如何实现输油管道设计中泵的优化组合.pdf

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1、26石油工程建设2010年12月★'(★★★★王立志，王钰2(1．天津大学，天津300072；2．海工英派尔工程有限公司，山东青岛266061)摘要：人们通常根据管道的泵压能力和任务输量，选择同一型号的泵进行串联或并联来满足生产要求．但这样往往不能满足泵在高效区内运行的条件，浪费电能。文章提出了采用整数规划的方法来解决该问题的途径，即通过选用不同型号的泵进行串联或并联组合，以热效率为目标函数，建立数学模型，再通过编制程序，求出最佳的泵组合模型。最后文章结合实例进行了最优组合模型的计算。关键词：输油管道；泵的组合；

2、整数规划；优化中图分类号：TE974．1文献标识码：B文章编号：1001—2206(2010)06—0026—040引言高经济效益、降低能耗的重要途径之一。以往人们通常根据管道的泵压能力和任务输1不同型号泵的选择量，选择同一型号的泵进行串联或并联来满足生产输油管道的工艺设计中泵的选择主要是根据任要求．但这样往往不能满足泵在高效区运行的条务输量、管道的总摩阻损失及泵的组合方式等来选件，浪费电能，增加输油成本。因此，在输油管道择的。选用不同型号的泵进行并联组合时，所选的的工艺设计中合理地选择泵的型号及泵的组合是提各泵

3、必须满足泵在高效区工作时的扬程处在管道的+一+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+一+-+-+-+-+-+-+-+-+·+-—}一-+-—’-—+一-+-—+一最低18cC，最大达到了31oC。太阳能集热系统，李堡集油站年接转液量约6万t，(2)经原油换热器加热，储罐原油温升约11站点方案设计时，油田就以节能减排和推广使用～12clC。绿色能源为重点，在集油站及职工生活区共设置(3)￥效羊益￥对￥比￥：相邻的天83井组日产液量、了太阳能集热器262m、25m蓄热罐一座(蓄热含水量与天83一l井组相当，

4、该井组完全采用电加热罐内置6台40kV~-电加热器)，改变了油田站库以棒为热源。从2006年7月5Et一2007年7月5日，燃油(气)锅炉供热为主要手段的传统供热模式。一年来该井组用于原油加热共耗电8．76万kW·h，该站2008年9月投产，根据2008年9、10两个同期天83—1井组用于加热棒耗电共4．62万kW·h，年月的生产数据统计，太阳能系统两个月共计集热节约电量4．14万kW·h。按照工业用电058元／kW·h约2．7万kW·h．全年约集热16万kW·h，仍以工计，项目年节约电费2．4万元。业用电0．5

5、8元／kW·h、电加热器效率按照80％计，(4)投资回收情况：天83一l井组太阳能系每年实际可以节约用电2O万kW·h，折合费用约统实际投资10万元，项目静态投资回收期约为11．6万元。4．2年。参考文献：3推广应用[1]何梓年，蒋富林．管式真空管集热器的性能研究[J]．太阳能学报，1994．15(1)：73—82．在天83—1站试验取得成功后，江苏油田逐步扩大了太阳能集热系统的应用。2007年，在张铺作者简介：胡建业(1959一)，男，安徽绩溪人，工程师和潘庄两个多井拉油站共安装了2套264m的太2001年毕业

6、于中央党校，现从事油田采油工程管理工作。阳能集热器。2008年，在李堡油田规模化应用了收稿日期：2010—01—05第36卷第6期王立志等：如何实现输油管道设计中泵的优化组合27承压范围之内。如果不满足这一条件，组合起来的部分，快速求出问题的最优解。泵必定有不在高效区内运行的；同样，选用不同型将所选的并联组合的泵(假设有17,台)的特性号的泵进行串联组合时．所选的各泵在任务输量下曲线用最／]sZ．乘法回归成如下形式：’一m对应的扬程都必须在各泵的高效区范围内，各泵的H=一bQ(6)扬程也要满足管道的承压能力。式中

7、——第i种泵的扬程／m；2不同型号泵并联的优化组合p广第i种泵的流量／(mS／s)；2．1泵并联的优化组合目标ai，6广回归系数：对不同型号的泵进行并联组合时，各泵在高效m——管道流量一压降公式(列宾宗公式)区工作时排量不同，扬程相同，为使泵组合之后每中的指数，在水力光滑区m=0．25，种泵的运行都处在高效区范围之内，泵的选型应使混合摩擦区m=0．123。得泵在工作时的扬程处在泵的高效区范围之内，这对所选择的泵．依次求出其在高效区内的最大样才能得到热效率最高的泵组合模型。输量qQ，⋯，Q，并按该流量大小给泵排以泵

8、并联组合后的热效率为目标函数，满足任序(从大到小的顺序)。务输量要求时，热效率Z最大者为最优组合。其首先，逐次启动泵，直至满足Q+Q+⋯+数学表达式如下：O≥Q时为止，即(2)式中尸l，，⋯，P^取1，Z=EfE1+．，⋯，取0，这时可得如下方程组：fn．jQ≥(2)0】一6lQI=一b：Q2·L·『i=1’一m，一mlHl