轻烃站场外输调度优化

大庆油田液态轻烃管网属于多点注入的多源系统,采用原稳烃、浅冷烃、深冷烃混合输送的方式,目前外输泵启停频繁,压力波动较大,能耗较大,危险性高。在充分考虑各产烃站内不同轻烃输送顺序约束以及站内罐容约束等的基础上,以研究时间段内系统启泵次数最少为目标,建立轻烃站场外输优化调度模型,求解输烃站场最优输烃时间窗分布。采用两阶段算法进行求解,最后通过实际算例说明算法是有效可行的。计算结果表明：新的输送方案的启泵次数较传统输送方案启泵次数降低了61．1％,减少了由于泵机组频繁启停造成的设备损耗,以及电力能耗费和频繁启停带来的管理与操作等问题。（图3,表6,参19）     

大庆油田轻烃管网调度优化

为解决目前大庆轻烃管网间歇输送模式下频繁启停泵等问题,考虑站场外输模式、水力、站内罐容与节点分输流量等约束条件,基于定时步法,建立了在研究时间段内以输烃站场启泵次数最少为目标函数的轻烃管网调度优化模型。考虑到模型约束条件具有非连续性且模型规模庞大,引入相对罐容、连续参数、外输优先级等过渡变量,采用优先级算法对模型进行求解,并且通过改变连续参数来调整外输操作的连续性和紧迫性对外输优先级影响的比重,选择最优方案。同时,为了避免重复计算,预先求出满足约束条件的所有可能的启泵方案,整理成启泵方案列表,供模型求解时进行查找,提高了求解速度。所得方案与传统调度方式相比,启泵次数减少近45%,可以为现场优化输送调度提供指导。     

成品油管道开泵方案优化MILP模型

成品油管道运行过程中沿线各泵站开泵方案的优化对于降低成品油管道的运行能耗具有重要作用。以往针对此问题大多采用动态规划及人工智能算法进行求解,具有一定的局限性,很少从整体上建立混合整数线性规划(MILP)模型并将启停泵时长限制问题考虑到所建模型的约束条件中。在此基于已知的批次调度计划,考虑到启停泵时长限制、沿线节点压力约束、过泵流量约束等约束条件,以泵运行费用与启停泵成本总和最小为目标函数,建立MILP数学模型并采用分支定界算法进行求解。以某实际运行成品油管道的输油计划为例,代入成品油管道开泵方案优化模型并进行求解。结果表明:该模型在较大程度上降低了管道的运行能耗,提高了管道的运行稳定性,符合现场操作工艺。(图3,表2,参24)     

SPS管道仿真系统在靖边-咸阳管道的应用

靖边-咸阳(靖咸)管道沿线地形复杂,运行管理难度较大。以Stoner公司的SPS软件为基础,采用ADL和VB等语言进行联合开发,建立了符合靖咸原油长输管道实际的管道模型,可对启停泵、启停加热炉、并泵、加剂等工艺操作进行动态模拟,按照实际流程参数模拟管道从瞬态到稳态过程管道压力、温度及流量随时间的变化情况,实现了对工艺调整全过程的动态模拟。对靖咸管道水击工况的模拟结果表明:杨山站干线阀门误关闭20s后,管段运行压力即超过站内管网设施的允许压力等级。对靖咸管道不加减阻剂情况下的最大输量进行模拟的结果与现场运行参数基本一致。该管道模拟仿真系统能够满足实际工程精度要求,但仍存在一些问题,需进一步修改和完善。     

江苏LNG接收站高压泵并联运行控制

LNG接收站高压泵并联运行时,单台泵故障停车或其他水力干扰会导致泵瞬间流量过大,电机过载,造成全站停车甚至损坏电机.针对高压泵设备特性及机组并联运行工艺现状,并结合全站工艺流程,分析了高压泵并联运行控制特点及操作难点.通过优化启停机操作程序,避免水力冲击.采用增加运行泵的数量以增宽流量调节范围的方法优化配泵方案.将高压泵出口的紧急切断阀改成调节阀,在单台泵故障停车时通过改变管路特性匹配系统流量,可有效减小运行泵的流量增幅,降低泵过载停车风险.在分析接收站天然气外输管网压力趋势的基础上,提出管道压力越高越有利于高压泵的平稳运行,根据不同工况采取有效措施保证高压泵机组安全、平稳、高效运行.     

复杂天然气管网系统运行期可靠性评价体系

中国天然气管道行业正朝着规模化、网络化方向发展,整个管网系统运行期的输气保障能力受到广泛关注,对其完成输送任务的可靠性进行评价显得尤为重要。为了保障大型天然气管网系统安全、高效运行与管理,对管网系统可靠性指标、系统可靠度计算、单元可靠度计算、可靠性数据及可靠性管理开展了研究。提出了包括可靠性类、维修性类以及健壮性类的3层系统可靠性评价指标体系,建立了基于管道工艺仿真的物理管网系统可靠度分布式阶梯计算模型,能够实现管网/管道/站场系统可靠度的简化、快速计算。将该计算模型在某压气站进行案例试算,按照站场系统→典型结构→基本回路→设备单元的顺序,将管网拓扑结构由上至下拆分为不同层级的可靠性框图,再利用单体设备可靠度由下至上依次计算各层级可靠度,获得该压气站在不同压缩机启停方案下的可靠度。该研究成果为今后持续开展大型天然气管网系统可靠性评价及管理奠定了基础。     

中洛线停输再启动后压力变化规律

随着中原油田产量的递减，中洛线的输量也明显减少，为了避免反输，降低输油成本，中洛线在采用添加降凝剂输送的同时，实行间歇运行工艺，但在运行中，停财训动后出现的压力、排量波动现象是不可忽视的。通过对中洛线间歇输送运行参数的跟踪分析，指出停输及避动过程中进入管道的“冷油段”是导致管道压力、排量出现波动的主要原因，波动幅度的大小与运行工况、停输季节、停输时间长短及停输启动操作等因素有关。针对这些问题，提出     

长输天然气管道压缩机组远程控制系统设计

针对中国石油北京调控中心不能直接远程控制长输天然气管道压缩机组而造成管道运行调整滞后的问题,以西气东输管道盐池站为例,提出了压缩机组远程控制设计原则和方案,利用现有硬件平台,开发了相应的压缩机组远程控制系统。该系统可以实现:北京调度控制中心操作员工作站可直接发出启、停以及负荷调整等命令;将压缩机组过程控制状态传输至调控中心,在调控中心人机界面显示各部分状态信号;利用现场数据计算压缩机组工作点,并在压缩机固有的流量和压比的特性曲线中显示其工作点。通过远程控制,调度人员可以及时且有重点地了解压缩机组的运行情况,并以此优化管网运行方案,快速完成整个管网调度,提升管网效率。     

长输天然气管道压缩机组远程控制系统设计北大核心

针对中国石油北京调控中心不能直接远程控制长输天然气管道压缩机组而造成管道运行调整滞后的问题,以西气东输管道盐池站为例,提出了压缩机组远程控制设计原则和方案,利用现有硬件平台,开发了相应的压缩机组远程控制系统。该系统可以实现:北京调度控制中心操作员工作站可直接发出启、停以及负荷调整等命令;将压缩机组过程控制状态传输至调控中心,在调控中心人机界面显示各部分状态信号;利用现场数据计算压缩机组工作点,并在压缩机固有的流量和压比的特性曲线中显示其工作点。通过远程控制,调度人员可以及时且有重点地了解压缩机组的运行情况,并以此优化管网运行方案,快速完成整个管网调度,提升管网效率。     

天然气长输管道冬季液态排污物的成因

为了解决天然气长输管道冬季运行因管内产生液态污物而影响管道安全运行的问题,采用了蒸馏切割、模拟蒸馏、金属元素测定、色谱分析以及烃露点分析等技术手段,针对现场的实际情况,对调研、取样、试验验证及数据进行了分析研究,最终给出液态污物的来源及解决方案,对天然气长输管道的安全运行具有重要的现实意义和参考价值.     

不同油种多向精密配输工艺

针对进口原油和胜利原油不同比例混合输送问题,分析了罐内混合和泵后混合输送工艺的特点,提出采用泵后混合及综合调节技术相配合,可以实现进口油和胜利油的多方向不同比例混合输送。实践证明,该精密配输工艺可行性强,具有良好的应用前景。     

热油管道间歇输送热力水力特性

间歇输送作为原油管道低输量运行的应对措施之一,其热力水力特性较复杂。建立了热油管道间歇输送的流动与传热物理数学模型,并进行数值求解。基于数值模拟结果分析了管道的热力水力特性,结果表明:管道进站油温和站间摩阻均呈现周期性变化规律。输停比和周期运行时间是影响间歇输送管道热力特性的重要参数,输停比相同时,周期运行时间越长,温度波动幅度越大;输送时间相同时,输停比越大,温度波动幅度越小,输送阶段进站油温可恢复的最高温度越高。实际算例表明:在输停比相同、输送时间2～6d的间歇输送方案下,各站最低进站油温的差值在1℃以内。     

秦京输油管道停输再启动安全性评价与建议

目前秦京输油管道处在接近于生产规程规定的最低输量状态下运行,流动安全性问题值得关注。针对缺少定量评价结果的情况,利用原油管道停输再启动凝管概率计算软件,评价了秦京输油管道在当前输量和生产规程规定的允许停输时间下停输再启动的安全性,并提出在不同站间合理分配安全裕量的建议,探讨了基于流动安全性评价结果,分站间进行工艺参数优化配置的可行性。秦京输油管道全线大部分站场在全年大多数月份安全性良好,可以考虑通过降低进站温度或延长允许停输时间等方法合理分配安全裕量,为秦京输油管道在保障流动安全性的前提下实现经济输送提供保证。     

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。     

输量对热油管道运行经济性的影响分析

应用优化理论研究了输量对热油管道运行经济性的影响,获得了长度为410.5km,管径为529mm,壁厚为8mm热油管道的最佳输量范围和运费随输量的变化关系,给出了不同工艺条件下系列输量点的最佳进站油温。计算结果表明:最佳进站油温随输量变化呈多波形变化,但多数计算点趋近于寻优搜索温度范围下限。随输量增加,运费总体呈下降趋势,表明采用较大输送流速对提高热油管道的运行经济性有利。     

基于回归分析法的离心式压缩机性能模型

建立准确的压缩机性能曲线模型,是天然气长输管网优化运行的关键。受风机定律启发,分析了风机中流量、转速以及多变能量头的关系,将其应用于天然气长输管道压气站场的离心式压缩机,建立了压缩机特性曲线模型。假设一种线性化的压缩机特性曲线关系,采用偏最小二乘法对该特性曲线关系进行回归分析,得出压缩机特性曲线回归模型,并利用多年积累的现场数据将其应用于压气站工艺气流量虚拟测量。研究结果表明:该模型计算准确度较高,工艺气虚拟测量结果误差较小,能够较好地反映离心式压缩机组实际运行特性,为管网优化运行及实时掌握机组运行情况提供了技术保障。     

《管道科学技术论文选集》文摘(二十七) 秦皇岛装船管道间歇输送工艺研究

近年来秦皇岛装船管道的原油装船量呈现下降趋势,2002年原油装船量在100×104t/a以下。为解决该管道因原油装船量下降而导致的管道运行燃料及动力的不必要消耗,提出了秦皇岛装船线间歇输送工艺方案,即利用俄罗斯低凝、低粘原油作为管道停输的置换介质,解决了该线在采用间歇输送工艺停输的安全启动问题,并给出了不同季节利用俄罗斯原油预热的时间和大庆原油安全启输温度。《管道科学技术论文选集》文摘(二十七) 秦皇岛装船管道间歇输送工艺研究@张冬敏     

长输天然气管道输损管理

长输天然气管道输损是天然气管道输入总量和管存量与输出总量之差,通常采用输损率进行表征.结合西气东输管道的管理实践,从提高计量系统准确性、管存量计算准确性和放空作业管理水平等3个方面对长输天然气管道的输损管理进行了探讨.提出选用高精度等级的计量仪表、在大流量计量站配备管输天然气组分在线分析仪、完善计量仪表的运行管理、提高自用气计量和放空量计算的准确性、加强对方贸易交接计量仪表的日常监督管理等方面来提高计量系统的准确性;选用合适的管存计算方法、保证压缩因子计算和动态计量数据的准确性、合理划分和合并管存量计算管段,以提高管存量计算结果的准确性;通过加强站场和管道的巡检管理、减少压缩机组启停次数和设备维护放空量、完善开孔作业管理等措施,达到降低管道天然气放空量的目的.     

埋地热油管道停输温降的大型环道测试分析

采用大型试验环道对埋地热油管道停输后管内油温及管道周围土壤温度场的变化进行了现场测试,分析了停输前的运行条件以及地温等因素对管道停输温降的定量影响,获得的试验数据可为管道停输温降计算模型的检验和修正提供重要的依据.