李 昊，吴晓南，苟珈源，宋俊平

（1.西南石油大学 土木工程与测绘学院，四川 成都610500；2.西南石油大学 工程学院，四川 南充637001；3.华油天然气广元有限公司LNG工厂，四川 广元628017）

随着社会发展，液化天然气（LNG）凭借其能量密度较高、储存运输灵活等特性，成为城市发展不可或缺的能源[1]。典型的级联式天然气液化工艺生产LNG的比功耗为0.3300(kW·h)/kg[2]，而调研的四川某天然气液化工厂主冷区生产LNG的比功耗为0.3837(kW·h)/kg。这就需要优化操作参数来降低生产成本，增强市场竞争力。

LNG工厂操作参数复杂且相互影响以致计算困难，因此许多学者和工程师经常借助模拟技术与优化算法进行相关分析。夏丹等[3]使用了HYSYS自带的黑箱（BOX）算法对带丙烷预冷的混合冷剂天然气液化流程（C3MR）进行优化，在保持液化率不变的情况下，将生产单位质量LNG的功耗降低了22.9%。He等[4]以生产单位质量LNG的功耗为目标，通过遗传算法（GA）对四种天然气工艺设计参数进行优化，并从经济和能耗方面比较了优化后的工艺。杨鑫磊[5]分别使用二次规划（SQP）算法和GA对C3MR流程进行了优化，从功耗角度比较了两种优化算法的优化结果，发现GA的优化效果更好。Qyyum等[6]经过调研发现，研究者和工程师经常使用BOX算法、SQP算法以及GA优化天然气液化工艺。

在已有的研究中，很少系统地比较各算法的优化结果。本文以四川某天然气液化工厂运行数据为基础，首先通过HYSYS模拟单级混合冷剂天然气液化流程，然后分别使用BOX算法、SQP算法和GA优化冷剂配比、冷剂压缩压力、蒸发气（BOG）压缩压力参数，最后从比功耗、换热器传热温差两方面比较各算法所得的优化结果。……