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)     

基于并行SAGA的成品油管道开泵方案优化

为了降低管道运行能耗,针对成品油管道开泵方案的优化求解方法主要包括动态规划算法(Dynamic Programming,DP)和基本遗传算法(Simple Genetic Algorithm,SGA),其存在管道较长时计算效率低及求解结果最优性不高等问题。在对成品油管道运行过程中开泵方案优化问题深入分析以及对并行计算技术深入理解的基础上,应用模拟退火遗传算法粗粒度模型(Coarse-Grained Simulated Annealing-Genetic Algorithm,CGSAGA)进行较大规模的成品油管道开泵方案优化研究。以某实际运行的成品油管道为例进行计算,结果表明:CGSAGA的求解效率与结果最优性均优于传统串行算法,因而为成品油管道开泵方案优化快速、准确制定提供了有效的途径。     

基于深度搜索法的成品油管道调度计划自动编制

结合水力计算制定调度计划是保证成品油管道安全运行的关键。目前,虽然已有大量关于成品油管道调度计划编制优化的研究,但将水力计算耦合在内鲜见报道。针对单源多汇的成品油管道,考虑了流量约束、批次约束及压力约束,建立成品油管道调度计划自动编制模型,并结合深度搜索法对模型进行求解,快速制定出符合现场需求的调度计划。该模型能够在跟踪各批次油头位置的同时,对各管段进行水力计算,掌握调度周期内管道沿线的能耗情况,并且将该模型应用到某成品油管道进行分析,求解得出符合现场需求的调度计划。该模型计算速度快,生成的调度计划与市场需求偏差较小,具有较强的实用性与通用性。     

动态规划法在西南管道泵站优化运行中的应用

以西南成品油管道泵站为例,运用动态规划的原理,解决配有调速泵的管道全线开泵方案问题.以管道全线动力费用最低为目标函数,建立了泵站开泵方案优化过程的数学模型并给出了求解方法;设置合理步长,将调速泵离散化为一系列不同转速的固定转速泵,编制计算机程序,实现泵性能参数的计算和优化配泵.     

成品油管道优化运行方法研究

在管道输送成品油过程中,流量随时间而变,某时刻管道的输量将由各站间供能（开泵方案）,耗能（沿程阻力）及高程来决定,随着混油段的移动,管内输量必然会发生变化,长输管道是在泵机组某种组合方式下运行,在一段时间内,管道全线存在有一个最优泵组合及其运行参数。通过对成品油管道运行系统的分析,建立了成品油管道的优化运行数学模型和求解方法,通过对成品油管道系统的运行方式,设备组合及工艺参数的优选,确定能耗最低的运行工况,达到成品油管道优化运行的目的。     

批次需求型成品油管道的批次计划优化模型

对于大多数成品油管道,制定可行的批次计划方案,往往需要考虑管道类型多变、站场作业方式多变、各类工艺约束等要求。以批次需求型成品油管道为研究对象,选取管道沿线所有管段运行流量整体平稳性最高作为目标函数,综合考虑批次跟踪、管段流量、中间站分输与注入、末站分输、站场需求等约束条件,采用离散时间表达方式建立了管道中间站批次计划优化的混合整数线性规划(MILP)模型。以某成品油管道为例,选取8 h为时间步长离散计划期,利用CPLEX软件计算获得管道中间站批次计划最优方案。优化结果表明,利用所建立的MILP模型产生的批次计划具有较强的可实施性。(图3,表3,参20)     

克乌成品油管道复线泵机组的优化运行方案

根据克乌成品油管道复线泵机组输油的原设计方案,当实际年输量低于195×104t/a时,全年间歇性停产时间合计为158d,增大了首站启停输作业次数和设备操作过程中发生事故的概率,并因需要控制首站出站调节阀开度节流而导致能量损失。基于近两年的输油工况,从能耗的角度出发,分析比较了分别运用临时投产与设计安装的泵机组能耗差异,据此提出在不同年输量范围内的泵机组优化运行方案:当年输量为195×104～300×104t时,以新建泵机组"2台给油泵+2台输油主泵(半扬程泵和全扬程泵各1台)"的工况满负荷运行;当年输量小于195×104t,运行临时投产输油泵机组当年输量为300×104～400×104t时,采用新建泵机组"3台给油泵+2台多级输油主泵"的工况满负荷运行;当年输量超过400×104t时,以新建泵机组"3台给油泵+2台多级输油主泵+1台单级输油主泵"的工况满负荷运行。     

西南成品油管道泵站优化运行

以管道全线动力费用最低为目标函数,以泵站在实际运行过程中需要完成的油品输量为约束条件,同时满足管道水力、工艺及强度等约束条件,建立优化过程的数学模型,编制计算机程序实现泵性能参数的处理和计算,设置合理间距,将调速泵离散化为不同转速的固定转速泵,进而确定全线泵站的开泵方案。以西南成品油管道泵站为例,在N=300,G=300,Pc=0.25,Pm=0.03的情况下,采用遗传算法对其进行优化计算,优化后的开泵方案,可使动力费用降低30.7×104元。遗传算法可以有效应用到已经建成且配有调速泵的常温输油管道泵站优化的数学模型中,进而得到泵站的最佳经济运行调度方案。     

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。     

成品油管道顺序输送优化与调节

在管道顺序输送成品油过程中，随着混油段的移动，管内输量必然会发生变化，某时刻管道的输量将由各站间供能（开泵方案），耗能（沿程阻力）以及高程决定，使用优化模型，研究了以寻求最大输量为目标的成品油管道运行优化问题，给出了计算实例，旨在获得运量多，混油少以及能耗低的经济效益，同时提高管输的安全性。     

孤东管网优化运行技术

孤永东和孤罗东两条管道承担着孤岛、孤东和桩西的原油输送任务，按现行工况运行，各站节流较多，能源浪费较大。根据管道现有设备条件分析了运行现状，给出了孤永东管道和孤罗东管道的运行参数。在不改变现有设备条件和确保原油外输任务的前提下，制定了优化运行方案，即把两条管道作为一个输油系统，选择以两条管道的最低进站油温为最低允许输油温度，孤岛首站总的输油量合理匹配给两条管道，这样实现了孤永东管道全年压力越站，减     

求解野战输油管道输送能力的数学模型

野战输油管道的长度因战场的变化而不同，运用流体力学、概率论和组合数学建立了管道平均可达流量在管子可靠性、连接的可靠性、阀门可靠性、泵站可靠性、稳定时间和调节频率等因素影响下随管道长度变化的数学模型。该数学模型计算的结果表明，管道的输送能力随泵机组可靠度的降低和管道长度的增加而减小。该数学模型有助于决策者根据战场情况预知将要敷设的管道可能达到的输送量。     

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。     

输油泵进出口管道振动诊断方法

输油泵机组及其进出口连接管道在运行过程中出现的振动问题是影响输油管道安全稳定运行的主要威胁之一.分析了管道系统激振力的来源和振动成因,并给出了诊断方法.针对某长输管道输油泵进出口管道出现的振动现象,运用振动测试手段对输油泵及其进出口管道分别进行了振动检测和分析.当输油泵进出口管道振动速度有效值最大达到9.28 mm/s...     

美国成品油管道公平开放现状及启示

中国成品油管道存在管道互联互通性差、区域油品不平衡、管道负荷率偏低及部分区域输送瓶颈等问题,亟需推动成品油管道公平开放,促进成品油运输行业的健康发展。介绍了美国成品油管道公平开放现状,并对其管道公司制订的准入条件、信息交流、服务模式、管输费率、运输能力分配以及混油处理等准入规定进行了分析。结果表明:推动成品油管道公平开放有利于促进能源体制改革、保障成品油供应安全以及提高成品油管道系统负荷率。借鉴美国成品油管道公平开放经验,结合中国成品油输送行业的现状,提出了中国成品油管道公平开放方案的构想:①加快成品油管道基础设施建设,为成品油管道公平开放奠定基础;②规范和完善成品油管输定价体系,维护成品油运输市场的秩序;③在有“剩余能力”基础上开放管道,社会各界行使监督权;④保障管道公司经营话语权,分步推动成品油管道独立;⑤规范成品油管道公司的开放条款,无歧视性对待各类用户。     

等温输油管道运行方案优化方法及其应用

根据能量平衡原理,以各站的升压值作为决策变量,以全线的总动力费用为目标函数,建立了等温输油管道优化运行的数学模型;采用动态规划方法,利用管道进出站压头的约束条件,确定了各站的供给能量,进而获得全线各站升压值的最佳组合,制定运行优化方案。以大庆-锦西原油管道为例,对运行方案最优工况的确定方法和过程进行说明,并获得了经济合理的运行参数,可为制定管道运行优化方案提供技术支持。     

加剂原油管道运行参数优化研究

对加降凝剂原油管道的运行参数和泵站的运行特性进行了分析,建立了原油管道的运行优化模型。将遗传算法和模拟退火算法相结合,提出了混合遗传算法,并求解了原油管道的运行优化模型。实例计算结果表明,加剂后管道的最佳运行费用比加剂前减少了8.17%,认为最佳运行方案可以用于指导原油管道的实际生产运行。     

输油泵变频节能技术分析与运用

针对长输管道中输油泵的变频节能技术问题,对输油泵变频调速控制系统的节能原理、基本工作原理及在实际运用中影响变频调速范围的因素进行了分析,分析结果表明,输油泵变频节能技术在长输管道节能降耗应用中具有优越性和重要意义。