液化天然氣

經多項全球專案驗證,高可靠性的Yokogawa生產控制系統已在76列液化天然氣(LNG)液化設施投入使用,持續提升安全性、效率與生產力。同時,Yokogawa河透過 APC(先進製程控制)授權與顧問服務,使複雜液化製程得以高效運作,協助客戶最大化收益。

挑戰

加速試俥,縮短生產交付時間

  • 利用模組化程序自動化(MPA)自動冷卻主低溫熱交換器(MCHE),縮短試俥時間並避免設備損壞

MCHE 是液化天然氣(LNG)廠的關鍵設備,由大量鋁殼管束組成。試俥時,MCHE 必須從環境溫度降至約攝氏 -160℃,以液化天然氣。按照理想溫度曲線控制 MCHE 溫度對操作人員而言是一大挑戰,因為需要同時控制多個閥門,且冷卻過程中工藝響應會隨時間變化。操作不當可能導致超過最大允許溫度變化,造成 MCHE 由於熱脹冷縮而損壞;而冷卻過慢則會延遲生產啟動。為避免這些風險,需要高度可靠且高效的自動化操作。Yokogawa 的模組化程序自動化(MPA)結合最佳操作經驗、製程專業知識,以及現有程序和歷史數據分析,使自動冷卻如同經驗豐富的操作人員在控制工廠一般,縮短試俥時間,同時避免損壞 MCHE。

次世代先進程序控制提升產量

  • 先進控制與估算平台在確保穩定控制的同時,優化產量

液化過程極為複雜,受到氣體組成、環境溫度、分離器液位及壓縮機效能等多種因素影響。要達到穩定控制,這些變數需要透過先進程序控制(APC)進行管理。Yokogawa 提供 APC 授權與顧問服務已逾 20 年。基於我們在程序自動化的專業知識,Yokogawa 的次世代 APC 平台「先進控制與估算平台(PACE)」可在確保穩定控制的同時,實現產量優化。

Advanced Process Control

以企業 KPI 驅動操作,提升利潤

  • 以獲利為導向的操作實現整廠管理整合

製造廠的營運目標在於達成企業 KPI(關鍵績效指標),如安全性、生產力、獲利能力、節能(CSR)及設備可用性。企業 KPI 通常透過廠史資料計算,並由廠管理每月檢視。
市場研究顯示,企業 KPI 管理仍存在多項問題,影響廠利潤:

・廠管理與操作人員之間的 KPI 脫節
・因部門割裂而導致 KPI 優化不完整
・隱性的 KPI 取捨,如穩定性與獲利之間的權衡
・事後改善 KPI 的措施

Yokogawa 採用工業最佳實務及創新數位技術來解決上述問題。以利潤為導向的操作(PDO)是針對流程產業的解決方案,透過 KPI 連結,實現從廠區現場到管理層的目標無縫對齊。PDO 可幫助工程師與操作人員在影響企業 KPI 前解決自身 KPI 問題,並使用即時 DCS 資料計算所有 KPI。
Yokogawa 已開發液化與再氣化廠專用的工業 KPI 模板,可縮短工程周期並協助 PDO 用戶提早達成投資報酬。Karaoke 儀表板為即時且現成的 KPI 儀表板,幫助操作人員理解並管理 KPI 取捨,如同日本卡拉 OK 系統。Tree 儀表板以 KPI 樹狀結構呈現各 KPI 警報狀態,有助於操作人員與工程師找出警報根因,並在影響管理 KPI 前解決問題,同時也協助高階管理層掌握現場狀況。

Karaoke dashboard

透過先進訓練模擬器應對操作挑戰

  • 廠務模擬器可訓練操作人員應對各種可能情境

由於經驗豐富的操作員與工程師短缺,人力資源培育已成為重要管理議題。Yokogawa 的操作員訓練系統(Operator Training System, OTS)在電腦上提供虛擬工廠與真實操作訓練,包括廠務啟動、停機、操作切換及緊急應變等。

我們針對各類廠務應用提供學習主題,包括 LNG 產業的 C3MR 與 SMR 模型。OTS 被評估為高擬真度的廠務模擬器,已在全球各地安裝使用。

在 Oman LNG,OTS 訓練是提升操作效率的核心。
操作員與訓練師需先應對各種情境,例如緊急應變與設備故障,才能被指派至實際廠區工作。
 此處嵌入客戶參考案例,但未附成功故事連結或進一步說明。如經客戶核準,可提供連結;否則移除此客戶專屬註解。

影片:Oman LNG 動態廠務模擬器

 

Details

酸性氣體去除

  • 進氣 KO Drum壓力控制
  • 吸收塔底液位/流量控制
  • 吸收塔入口稀胺流量控制
  • 壓力監控
  • 溫度監控
  • 處理後氣體品質監控
  • 胺再生控制
  • 硫回收單元控制

脫水與汞去除

  • 乾燥塔序列控制
  • 再生氣壓縮機控制

天然氣液體回收/分餾

  • 進氣壓力控制
  • 塔底液位與出口流量控制
  • 回流流量控制
  • 再沸器溫度控制

液化

  • 進氣壓力/流量控制
  • MR 平衡控制
  • 預冷劑壓縮機及流量/溫度控制
  • MR 冷劑流量/溫度控制
  • 終端閃蒸與壓力控制
  • LNG 放流與生產控制
  • 防喘振控制

LNG 儲存與裝載

  • 儲槽監控
  • 裝載程序
  • 裝載管線循環控制
  • BOG 壓縮機

參考

摘要:
  • Operator training system for the critical LNG processes had been built to reduce human errors and achieve operational excellence.
  • The high fidelity modeling of LNG liquefaction process closely matches the behavior and operational environment of the actual plant.
摘要:
  • OTS for familialization of liquefaction processes and operator training.
  • Yokogawa's integrated solutions contribute to safe and steady production at gas liquefaction plant in Norway.
摘要:

Over the past decade, companies have been using unconventional drilling technology to extract gas and liquid from the readily available shale formations in North America. As the industry gains experience, the production rates continue to rise based on better use of technology to locate resources and to decrease the time from exploration to production.

摘要:

As LNG moves from a niche to a major area of the oil and gas industry, experienced suppliers are required to deliver the technologies that support it. 

摘要:

LNG Industry, Summer 2012

Martin te Lintelo, Yokogawa, The Netherlands, discusses the need for better automation, measurement and control instruments to cope with the rising popularity of LNG.

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