长呼原油管道月度节能优化方案

从优化运行方案的角度研究如何降低长呼原油管道的输油能耗。基于该管道某月的实际运行方案,从管道运行方案优化和小时流量分配优化开展研究。运用两级递阶模型,优化给定流量下管道的运行方案;运用最小二乘法,反算各管段的总传热系数和摩阻修正因数。研究发现长呼原油管道的实际运行方案存在一定的优化空间:在低流量下,可以通过增加开炉数目降低各站出站温度的方式降低全线总燃料消耗,也可以通过增加开泵数目(或用高扬程泵替换低扬程泵)降低出站温度的方式降低管道的总输油能耗。优化月输油流量组合和优化工艺运行方案,是长呼原油管道节能运行的两个重要方向。     

原油管道能耗测算软件的开发与应用

为了加强原油管道节能经济运行管理,分析了目前长输管道能耗预测的方法和软件的进展,以定流量稳态优化运行工艺计算数学模型和软件包为内核,集成相关功能模块,开发了原油管道能耗测算软件,建立了原油管道能耗测算系统平台.软件可根据月输油任务,进行优化计算,输出优化运行方案、最优生产能耗区间,为制定运行方案、节能考核指标,以及实现安全运行管理提供决策参考.秦京线算例分析结果表明,该输油管道节能重点在于控制输油温度,减少燃料消耗.     

基于模拟退火-蚁群算法的原油管道顺序输送运行优化模型北大核心

原油管道运行优化研究能够在一定程度上降低管道运行能耗。依据顺序输送原油管道运行工艺,将顺序输送过程中不同时步下管道水热力约束、站场运行工艺约束等多类约束条件考虑在内,并严格区分管道内各批次原油的物性差异,以全线输油设备运行能耗最低为目标函数,基于离散时间表达建立数学模型,并采用模拟退火-蚁群算法对模型进行求解。以西部原油管道主干线鄯兰原油管道为例进行计算,并与以往的优化算法进行对比,结果表明:该优化算法的求解效率较高,且求得的运行方案较大幅度地降低了管道的运行能耗,满足现场运行工艺要求,具有较强的适用性。     

基于模拟退火-蚁群算法的原油管道顺序输送运行优化模型

原油管道运行优化研究能够在一定程度上降低管道运行能耗。依据顺序输送原油管道运行工艺,将顺序输送过程中不同时步下管道水热力约束、站场运行工艺约束等多类约束条件考虑在内,并严格区分管道内各批次原油的物性差异,以全线输油设备运行能耗最低为目标函数,基于离散时间表达建立数学模型,并采用模拟退火-蚁群算法对模型进行求解。以西部原油管道主干线鄯兰原油管道为例进行计算,并与以往的优化算法进行对比,结果表明:该优化算法的求解效率较高,且求得的运行方案较大幅度地降低了管道的运行能耗,满足现场运行工艺要求,具有较强的适用性。     

乌鄯支干线乌首站泵管匹配操作谱图

西部原油管道乌鄯支干线采用"一泵到底"的输油方式,输送北疆油与哈国油两种物性差异较大的原油,对乌首站输油泵组合与管道的匹配状况造成挑战。为此,利用仿真模拟软件SPS,对乌鄯支干线管输北疆油、哈国油进行了稳态水力、热力计算。基于泵管匹配结果,绘制了乌鄯支干线输送北疆油、哈国油的压力操作谱图和温度操作谱图,给出了乌鄯支干线管输不同种类原油、不同流量下的泵组合方式、泵站调节方案,为工程实际操作提供了参考。     

原油长输管道开泵方式的优选

为降低原油管道常温输送的成本,介绍了一种以降低运行能耗为目标,通过编制计算机软件,由计算机算出各开泵方式组合下的管道总电耗,筛选出最低总电耗对应的最优开泵方式.实践证明,该方法简单实用,能有效降低输油成本.     

油田老原油管道的节能技术

以东辛含硫原油管道为例,对孤岛原油和清的油相混后的流变性进行了研究,提出了一种计算东辛管道输送混合原油粘度的新模型。将管道运行参数优选和节能技术方案的研究相结合,建立了节能优化改造的数学模型,开发了东辛管道运行优化软件。该软件可以指导旁接流程热油管道机泵的改造后管道的优化运营与输油计划。对全线改造前后的节能效果进行了比较,结果表明,改造后的经济效益十分显著。     

油港储运作业泵组合运行优化

为了实现油港储运作业的运行优化,以油港原油管道储运作业系统为研究对象,基于资料统计和实地调研,对泵机组多种组合方案进行研究。构建以热力费用与动力费用之和最小为目标函数的油港储运作业优化模型,采用以单位质量流量能耗比最小为依据的泵组合优化分析方法进行求解。以某油港原油输送管道为例,结合现场数据与模型优化结果进行对比,结果表明:该优化方法比现有方法更经济节能,使油港完成每次输送任务电费降低19.9%以上,验证了优化方案的可行性,进而为科学的油港储运作业提供参考。     

成品油管道开泵方案统一优化模型

优化成品油管道沿线泵站开泵方案可以降低管道运行能耗。以包含泵机组并联运行模式及配备变频泵的成品油管道为研究对象,考虑沿线节点压力、过泵流量等约束,基于已有批次输油计划,建立以运行时间内管道全线运行能耗总和最小为目标的混合整数线性规划模型(Mixed Integer Linear Programming,MILP),并利用分支定界算法求解。利用该模型求解了中国某条成品油管道的优化配泵方案,计算耗时213.76 s,所得结果符合约束限制,具有较强的实用性,可为中国成品油管道优化运行提供指导。     

西部原油管道节能减排实践

为了降低管道运行能耗和环境污染,对西部原油管道进行节能减排优化,并采取了以下改进措施:按无节流阶梯输量下优化配泵方案计划油品外输;对干线分输方式进行优化改造,采取输油主泵前生产库分输方式;冬季运行时,首站加热炉燃油改天然气;在首站原有加热系统基础上,增加一套油油换热器;控制冬季油品外输热处理温度,优化加热炉配炉等,从而有效地减少了全线耗电量和加热炉耗油气量,降低了压能和热能损失,节约了管道运行开支,缓解了管道运行压力,降低了管道运行风险。     

热油管道不饱和输送工况下总传热系数的取值

以仪征至金陵石化输油管道为例,从点炉临界条件、停炉临界条件的确定以及仪征站最佳出站油温的计算和最大安全停输时间的计算四个方面,介绍了热油管道在不饱和输送工况下如何节能运行需要着重考虑的几个因素,并从仪金管道大量停输数据中反算出确定该段管道特性的总传热系数(K)的取值方法.     

热油管道投产临时输水设施及预热介质用量

以长庆油田一呼和浩特石化原油管道工程（长呼原油管道）投产为例,描述了热油管道投产临时输水设施的设置方法,给出了临时输水管道管径的计算方法。基于长呼原油管道投产期间的相关工艺、设备参数及生产运行储备库储罐储存的投产用水量,计算得出临时输水管道在不同管径下给油泵入口相关工艺参数,进而确定最佳管径。影响预热介质用量的主要因素包括场站间距和进站温度场要求,由此确定了冲水段长度和预热介质用量。相关经验可为热油管道投产提供借鉴。（表3,图4,参6）     

漠大线多年冻土沼泽区管道融沉防治及温度监测

漠大线管道自投产以来,全年均为正温输送,且输送温度远高于设计预期温度,因而加速了管道周围冻土区的融化,管道容易发生融沉,安全性面临极大考验。结合漠大线投产后的实际运行情况,参考冻土区工程建设经验,设计了热棒与粗颗粒土换填相结合的多年冻土沼泽区域管道融沉防治方案,并在漠大线K305处完成了100 m示范段建设,并在示范段管道周围土壤中安装了温度监测系统,通过近一年的温度监测数据分析了目前示范段的融沉防治情况。结果表明：热棒的安装降低了管道地基的温度,增加了土壤的冷储量,起到了稳定地基的作用,而管道底部换填的粗颗粒土可以保障热棒的制冷作用不会引发管道冻胀灾害。     

长呼原油管道优化运行分析

长呼原油管道为保温管道,在投产运行的首个冬季,没有成熟的运行经验可供参考。为此,梳理了运行影响因素,进而通过对沿线油温、地温及物性进行跟踪统计分析,逐步调整优化运行方案,在确保安全运行的前提下,实现了节能降耗。通过优化运行方案,由全线各站全部启炉（运行6台加热炉）调整为仅需3站启炉（运行4台加热炉）,全线温降相比设计和投产初期温降数值大幅降低,降凝剂用量节约25％,实际运行平均总传热系数低于设计值。由此可知,保温原油管道结蜡现象不明显,生产单耗小,节能优势明显。     

热历史对西部原油管道外输吐哈油物性的影响

针对重复热处理初始温度相同和不同两种情况,研究了热历史对西部原油管道冬季外输加剂吐哈油在沿线各站的凝点变化规律,结果表明:初始油温高于20℃,重复热处理对加剂吐哈油的凝点影响较小;初始油温低于20℃,重复热处理对油品的凝点影响较大,重复热处理温度在20～35℃之间将使原油物性明显恶化。开展了现场跟踪试验,结果表明:西部原油管输加剂吐哈油出站油温高于50℃、进站油温高于20℃,能够确保安全生产;出站油温为20～35℃,加剂吐哈油的凝点明显升高,安全生产将难以保证;采用首站一站式启炉,目前尚可满足管道安全运行的需要,一旦其因管道输量变化不能满足要求时,中间热泵站启炉热处理温度需避开20～35℃温度区间。     

日照-仪征原油管道水击分析与保护

长输原油管道在输油生产过程中,会因输油站的误操作而造成管道水击现象,使管道发生局部超压、液柱分离和泵机组汽蚀。介绍了输油管道产生水击的原因;分析了日照-仪征原油管道压力自动调节系统、压力超限保护系统和水击控制系统的构成;对仪征误关进站阀的事故工况进行了模拟,分析说明了该管道的水击保护过程。结果表明：日照-仪征原油管道水击保护系统的应用具有可行性,可有效防止严重水击工况对管道和设备造成危害。（图3,表4,参7）     

成品油管道调度计划制定中应考虑的因素

结合西南管道调度计划的制定实例,介绍了制定成品油管道调度计划过程中需要考虑的批次、输送顺序、市场需求、泵的最小连续稳定流量、流量计工作范围、管道最小输量约束和各站场的罐容约束等7个主要因素的具体内容及其重要性。指出只有着重考虑这些因素,才能简化人员的计划编制,制定出合理、高效的分输计划。     

秦京线输油泵机组的优化组合

介绍了秦京线输油管道概况及输油泵机组的配置情况，指出秦京线技术改造应从改进工艺流程、增强输油泵性能、提高管道水力运行效率等方面着手。结合每台输油泵机组的性能，提出了优化组合的总体原则：①优先选用高效泵；②充分发挥调速设备的作用；③对ＤＫＳ型输油泵采用进口调节阀调节。给出了秦京线输油泵机组优化组合的三种运行方式，对每种运行方式的全线启泵台数、日输油量及单位耗电量等进行了综合分析，同时指出输油量的大小     

低输量管道输油泵改造的节能效果

随着任京线年输量的逐渐下降，管道输油泵所做的无用功越来越多。为提高泵压的利用率，减少耗电量，对任京线雄县泵站的输油泵先后进行了三次拆级改造，并安装了一台小功率输油泵，以实现输油泵的经济运行。实践证明，这样改造大大降低了任京线的耗电量，降低了输油成本。对低输量输油管道而言，进行泵级组改造及安装小功率泵并不是最佳的节电措施。采用调速技术，使输油泵适应负荷变化，改变转速来调节输油泵的运行点，才是解决泵节     

靖咸输油管道密闭流程改造

针对靖咸管道大落差、多种管径和输送流量大的特点,结合实际运行工况进行了技术改造,旨在降低管道的运营能耗.通过技术改造,实现了管道的自动调压与自动调量控制,有效地提高了管道的技术水平和管理水平,管道运行平稳安全,油耗量及电耗量大幅降低,输油能耗指标比改造前下降了20%.