當(dāng)前，石油化工行業(yè)正積極擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。近日，第二屆“石油化工工程數(shù)字化交付研討會(huì)暨煉油與化工設(shè)備選型技術(shù)交流會(huì)”在北京召開。本次研討會(huì)匯聚了來自中國石油、中國石化、中國海油等眾多行業(yè)巨頭的領(lǐng)導(dǎo)與專家，共同探討石油化工行業(yè)的數(shù)字化未來。

積鼎科技作為國產(chǎn)多相流仿真軟件的引領(lǐng)者，有幸受邀參會(huì)，并發(fā)表題為“國產(chǎn)多相流仿真軟件在石化領(lǐng)域的應(yīng)用探索”的精彩報(bào)告。

在石油化工行業(yè)中，流體仿真計(jì)算流體力學(xué)軟件的應(yīng)用早已成為不可或缺的一部分。從油氣勘探到油氣運(yùn)輸，從設(shè)備設(shè)計(jì)到安全評(píng)估，多相流仿真軟件以其強(qiáng)大的模擬能力和精確的計(jì)算結(jié)果，主要用于機(jī)理研究、工藝優(yōu)化、工藝放大預(yù)測(cè)和驗(yàn)證等過程，為石化行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)提供了有力的技術(shù)支持。

積鼎多相流仿真解決方案，采用多種軟件應(yīng)對(duì)不同的多相流流態(tài)和流動(dòng)過程，可提供基于VirtualFlow、DEMms、LMFD等多套軟件組成的石化行業(yè)多相流仿真的完整解決方案。

VirtualFlow軟件，基于簡(jiǎn)便易用的笛卡爾網(wǎng)格高效并行技術(shù)、豐富的多相流模型和先進(jìn)的相變模型，可模擬單相、多相、多組分、復(fù)雜流體的流動(dòng)、傳質(zhì)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)過程，提供一體化的多相流仿真解決方案。

DEMms軟件，可仿真計(jì)算非球形和變形等復(fù)雜顆粒，以及多相傳遞反應(yīng)耦合等復(fù)雜過程，支持CPU和GPU等多種計(jì)算資源的高效利用，可實(shí)現(xiàn)萬核以上大規(guī)模異構(gòu)并行計(jì)算，計(jì)算顆粒數(shù)可超十億級(jí)，對(duì)應(yīng)的物理顆粒數(shù)超萬億級(jí)。

LMFD軟件，基于LBM格子玻爾茲曼方法開發(fā)，結(jié)合自研的耦合算法和計(jì)算模塊，利用GPU實(shí)現(xiàn)大規(guī)模問題的高效計(jì)算，可處理包括單相、氣液兩相、氣固兩相以及氣液固三相等復(fù)雜多相流問題。

1.油氣勘探
在油氣勘探和生產(chǎn)過程中，面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和多變的流體特性，CFD軟件通過模擬地下油氣的流動(dòng)狀態(tài)，可以幫助工程師準(zhǔn)確預(yù)測(cè)油氣藏的分布和開采能力，優(yōu)化勘探方案和效率。

例如，采用積鼎VirtualFlow混合流模型+原油/非牛頓流體模型模擬油井區(qū)域多相流動(dòng)，通過捕捉段塞流、分析設(shè)備磨損、預(yù)測(cè)深海石油泄露和管道堵塞等問題，為油井區(qū)域的安全生產(chǎn)和優(yōu)化提供重要依據(jù)。

2.油氣運(yùn)輸與存儲(chǔ)
在油氣運(yùn)輸和存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，流動(dòng)保障是確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。CFD軟件能夠預(yù)測(cè)管道中的流量以及潛在的泄露、屈曲、凝結(jié)和沖蝕等失效來源，確保儲(chǔ)罐的正確設(shè)計(jì)，并制定可靠性相關(guān)問題策略。

例如，其采用的Level Set模型能夠準(zhǔn)確分析與預(yù)測(cè)管道中的流態(tài)，有效捕捉界面特性和擴(kuò)散脈動(dòng)特性，為管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。同時(shí)，針對(duì)儲(chǔ)罐的正確設(shè)計(jì)以及可靠性相關(guān)問題的策略制定，VirtualFlow也提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

3.設(shè)備設(shè)計(jì)與安全評(píng)估
無論是復(fù)雜的變物性多相流仿真，還是水下設(shè)備、LNG儲(chǔ)罐的冷卻分析，CFD軟件都能提供精確的模擬結(jié)果，幫助工程師優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)，提高可靠性和安全性。同時(shí)，通過模擬危險(xiǎn)氣體組分的泄漏擴(kuò)散等風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景，CFD軟件還能為石化場(chǎng)所的風(fēng)險(xiǎn)分析提供有力支持，降低事故發(fā)生的可能性。

例如，傳統(tǒng)滾筒攪拌器常面臨軸向混合不佳、能耗偏高的問題。而借助DEMms軟件，工程師能夠模擬并優(yōu)化交錯(cuò)擋板設(shè)置，這一設(shè)計(jì)將極大增強(qiáng)徑向拋撒與軸向?qū)Я髯饔茫沟幂S向混合得到顯著改善。

深海石油泄漏的模擬難度很高。相較于其它CFD軟件，VirtualFlow 配置了一系列水合物模型，可以更好地模擬石油泄漏過程，尤其是水合物的形成、擴(kuò)散與最終堵塞收集器的過程。

除了提供多相流仿真軟件，積鼎科技還能夠從需求分析、模型建立到結(jié)果分析、優(yōu)化建議，根據(jù)客戶的實(shí)際需求提供量身定制的解決方案。這不僅提高了模擬的準(zhǔn)確性和可靠性，還為客戶節(jié)省了寶貴的時(shí)間和成本。
本次研討會(huì)的成功舉辦，為石化行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和啟示。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷深入，積鼎科技將持續(xù)加大在數(shù)字化、智能化領(lǐng)域的投入和探索。通過不斷的CFD技術(shù)創(chuàng)新和服務(wù)升級(jí)，助力石化行業(yè)實(shí)現(xiàn)更加高效、環(huán)保、安全的生產(chǎn)模式和數(shù)字化未來！

審核編輯 黃宇