盘锦输油管道优化运行分析

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1、2011焦镗技术5设备2011第4期PipelineTechniqueandEquipmentNo．4盘锦输油管道优化运行分析AnalysisoftheOptimalOperationTechnologyofPanjingCrudeOilPipeline管一道盘，承锦担输着油辽管河道油是田辽西河部油油田田一生条产重的要原的油原经油曙外光输首l誊瑟一禽l嚣站ll站lr篓lr孽lI站外输至锦州石化公司和锦西石化公司的任务。设l鍪：!匾而圃油产量约为1．2×10t／a，而盘锦输油管道的外输量2·1热油管道稳态优化运行的目标函数约为4．0×10t／．根据“十一五”规划，坨鞍、龙鞍输热油

2、管道稳态优化运行的目标函数见式(1)～式产量的外输任务，输量预计达到约6．0×10t／／a．minS=sa()+sr(Q)(1)况⋯，认为管内壁的结蜡厚度为常数。s(Q)24而~GgEpH(4)=—收稿日期：201o—o9—04收修改稿日期：2ol1一o2—2o式中：S为输油总能耗费用，~Jd；SR()为管道全线10PipelineTechniqueandEquipmentJu1．201l热力费用，d；S(Q)为全线总动力费用，d；和最佳开泵方案。为进站温度，℃；i为热站号，无因次；n为热站数，无因用动态规划法优化各站进站温度时，为便于计次；G为日输原油质量，kg／d；C为原油

3、比热容，J／算，将允许最高出站温度约束转化为允许最高进站温(kg·cc)；TRi为第i站出站温度，℃；Tz为第i站进站度约束；考虑到工程实际，在原油管路输送过程中，油温度，℃；为燃料油价格，~／kg；叼，为加热炉效率，品出站温度不可能小于该站油品进站温度，故油品出无因次；BⅣ为燃料油热值，J／kg；．s(Q)(凡=1，2，3站温度的下限取1“：max{，}，式(9)、式(10)⋯)为各站的动力费用，d；k为泵站序号，无因次；可转化为出站温度约束：s(Q)为第k站所耗的动力费用，d；E。为电力价“≤≤(12)格，元(kWh)；H为管道摩阻损失，m；叼为泵的效率，程序简略框图见图2

4、。图2中，“为第1站(首无因次；g为重力加速度。站)最低出站温度，oC；S为首站热力费用，d；SH2．2约束条件为首站动力费用，d；s为首站总费用；S：为所有中约束条件见式(5)～式(11)：间站的总运行费用。P一，m(5)PR≤pm(6)P>10(7)=A一BQ(8)≥“(9)≤(1O)STi(11)ATi=式中：p为第站进站压力，Pa；pm为第i站允许最低进站压力，Pa；pm为第站出站压力，Pa；pmax为第站允许最高出站压力，Pa；p为距第i站mkm处管线压力，Pa；为第i站的泵站最高升压值，Pa；A，Bi为第i站泵站系数，无因次；Q为体积流量，m。／s；m为原油流态系数

5、，无因次；“为第i站允许最低进站温度，,oC；为第i站允许最高出站温度，oC；△为第站最大升温值，℃；s为第i站加热炉有效热负荷，kW．式(1)一式(11)就构成了盘锦线输油管道优化运行模型_2J。图2优化运行方案程序框图3优化运行的求解4优化运行计算实例考虑到盘锦输油管道的特点(首站和中间站的离以输量4．0X10。t／a的输送条件为已知参数进行心泵均为变频泵)，采用两层嵌套法的优化思想，该方求解。通过调研得到盘锦输油管道实际运行数据见法无需给定初始解，可确保目标函数的收敛。方法如表l。通过计算，没有优化运行时各站的运行费用如下：采用穷举法穷举出各种可能的出站温度作为外层表2所

6、示。优化后各站的运行费用如表3所示。各站嵌套，将开泵方案的优化作为内层嵌套；对于外层嵌最优出进站温度如表4所示。计算结果比较如表5所套的每种出站温度(这些方案中不一定全部可行，在示。优化过程中根据约束条件去掉不可行方案)，用动态从比较结果可以看出，优化运行后与优化运行前规划法优化出内层嵌套的各站开泵方案，从而计算出相比，热力费用减少(优化运行后，各站出站温度比没一个总能耗费用并记录；遍历各种出站温度得到不同有优化的运行温度低，故加热费用降低)，动力费用增的总能耗费用，所有能耗费用中的最小者即为最优加(优化运行后，由于中问站平均输送温度比没有优解，其对应的进站温度和开泵方案即为最

7、优进站温度第4期施雯等：盘锦输油管道优化运行分析11表1盘锦输油管道各站运行状况表化的运行温度低，油品黏度增加，从而管道摩阻损失增加，相应的动力费用增加)，但由于热力费用减少的量超过动力费用增加的量，总费用还是减少。每天节省0．644万元，以上节能降耗率为(13．527—12．883)／13．527=4．76％。5结束语文中以各站进站温度和开泵方案为决策变量，以表2优化前运行费用万元／d输油总能耗最小为目标函数建立了管道的优化运行数学模型，并提出了“两层嵌套法”来求解优化模型，该方法无需给定