间留有充足空间便于后续设计阶段的管线、仪表、阀门和电缆布置，保证了本发明的合理性。
Description
技术领域
本发明涉及陆地液化天然气生产技术领域，具体为一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法。
背景技术
随着天然气气田外界开发条件的不断变化，越来越多的陆地液化天然气(LNG)项目开始采用模块化建设方式，采用模块化设计能够克服现场施工条件差、气质条件恶劣和气量变化大等困难，而且投资资金小、建设周期短、运输更方便，具有良好的经济性和环保性，因此，它已成为一些陆地LNG项目建设的重要实施方式。
结合陆地液化天然气项目的工艺复杂的实际情况，运用模块化的思维方法，通过计算机实现工艺模块的划分和设备布置，用于陆地液化天然气项目模块化的方案设计阶段，具有实际的工程意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，结合天然气工程项目的工艺复杂的实际情况，运用模块化的思维方法，通过建立工艺设备信息数据库，确定天然气液化流程工艺待划分设备列表，利用计算机实现对各工艺待划分设备列表进行模块划分、模块布置等步骤实现工艺模块的方案设计，提高陆地液化天然气工艺模块方案设计的效率，有效解决现有技术问题。
为实现上述的一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法目的，本发明提供如下技术方案：一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，包括下述步骤：
步骤一，建立天然气处理过程中脱酸工艺、脱水工艺、脱汞工艺、脱重烃工艺以及液化工艺所需的主要设备的相关信息数据库；
步骤二，输入天然气气田的原料气成分含量包括硫化氢H2S含量，二氧化碳CO2含量，水H2O含量，汞Hg含量；
步骤三，判断天然气处理工艺；
步骤四，根据天然气处理工艺，读取数据库中对应工艺的主要设备及主要设备的相关信息，形成工艺待划分设备列表；
步骤五，按照脱酸工艺、脱水工艺、脱汞工艺、脱重烃工艺以及液化工艺的顺序，根据工艺待划分设备列表通过划分逻辑确定各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸及工艺模块的待布置设备列表；
步骤六，对各工艺模块的待布置设备进行布置；
步骤七，判断是否有工艺模块尚未布置完成，如果有工艺模块尚未布置完成，执行步骤六，否则，执行步骤八，输出所有工艺模块的设计方案；
步骤八，输出所有工艺模块的设计方案。
优选的，步骤一中所述主要设备的相关信息包括设备类型、尺寸、重量、所属工艺单元、所属工艺单元布置优先级指数；
所述设备类型包括塔设备和其他设备，所述塔设备的尺寸包括塔设备的直径及高度；其他设备的尺寸包括设备长度、宽度、高度；设备所述所属工艺单元是指天然气处理工艺进一步细化时的子工艺，以脱酸工艺为例，脱酸工艺细分为吸收工艺单元、再生工艺单元、甲醇回收工艺单元，当某工艺可细分为多个工艺单元时，通过所属工艺单元布置优先级指数确定优先布置的工艺单元，所属工艺单元布置优先级指数高的工艺单元优先布置。
优选的，步骤三中所述判断天然气处理工艺为当原料气中硫化氢H2S及二氧化碳CO2含量不符合公式(1)的要求时，天然气处理过程中添加脱酸工艺、脱水工艺，当原料气中汞含量不符合公式(2)的要求时，天然气处理过程中添加脱汞工艺，其中脱重烃工艺以及液化工艺是必须的，
H2S＜10ppmv，CO2＜50ppmv (1)；
Hg＜10ng/Nm3(2)；
优选的，步骤五中所述工艺模块是指，该模块对天然气的处理工艺主要属于某工艺，所述工艺模块的待布置设备列表是指、工艺模块需要布置的设备列表，需要注意的是，若某工艺的设备重量过大，该工艺会由多个工艺模块组成。
优选的，步骤五中所述确定各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸及工艺模块的待布置设备列表包括下述步骤：
步骤a、将当前工艺模块的待布置设备列表中所有设备重量累加，得到当前工艺模块所需设备的总重量，首次执行此步骤时，当前工艺模块的待布置设备列表为当前工艺模块对应工艺的工艺待划分设备列表；
步骤b、判断当前工艺模块所需设备的总重量是否在设备重量区间中，如表1所示，若当前工艺模块所需设备的总重量超出表1中的设备重量区间，则执行步骤c重新确定当前工艺模块的待布置设备列表，若当前工艺模块所需设备的总重量位于表1中的设备重量区间内，则执行步骤d确定当前工艺模块的底层空间尺寸；
表1设备重量与模块底层空间尺寸对应表
步骤c、当前工艺模块所需设备的总重量超出表1中的设备重量区间时，去除当前工艺模块的待布置设备列表中所属工艺单元布置优先级指数最低且重量最轻的设备，执行步骤a重新计算当前工艺模块所需设备的总重量，同时，将去除的设备添加进当前工艺模块去除设备列表；
步骤d、根据设备总重量所在设备重量区间，确定当前工艺模块的底层空间尺寸；
步骤e、判断是否各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸、及工艺模块的待布置设备列表是否都已确定，如果仍有工艺对应的工艺模块尚未确定，执行步骤f，确定下一工艺模块的待布置设备列表；如果各工艺对应的工艺模块均已确定，执行步骤g输出各工艺模块的底层空间尺寸等信息；
步骤f、将当前工艺模块去除设备列表与下一工艺待划分设备列表共同组成下一工艺模块的待布置设备列表后，执行步骤a；
步骤g、输出各工艺模块的底层空间尺寸、对应的待布置设备列表。
优选的，步骤六中所述对各工艺模块的待布置设备进行布置包括下述步骤：
步骤Ⅰ、将当前工艺模块的底层空间尺寸长宽各内侧偏移1.2m以便于人员通行；
步骤Ⅱ、将当前工艺模块的待布置设备尺寸进行外拓以便于附属设备、管线的布置，待布置设备尺寸外拓后，可形成规则设备占地轮廓并计算设备占地轮廓，其中，塔设备半径加3m，高度不变，其他设备的长、宽度各加3m；
步骤Ⅲ、从工艺模块的待布置设备列表中确定当前布置设备，具体确定原则如下：
(1)若待布置设备列表中有塔设备，塔设备为当前布置设备，
(2)若待布置设备列表中塔设备均已布置完成时，按工艺单元布置优先级指数，确定待布置的工艺单元，工艺单元布置优先级指数高的工艺单元优先布置，从待布置的工艺单元中，进一步确定当前布置设备，
(3)待布置的工艺单元中，设备占地轮廓面积大为当前布置设备；
步骤Ⅳ、判断当前工艺模块该层空间是否存在有效布置空间，所述有效布置空间指当前工艺模块该层空间能否放置待布置设备，需要注意的是，可能存在多个有效布置空间，每个工艺模块均从底层空间开始布置设备，若当前工艺模块该层空间存在有效布置空间时，说明待布置设备可在该层空间完成布置，执行步骤Ⅴ；当前工艺模块该层空间不存在有效布置空间时，说明待布置设备无法在该层空间完成布置，执行步骤Ⅵ；
步骤Ⅴ、存在有效布置空间时，将当前布置设备的占地轮廓分别布置至各个有效布置空间中，计算各个有效布置空间布置当前布置设备的占地轮廓后的平整度Pd，
其中x为角区数量，
存在多个有效布置空间时，设备的最终布置情况选取原则如下：
(1)选取布置当前布置设备后，平整度Pd最大的情况，为当前布置设备的最终布置情况，
(2)若存在多个布置情况的平整度均相同时，选取设备相邻布置的情况为当前布置设备的最终布置情况，
(3)若存在多个布置情况的平整度均相同且设备都为相邻布置时，需判断每种布置情况下，下一待布置设备的有效布置空间数，选取下一待布置设备的有效布置空间数最多的情况，为当前布置设备的最终布置情况；
从待布置设备列表中，去除该设备，同时，将该设备加入当前模块已布置设备列表，并记录其布置层数、位于该层空间的局部坐标，需要注意的是，塔类设备高度较高，会占据模块多层空间处相同的位置，该位置无法在布置其他设备，该步骤完成后，执行步骤Ⅶ。
步骤Ⅵ、不存有效布置空间时，可将当前布置设备依次改变为当前工艺单元中设备占地轮廓面积较小的设备，当前布置设备更改后执行步骤Ⅳ，若当前工艺单元中的设备均不存在有效布置空间，进行模块下一层空间的布置，执行步骤Ⅴ；
步骤Ⅶ、判断当前工艺模块的待布置设备列表是否有设备未布置，若当前工艺模块的待布置设备列表有设备未布置，执行步骤Ⅲ，确定一个需要布置的设备，若当前工艺模块的待布置设备列表为空，表明当前工艺模块的所有设备布置完成，执行步骤七。
优选的，步骤八中所述工艺模块的设计方案包括工艺模块的底层空间尺寸、层数、每层空间含有的设备、设备尺寸和重量、设备的在每层空间的局部坐标。
与现有技术相比，本发明提供了一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，具备以下有益效果：
1、本一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，通过建立工艺设备信息数据库、确定工艺模块空间尺寸、利用计算机实现设备布置等步骤的结合，实现了合理、高效的布置工艺模块设备，便于开展项目的模块化方案设计，提高模块化设计效率。
2、本一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法在设备布置时，能够在保证模块工艺完整性的基础上合理布置设备，设备之间留有充足空间便于后续设计阶段的管线、仪表、阀门和电缆布置，保证了本发明的合理性。
附图说明
图1为本发明大型陆地液化天然气工艺模块布置方法的流程图；
图2为本发明建立设备信息数据库的示例图；
图3为本发明中根据输入原料气信息读取数据库中对应工艺设备的示例图；
图4为本发明利用计算机布置设备步骤中当前模块底层空间内侧偏移的示意图；
图5为本发明利用计算机布置设备步骤中设备尺寸外拓形成规则设备占地轮廓的示意图；
图6为本发明利用计算机布置设备步骤中的有效布置空间判断示意图；
图7为本发明利用计算机布置设备步骤中的角区计算示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，以下结合附图和具体示例对本发明进行详细说明包括下述步骤：
步骤一、建立天然气处理过程中脱酸工艺、脱水工艺、脱汞工艺、脱重烃工艺以及液化工艺所需的主要设备的相关信息数据库，所述主要设备的相关信息包括设备类型、尺寸、重量、所属工艺单元、所属工艺单元布置优先级指数，所述设备类型包括塔设备和其他设备，塔设备的尺寸包括塔设备的直径及高度；其他设备的尺寸包括设备长度、宽度、高度；设备所属工艺单元是指天然气处理工艺进一步细化时的子工艺。以脱酸工艺为例，脱酸工艺可细分为吸收工艺单元、再生工艺单元、甲醇回收工艺单元。当某工艺可细分为多个工艺单元时，通过所属工艺单元布置优先级指数确定优先布置的工艺单元，所属工艺单元布置优先级指数高的工艺单元优先布置。以脱酸工艺、脱水工艺、脱汞工艺为例，建立主要设备信息数据库，如附图2所示。
步骤二、输入天然气气田的原料气成分含量包括H2S，CO2，H2O，Hg含量。例如，输入天然气气田原料气成分如下：H2S含量为18ppmv，CO2含量为50ppmv，Hg含量为5ng/Nm3。
步骤三、判断天然气处理工艺，当原料气中硫化氢H2S及二氧化碳CO2含量不符合公式(1)的要求时，天然气处理过程中添加脱酸工艺、脱水工艺。当原料气中汞含量不符合公式(2)的要求时，天然气处理过程中添加脱汞工艺。其中脱重烃工艺以及液化工艺是必须的。根据步骤二示例中输入的原料气含量判断天然气的处理包括脱酸工艺、脱水工艺、脱重烃工艺、液化工艺。
步骤四、根据天然气处理工艺，读取数据库中对应工艺的主要设备及主要设备的相关信息，形成工艺待划分设备列表。所述工艺待划分设备列表是指，某一天然气处理工艺需要的所有设备及设备相关信息。根据步骤3示例，需读取数据库中脱酸工艺、脱水工艺、脱重烃工艺和液化工艺对应的主要设备和相关信息，形成脱酸工艺、脱水工艺、脱重烃工艺和液化工艺待划分设备列表。附图3所示为脱酸工艺和脱水工艺的待划分设备列表。
步骤五、按照脱酸工艺、脱水工艺、脱汞工艺的顺序，确定各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸、及工艺模块的待布置设备列表。所述工艺模块是指，该模块对天然气的处理工艺主要属于某工艺。所述工艺模块的待布置设备列表是指、工艺模块需要布置的设备列表。需要注意的是，若某工艺的设备重量过大，该工艺会由多个工艺模块组成。具体步骤如下：
步骤a、将当前工艺模块的待布置设备列表中所有设备重量累加，得到当前工艺模块所需设备的总重量。首次执行此步骤时，当前工艺模块的待布置设备列表为当前工艺模块对应工艺的工艺待划分设备列表。以脱酸工艺为例，脱酸工艺模块的待布置设备列表为吸收单元、再生单元和甲醇回收单元中的所有设备。脱酸工艺模块的所有设备重量累加后，总重量为1307.93t。
步骤b、判断当前工艺模块所需设备的总重量是否在设备重量区间中，如表1所示，若当前工艺模块所需设备的总重量超出表1中的设备重量区间，则执行步骤c重新确定当前工艺模块的待布置设备列表。若当前工艺模块所需设备的总重量位于表1中的设备重量区间内，则执行步骤d确定当前工艺模块的底层空间尺寸，以脱酸工艺模块为例，设备总重量为1307.93t。超出表1的重量区间，需要执行步骤c。
步骤c、当前工艺模块所需设备的总重量超出表1中的设备重量区间时，去除当前工艺模块的待布置设备列表中所属工艺单元布置优先级指数最低且重量最轻的设备，执行步骤a重新计算当前工艺模块所需设备的总重量，同时，将去除的设备添加进当前工艺模块去除设备列表，以脱酸工艺模块为例，脱酸工艺模块中工艺单元布置优先级指数最低的为甲醇回收单元，依次去除甲醇单元中设备重量最轻的设备，直至脱酸工艺模块的待布置设备列表的设备总重量在表1的重量区间内，多次执行此步骤后，最终脱酸工艺模块的待布置设备列表如表2所示，设备总重为998.6吨。去除设备列表如表3所示。
表2脱酸工艺模块的待布置设备列表
表3脱酸工艺模块的去除布置设备列表
步骤d、根据当前工艺模块的设备总重量所在设备重量区间，确定当前工艺模块的底层空间尺寸。以脱酸工艺模块为例，可确定其底层空间尺寸为35*35。
步骤e、判断是否各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸及工艺模块的待布置设备列表是否都已确定。如果仍有工艺对应的工艺模块尚未确定，执行步骤f，确定下一工艺模块的待布置设备列表；如果各工艺对应的工艺模块均已确定，执行步骤g输出各工艺模块的底层空间尺寸等信息。
步骤f、将当前工艺模块去除设备列表与下一工艺待划分设备列表共同组成下一工艺模块的待布置设备列表后，执行步骤后a。例如，脱酸工艺模块去除设备列表与脱水工艺待划分设备列表共同组成脱水工艺模块的待布置设备列表。
步骤g、输出各工艺模块的底层空间尺寸、对应的待布置设备列表。
步骤六、对各工艺模块的待布置设备进行布置。所述工艺模块具有多层空间，每层空间尺寸与底层空间尺寸相同。设备布置过程中，从工艺模块底层开始布置。具体步骤如下：
步骤Ⅰ、将当前工艺模块的底层空间尺寸长宽内侧偏移1.2m以便于人员通行，图3所示为本发明利用计算机布置设备步骤中工艺模块底层空间尺寸内侧偏移后示意图。
步骤Ⅱ、将当前工艺模块的待布置设备尺寸进行外拓以便于附属设备、管线的布置。待布置设备尺寸外拓后，可形成规则设备占地轮廓并计算设备占地轮廓，其中，塔设备半径加3m，高度不变，其他设备的长、宽度各加3m。图4所示为本发明利用计算机布置设备步骤中设备尺寸外拓形成规则占地轮廓示意图。
步骤Ⅲ、从工艺模块的待布置设备列表中确定当前布置设备，具体确定原则如下：
(1)若待布置设备列表中有塔设备，塔设备为当前布置设备。
(2)若待布置设备列表中塔设备均已布置完成时，按工艺单元布置优先级指数，确定待布置的工艺单元。工艺单元布置优先级指数高的工艺单元优先布置。从待布置的工艺单元中，进一步确定当前布置设备。
(3)待布置的工艺单元中，设备占地轮廓面积大为当前布置设备。
步骤Ⅳ、判断当前工艺模块该层空间是否存在有效布置空间。所述有效布置空间指当前工艺模块该层空间能否放置待布置设备。需要注意的是，可能存在多个有效布置空间。每个工艺模块均从底层空间开始布置设备。若当前工艺模块该层空间存在有效布置空间时，说明待布置设备可在该层空间完成布置，执行步骤Ⅴ；当前工艺模块该层空间不存在有效布置空间时，说明待布置设备无法在该层空间完成布置，执行步骤Ⅵ。
有效布置空间的判断方法为：将一虚拟设备占地轮廓放置当前需布置设备的模块该层空间中，将虚拟设备占地轮廓四边外扩，直至边长与现有模块该层空间中各边重合形成布置空间。若下一待布置的设备占地轮廓能放置进布置空间内则该空间为有效布置空间；若不能则为无效布置空间。可能存在多个有效布置空间。图6所示为本发明利用计算机布置设备步骤中当前工艺模块的当前层空间中有效布置空间的判断示意图。
步骤Ⅴ、存在有效布置空间时，将当前布置设备的占地轮廓分别布置至各个有效布置空间中，计算各个有效布置空间布置当前布置设备的占地轮廓后的平整度Pd，
其中x为角区数量。图7所示为本发明利用计算机布置设备步骤中当前布置空间的角区计算示意图。
存在多个有效布置空间时，设备的最终布置情况选取原则如下：
(1)选取布置当前布置设备后，平整度Pd最大的情况，为当前布置设备的最终布置情况。
(1)选取布置当前布置设备后，平整度Pd最大的情况，为当前布置设备的最终布置情况。
(2)若存在多个布置情况的平整度均相同时，选取设备相邻布置的情况为当前布置设备的最终布置情况。
(3)若存在多个布置情况的平整度均相同且设备都为相邻布置时，需判断每种布置情况下，下一待布置设备的有效布置空间数。选取下一待布置设备的有效布置空间数最多的情况，为当前布置设备的最终布置情况。
从待布置设备列表中，去除该设备。同时，将该设备加入当前模块已布置设备列表，并记录其布置层数、位于该层空间的局部坐标。需要注意的是，塔类设备高度较高，会占据模块多层空间处相同的位置，该位置无法在布置其他设备。该步骤完成后，执行步骤Ⅶ。
步骤Ⅵ、不存有效布置空间时，可将当前布置设备依次改变为当前工艺单元中设备占地轮廓面积较小的设备，当前布置设备更改后执行步骤Ⅳ。若当前工艺单元中的设备均不存在有效布置空间，进行模块下一层空间的布置，执行步骤Ⅴ。
步骤Ⅶ、判断当前工艺模块的待布置设备列表是否有设备未布置。若当前工艺模块的待布置设备列表有设备未布置，执行步骤Ⅲ，确定一个需要布置的设备。若当前工艺模块的待布置设备列表为空，表明当前工艺模块的所有设备布置完成，执行步骤七。
步骤七、判断是否有工艺模块尚未布置完成，如果有工艺模块尚未布置完成，执行步骤六。否则，执行步骤八，输出所有工艺模块的设计方案。
步骤八、输出所有工艺模块的设计方案。所述工艺模块的设计方案包括工艺模块的底层空间尺寸、层数、每层空间含有的设备、设备尺寸和重量、设备的在每层空间的局部坐标。
本发明的工作使用流程以及安装方法为，本一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法在使用时，通过建立工艺设备信息数据库、确定工艺模块空间尺寸、利用计算机实现设备布置等步骤的结合，实现了合理、高效的布置工艺模块设备，便于开展项目的模块化方案设计，提高模块化设计效率，通过在设备布置时，能够在保证模块工艺完整性的基础上合理布置设备，设备之间留有充足空间便于后续设计阶段的管线、仪表、阀门和电缆布置，保证了本发明的合理性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤一，建立天然气处理过程中脱酸工艺、脱水工艺、脱汞工艺、脱重烃工艺以及液化工艺所需的主要设备的相关信息数据库；
步骤二，输入天然气气田的原料气成分含量包括硫化氢H2S含量，二氧化碳CO2含量，水H2O含量，汞Hg含量；
步骤三，判断天然气处理工艺；
步骤四，根据天然气处理工艺，读取数据库中对应工艺的主要设备及主要设备的相关信息，形成工艺待划分设备列表；
步骤五，按照脱酸工艺、脱水工艺、脱汞工艺、脱重烃工艺以及液化工艺的顺序，根据工艺待划分设备列表通过划分逻辑确定各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸及工艺模块的待布置设备列表；
步骤六，对各工艺模块的待布置设备进行布置；
步骤七，判断是否有工艺模块尚未布置完成，如果有工艺模块尚未布置完成，执行步骤六，否则，执行步骤八，输出所有工艺模块的设计方案；
步骤八，输出所有工艺模块的设计方案。
2.根据权利要求1步骤一所述的一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，其特征在于：所述主要设备的相关信息包括设备类型、尺寸、重量、所属工艺单元、所属工艺单元布置优先级指数；
所述设备类型包括塔设备和其他设备，所述塔设备的尺寸包括塔设备的直径及高度；其他设备的尺寸包括设备长度、宽度、高度；设备所述所属工艺单元是指天然气处理工艺进一步细化时的子工艺，以脱酸工艺为例，脱酸工艺细分为吸收工艺单元、再生工艺单元、甲醇回收工艺单元，当某工艺可细分为多个工艺单元时，通过所属工艺单元布置优先级指数确定优先布置的工艺单元，所属工艺单元布置优先级指数高的工艺单元优先布置。
3.根据权利要求1步骤三所述的一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，其特征在于：所述判断天然气处理工艺为当原料气中硫化氢H2S及二氧化碳CO2含量不符合公式(1)的要求时，天然气处理过程中添加脱酸工艺、脱水工艺，当原料气中汞含量不符合公式(2)的要求时，天然气处理过程中添加脱汞工艺，其中脱重烃工艺以及液化工艺是必须的，
H2S＜10ppmv，CO2＜50ppmv (1)；
Hg＜10ng/Nm3 (2)。
4.根据权利要求1步骤五所述的一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，其特征在于：所述工艺模块是指，该模块对天然气的处理工艺主要属于某工艺，所述工艺模块的待布置设备列表是指、工艺模块需要布置的设备列表，需要注意的是，若某工艺的设备重量过大，该工艺会由多个工艺模块组成。
5.根据权利要求1步骤五所述的一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，其特征在于：所述确定各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸及工艺模块的待布置设备列表包括下述步骤：
步骤a、将当前工艺模块的待布置设备列表中所有设备重量累加，得到当前工艺模块所需设备的总重量，首次执行此步骤时，当前工艺模块的待布置设备列表为当前工艺模块对应工艺的工艺待划分设备列表；
步骤b、判断当前工艺模块所需设备的总重量是否在设备重量区间中，如表1所示，若当前工艺模块所需设备的总重量超出表1中的设备重量区间，则执行步骤c重新确定当前工艺模块的待布置设备列表，若当前工艺模块所需设备的总重量位于表1中的设备重量区间内，则执行步骤d确定当前工艺模块的底层空间尺寸；
表1 设备重量与模块底层空间尺寸对应表
步骤c、当前工艺模块所需设备的总重量超出表1中的设备重量区间时，去除当前工艺模块的待布置设备列表中所属工艺单元布置优先级指数最低且重量最轻的设备，执行步骤a重新计算当前工艺模块所需设备的总重量，同时，将去除的设备添加进当前工艺模块去除设备列表；
步骤d、根据设备总重量所在设备重量区间，确定当前工艺模块的底层空间尺寸；
步骤e、判断是否各工艺对应工艺模块的底层空间尺寸、及工艺模块的待布置设备列表是否都已确定，如果仍有工艺对应的工艺模块尚未确定，执行步骤f，确定下一工艺模块的待布置设备列表；如果各工艺对应的工艺模块均已确定，执行步骤g输出各工艺模块的底层空间尺寸等信息；
步骤f、将当前工艺模块去除设备列表与下一工艺待划分设备列表共同组成下一工艺模块的待布置设备列表后，执行步骤a；
步骤g、输出各工艺模块的底层空间尺寸、对应的待布置设备列表。
6.根据权利要求1步骤六所述的一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法，其特征在于：所述对各工艺模块的待布置设备进行布置包括下述步骤：
步骤Ⅰ、将当前工艺模块的底层空间尺寸长宽各内侧偏移1.2m以便于人员通行；
步骤Ⅱ、将当前工艺模块的待布置设备尺寸进行外拓以便于附属设备、管线的布置，待布置设备尺寸外拓后，可形成规则设备占地轮廓并计算设备占地轮廓，其中，塔设备半径加3m，高度不变，其他设备的长、宽度各加3m；
步骤Ⅲ、从工艺模块的待布置设备列表中确定当前布置设备，具体确定原则如下：
(1)若待布置设备列表中有塔设备，塔设备为当前布置设备，
(2)若待布置设备列表中塔设备均已布置完成时，按工艺单元布置优先级指数，确定待布置的工艺单元，工艺单元布置优先级指数高的工艺单元优先布置，从待布置的工艺单元中，进一步确定当前布置设备，
(3)待布置的工艺单元中，设备占地轮廓面积大为当前布置设备；
步骤IV、判断当前工艺模块该层空间是否存在有效布置空间，所述有效布置空间指当前工艺模块该层空间能否放置待布置设备，需要注意的是，可能存在多个有效布置空间，每个工艺模块均从底层空间开始布置设备，若当前工艺模块该层空间存在有效布置空间时，说明待布置设备可在该层空间完成布置，执行步骤V；当前工艺模块该层空间不存在有效布置空间时，说明待布置设备无法在该层空间完成布置，执行步骤VI；
步骤V、存在有效布置空间时，将当前布置设备的占地轮廓分别布置至各个有效布置空间中，计算各个有效布置空间布置当前布置设备的占地轮廓后的平整度Pd，
其中x为角区数量，
存在多个有效布置空间时，设备的最终布置情况选取原则如下：
(1)选取布置当前布置设备后，平整度Pd最大的情况，为当前布置设备的最终布置情况，
(2)若存在多个布置情况的平整度均相同时，选取设备相邻布置的情况为当前布置设备的最终布置情况，
(3)若存在多个布置情况的平整度均相同且设备都为相邻布置时，需判断每种布置情况下，下一待布置设备的有效布置空间数，选取下一待布置设备的有效布置空间数最多的情况，为当前布置设备的最终布置情况；
从待布置设备列表中，去除该设备，同时，将该设备加入当前模块已布置设备列表，并记录其布置层数、位于该层空间的局部坐标，需要注意的是，塔类设备高度较高，会占据模块多层空间处相同的位置，该位置无法在布置其他设备，该步骤完成后，执行步骤Ⅶ。
步骤Ⅵ、不存有效布置空间时，可将当前布置设备依次改变为当前工艺单元中设备占地轮廓面积较小的设备，当前布置设备更改后执行步骤Ⅳ，若当前工艺单元中的设备均不存在有效布置空间，进行模块下一层空间的布置，执行步骤Ⅴ；
步骤Ⅶ、判断当前工艺模块的待布置设备列表是否有设备未布置，若当前工艺模块的待布置设备列表有设备未布置，执行步骤Ⅲ，确定一个需要布置的设备，若当前工艺模块的待布置设备列表为空，表明当前工艺模块的所有设备布置完成，执行步骤七。
7.根据权利要求1步骤八所述的大型陆地液化天然气工艺模块划分与布置方法，其特征在于：所述工艺模块的设计方案包括工艺模块的底层空间尺寸、层数、每层空间含有的设备、设备尺寸和重量、设备的在每层空间的局部坐标。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110914044.5A CN113837712B (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110914044.5A CN113837712B (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113837712A true CN113837712A (zh) | 2021-12-24 |
| CN113837712B CN113837712B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=78963127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110914044.5A Active CN113837712B (zh) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113837712B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050102320A1 (en) * | 2000-10-09 | 2005-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Device and method for carrying out the decentralized production of desired products from different starting materials, and an automated process system |
| US20120036888A1 (en) * | 2007-11-05 | 2012-02-16 | David Vandor | Method and system for the small-scale production of liquified natural gas (lng) and cold compressed gas (ccng) from low-pressure natural gas |
| US20150143775A1 (en) * | 2009-12-18 | 2015-05-28 | Fluor Technology Corporation | Modular processing facility |
| CN106021687A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-10-12 | 中国石油大学(华东) | 一种海上模块化lng接收终端的平面布置方法 |
| CN107301281A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-27 | 中广核工程有限公司 | 一种三维厂房设备间吊车梁全自动布置系统和方法 |
| CN108446870A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-24 | 天津大学 | 一种大件货陆运安全综合决策方法 |
| WO2018220703A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | 日揮株式会社 | 天然ガス液化装置用モジュール、及び天然ガス液化装置 |
| RU2717903C1 (ru) * | 2019-04-14 | 2020-03-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр Стратегических коммуникаций" | Автоматизированная система моделирования изменения содержания информационного пространства |
| KR20200086446A (ko) * | 2019-01-09 | 2020-07-17 | 목포해양대학교 산학협력단 | Lng 선박의 예방 정비 모델 생성 방법 및 그 장치 |
| CN113190885A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-30 | 西安理工大学 | 一种工业流水线车间布局规划方法 |
-
2021
- 2021-08-10 CN CN202110914044.5A patent/CN113837712B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050102320A1 (en) * | 2000-10-09 | 2005-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Device and method for carrying out the decentralized production of desired products from different starting materials, and an automated process system |
| US20120036888A1 (en) * | 2007-11-05 | 2012-02-16 | David Vandor | Method and system for the small-scale production of liquified natural gas (lng) and cold compressed gas (ccng) from low-pressure natural gas |
| US20150143775A1 (en) * | 2009-12-18 | 2015-05-28 | Fluor Technology Corporation | Modular processing facility |
| CN106021687A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-10-12 | 中国石油大学(华东) | 一种海上模块化lng接收终端的平面布置方法 |
| WO2018220703A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | 日揮株式会社 | 天然ガス液化装置用モジュール、及び天然ガス液化装置 |
| CN107301281A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-27 | 中广核工程有限公司 | 一种三维厂房设备间吊车梁全自动布置系统和方法 |
| CN108446870A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-24 | 天津大学 | 一种大件货陆运安全综合决策方法 |
| KR20200086446A (ko) * | 2019-01-09 | 2020-07-17 | 목포해양대학교 산학협력단 | Lng 선박의 예방 정비 모델 생성 방법 및 그 장치 |
| RU2717903C1 (ru) * | 2019-04-14 | 2020-03-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр Стратегических коммуникаций" | Автоматизированная система моделирования изменения содержания информационного пространства |
| CN113190885A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-30 | 西安理工大学 | 一种工业流水线车间布局规划方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 宋峥嵘: "LNG工艺模块工装设计方法", 中国海洋平台, vol. 32, no. 6, pages 32 * |
| 戴伟，夏勇峰，罗金: "基于三维模型的LNG 船围护系统安装平台整体安装技术", 船海工程, vol. 50, no. 1, pages 1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113837712B (zh) | 2023-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1253604A (en) | Method for deriving an interconnection route between elements in an interconnection medium | |
| JPS63225869A (ja) | 配線経路探索方式 | |
| Keramidas et al. | POLES-JRC model documentation | |
| CN106971049A (zh) | 一种催化裂化分离系统的新型多目标优化方法 | |
| Ramos et al. | Utility network optimization in eco-industrial parks by a multi-leader follower game methodology | |
| CN101023308A (zh) | 处理能力可升级的液化天然气厂 | |
| CN104357117A (zh) | 一种煤制合成天然气和液化天然气的无循环甲烷化工艺 | |
| SA518390969B1 (ar) | توليد القدرة من فاقد الحرارة في منشآت المواد العطرية والتكسير المائي للنفط الخام المدمجة | |
| Shenoy | Enhanced nearest neighbors algorithm for design of water networks | |
| CN113837712A (zh) | 一种大型陆地液化天然气生产工艺模块划分与布置方法 | |
| JPH0275072A (ja) | 網図または諭理回路図自動生成方法およびそのシステム | |
| Zhang et al. | Research of the industrial heritage category and spatial density distribution in the Walloon region, Belgium, and Northeast China | |
| CN109992741A (zh) | 一种混合基2-4串行fft实现方法及装置 | |
| CN104011487A (zh) | 运动环境中液化天然气 | |
| JP6799726B1 (ja) | 熱交換器群の設計方法及び処理プラント | |
| CN107144092A (zh) | 一种以乙烯热泵精馏生产高纯乙烯的装置及其生产工艺 | |
| CN110504675A (zh) | 一种交直流混合配电网改造规划方法及系统 | |
| CN105426556B (zh) | 版图设计规则文件中图层关系的可视化分析方法 | |
| CN101785987A (zh) | 用于海水脱硫的塑料规整催化填料的制备方法 | |
| CN216378080U (zh) | 一种焦炉煤气脱硫塔管道布置结构 | |
| Klyuev | New industrial and transport construction in Russia: economic and geographical aspects | |
| Shadrina | Russia's pivot to Asia: Rationale, progress, and prospects for oil and gas cooperation | |
| CN207362165U (zh) | 利用电石炉尾气及热解气生产合成天然气的系统 | |
| Lee et al. | Optimal Layout Design of a Liquefied Natural Gas FPSO: A Case Study | |
| CN112883071B (zh) | 一种多海工模块装船的驳船智能选取方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |