«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Повышение энергоэффективности технологического процесса малотоннажного производства СПГ с использованием отечественного программного обеспечения технологического моделирования

УДК: 533.2:665.632.078
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: малотоннажный СПГ, энергоэффективность, завод СПГ при ГРС, дроссельный цикл, технологическое моделирование, имитационная модель, СИМБА

Аннотация:

В статье рассматривается проблема повышения энергоэффективности малотоннажного комплекса по сжижению природного газа мощностью 21,5 тыс. т/год. Для анализа работы установки были собраны эксплуатационные данные из системы управления технологическим процессом и на их основе создана имитационная модель в отечественном программном комплексе СИМБА. С помощью модели проведены расчеты материального и энергетического баланса, выявлены основные ограничения, снижающие эффективность работы: высокие потери газа на регенерацию адсорберов и в системе теплоизоляции, недостаточная эффективность холодильного цикла, ограничение по возврату отпарного газа в сеть и снижение производительности блока компримирования. На основании полученных результатов предложены меры по модернизации: использование отпарного газа для собственных нужд установки, установка регулируемого дросселя, улучшение характеристик холодильного цикла, повышение давления хранения сжиженного природного газа (СПГ) и замена теплоизоляции. Дополнительно разработаны алгоритм расчета производительности по данным автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП), система поддержки принятия решений и учебно-тренировочный комплекс для операторов. Реализация предложенных мер позволит повысить производительность и снизить энергозатраты при эксплуатации установки.

Список литературы:

1. Алгоритм взаимодействия программ имитационного моделирования и систем управления технологическими процессами / Р.Л. Барашкин, В.В. Горелов, П.К. Калашников [и др.] // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2015. – № 10. – С. 35–39.
2. Архитектура интеллектуальной системы поддержки принятия решений для нефтедобывающих предприятий / С.М. Бекетов, Д.Э. Федяевская, Ж.В. Бурлуцкая, А.М. Гинцяк // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2024. – № 11(616). – С. 16–26.
3. Внедрение компьютерного тренажера в процесс подготовки операторов малотоннажной установки производства сжиженного природного газа / Р.Л. Барашкин, П.К. Калашников, Д.Н. Жедяевский [и др.] // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2025. – № 3(620). – С. 24–34.
4. Колосов С.П. "Дежа вю" в достижении эффективности функционирования программно-аппаратных средств интеллектуально зависимых отраслей (на примере диспетчеризации объектов НГК) // Автоматизация и IT в нефтегазовой области. – 2017. – № 3(29). – С. 28–39.
5. Свидетельство 2021681336 Рос. Федерация о государственной регистрации программы для ЭВМ. Компьютерный тренажер обучения процессам малотоннажного сжижения природного газа / П.К. Калашников, Р.Л. Барашкин, В.В. Южанин [и др.]; правообладатель РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. – № 2021680645; заявл. 13.12.2021; опубл. 21.12.2021, Бюл. № 1.
6. Садыкова А.К., Леонов Д.Г. Концепция согласования данных в технологическом процессе // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2025. – № 2(619). – С. 20–24.
7. Муленко И.Г. Методология автоматизации определения вместимости резервуаров в Российской Федерации // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2024. – № 3(608). – С. 61–65.
8. Кизина И.Д., Веревкин А.П. Методы верификации и достоверизации данных для решения задач в автоматизированных системах управления технологическими процессами нефтегазовой отрасли // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2025. – № 1(618). – С. 42–47.
9. Опыт разработки модулей цифрового двойника малотоннажного производства сжиженного природного газа в импортонезависимом программно-вычислительном комплексе "СИМБА" / Р.Л. Барашкин, Д.Н. Жедяевский, П.К. Калашников [и др.] // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2024. – № 2(607). – С. 56–64.
10. Чураева М.А., Сафонов А.В. Повышение точности определения компонентного состава сжиженного природного газа // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2025. – № 5(622). – С. 14–19.
11. Практические учебно-тренировочные задачи с применением компьютерного тренажера по управлению малотоннажным производством сжиженного природного газа: учебное пособие / Р.Л. Барашкин, С.В. Варнаков, А.Г. Гречко [и др.]. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2022. – 44 с.
12. Зак Ю.А. Принципы построения систем имитационного моделирования производственных систем // Информационные технологии. – 2018. – Т. 24, № 11. – С. 705–713. – DOI: 10.17587/it.24.705-713
13. Различные форматы использования образовательных цифровых продуктов на примере РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина / А.В. Асирян, Н.Ю. Елисеев, Е.В. Шеляго, Н.Д. Шеляго // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2025. – № 3(620). – С. 65–72.
14. Разработка учебно-исследовательского комплекса "Интеллектуальные системы поддержки принятия решений и экспертные системы" / М.Г. Баширов, Э.М. Баширова, М.Ф. Усманов [и др.] // Электротехнические и информационные комплексы и системы. – 2023. – Т. 19, № 4. – С. 137–149. – DOI: 10.17122/1999-5458-2023-19-4-137-149
15. Свидетельство 2020613488 Рос. Федерация о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для ЭВМ "СИМБА"/ В.В. Южанин, Р.Л. Барашкин, П.К. Калашников [и др.]; правообладатель РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. – № 2020612275; заявл. 03.03.2020; опубл. 17.03.2020, Бюл. № 3.
16. Сжиженный природный газ: технологии и оборудование: учебное пособие / А.Б. Миллер, К.Г. Селезнёв, П.В. Крылов [и др.]; под ред. В.Г. Мартынова. – М.: МАКС Пресс, 2024. – 784 с. – DOI: 10.29003/m3814.978-5-317-07162-2
17. Тупысев А.М., Степин Ю.П. Системные принципы и моделирование сохранения эффективности и рисков функционирования специализированных интеллектуальных компьютерных систем поддержки принятия решений // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2022. – № 4(585). – С. 55–63. – DOI: 10.33285/2782-604X-2022-4(585)-55-63
18. Садыкова А.К., Леонов Д.Г. Согласование данных, минимизация ошибок при измерении и оценке параметров технологического процесса // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2024. – № 12(617). – С. 17–21.
19. Крючков А.В. Трудности, возникающие на объектах топливно-энергетического комплекса при использовании технических средств для работы цифровых двойников в ходе импортозамещения // Автоматизация и информатизация ТЭК. – 2024. – № 4(609). – С. 13–20.
20. Enhancement of efficiency of the training process with the use of digital technologies / R.L. Barashkin, A.S. Nurguatova, P.K. Kalashnikov [et al.] // Education for Chemical Engineers. – 2023. – Vol. 45. – P. 104–121. – DOI: 10.1016/j.ece.2023.08.005