大落差成品油管道水联运投产全过程模拟

投产试运是保证成品油管道后续安全运行的关键环节,需要提前制定安全可靠的投产方案。目前,投产方案大多依据实践经验进行编制,无法准确预测投产过程中管道沿线各点水力状况。为了确保大落差成品油管道投产过程的安全可靠,针对水联运投产的3个阶段,分别建立了相应的数学模型。利用这些模型,计算了大落差成品油管道投产过程中全线的水力参数;预测了充水扫线阶段全线不满流段的分布位置和长度;给出了投产过程各个阶段的配泵方案;实现了油水置换过程中油水混合物体积和油水界面的监测。研究结果可为大落差成品油管道投产方案的制定提供参考。     

成品油管道水击超前保护优化方案

成品油管道发生泵站意外停电事故后通常执行水击超前保护程序,该保护方案对管道的安全性有决定性影响。为了确保管道从事故前稳态安全平稳过渡到事故后较优的运行状态,需要制定最佳的水击超前保护方案。对成品油管道泵站意外停电水击工况进行分析,以水击事故发生后下一稳态时输量最大且各调节阀节流压力之和最小为目标,建立优化模型,相应的约束条件为全线不超压、不汽化。模型求解采取两种不同策略:事故站下游以各站出站压力最低为目标分别寻优,采用水力坡降线平移法求解;事故站上游以整体总节流最小寻优,为了提高求解速度,采用深度优先搜索法求解。以某成品油管道泵站意外停电事故工况为例,对该优化模型进行实例应用,并根据优化结果制定水击事故过渡过程的控制逻辑,并使用仿真软件SPS验证了控制逻辑的合理性,表明该优化模型合理可靠。     

格拉成品油管道技术改造及探讨

介绍了格拉成品油管道6号泵站的具体改造内容和改造成效。改造后的6号泵站工艺流程、设备选型更为简捷、合理，输油生产实现了站控化，并对今后全线的SCADA系统预备了接口，为格拉成品油管道整体实现自动密闭输送创造了条件。分析并给出了技术改造中存在的问题和解决方法，强调了全线技术改造应考虑的问题。     

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。     

成品油管输计划的优化

针对新疆成品油管输业务的发展需求和目前制订管输计划中存在的问题,以线性规划为基础,利用matlab软件,设计并实现了一种成品油管输计划自动优化调度的方法。建立了疆内成品油管输调运优化模型和约束条件,在合理库存和乌兰管道管输计划的约束下,对新疆区内独乌管道、克乌管道、王化管道的管输计划进行优化,并利用历史数据进行试验仿真,结果表明该方法能有效提高新疆区内的油品调输效率。     

在线仿真和离线仿真的建模机理

采用GL公司的SPS动态模拟分析软件建立延安-西安成品油管道系统在线实时监控系统和离线仿真培训系统模型.在线实时仿真需要从SCADA系统中实时获得模型驱动所需要的关键性数据.SPS在线仿真基于"黑箱"理论,主要利用管道两端的压力、流量、温度等数据对管道的水力状态进行模拟仿真,可以用于仪表分析,管道泄漏检测和定位,清管球...     

成品油管网的“白箱”在线仿真

采用英国水力集团公司（HAL）SSL公司的VariSim动态模拟分析软件,建立在线实时监控系统和离线仿真培训系统模型。在线实时仿真需要从SCADA系统中实时获得模型驱动所需要的关键性数据。VariSim“白箱”在线模型,实时利用管道运行的数据对管道的实时状态进行完整的动态模拟仿真,可以用于仪表分析,管道泄漏检测和定位,清管球跟踪,批次和混油跟踪,全线任意位置点的压力、温度、流量预测等。在线仿真软件的实时动态模拟,可为管道的实际生产操作提供重要参考。     

成品油管道试运投产流程

在条件具备的情况下,成品油管道试运投产包括站内设备单体试运和分系统试运、干线清扫、管道充水、全线输水联合试运、管道投油、油品分输作业（管道分输支线投产）等过程.描述了各个过程的目的、内容及实施步骤,给出了空管投油方式和油顶水投油方式的适用条件,介绍了多起伏、大落差成品油管道采用空管投油方式时在油头前建立背压的方法,同时指出多起伏成品油管道因其在低点处易形成稳定的油水混合物,宜采用油顶水投油方式投产.（参4）     

中亚天然气C线管道SPS仿真模拟

中亚天然气C线管道属于典型的输送压力高、流量大、管道跨度大、压气站数目多、输送工艺复杂的输气管道。为研究中亚天然气C线管道正常工况和事故工况下水热力参数的变化规律以及各种事故下管道的自救时间,采用SPS软件建立了中亚天然气C线管道仿真模型。模拟了正常工况下管道全线压力和温度参数,模拟结果与实际运行数据最大相对误差分别为1.90%和12.24%,验证了模型的可靠性;在此基础上分析了环境温度和管道粗糙度变化对全线输气效率的影响规律,确定了各种事故工况下管道最长的自救时间,可为中亚天然气长输管道运行管理提供参考。     

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。     

国产化液体管道云仿真软件CloudLPS的研发

为了摆脱液体管道仿真长期依赖国外商业仿真软件的现状，基于B/S云架构，以准确快速、界面简洁、交互方便等研发理念，开发了具备完整自主知识产权的国产云仿真软件平台CloudLPS(Cloud-Based Liquid Pipeline Simulator)。在模型与算法方面，除了常规的流动传热模型之外，CloudLPS还引入非牛顿流体模型、跨维度热力模型等先进数理模型，使软件具备易凝高黏原油管道水热力仿真能力，此外还引入自适应网格、动网格、分而治之、异构并行等高效仿真方法，实现大型复杂管网系统快速计算；在功能方面，主要针对原油及成品油管网，向用户提供管网系统稳态及非稳态仿真、逻辑控制、水击分析、批次跟踪、停输再启动、能耗优化等多种业务及复合业务功能支持，并且提供友好的可视化建模和结果数据展示及分析环境。CloudLPS可作为基础软件工具，在管网系统规划设计、运行调度、风险决策等业务场景下发挥支撑性作用，对于保障我国液体管道的安全经济运行具有重要意义。（图16，表1，参35）     

通用成品油管道调度模型建立及求解

中国成品油管道沿线各站场卸载油品的工艺模式大致分为连续分输、定流量分输、不定流量分输、自主计划4种,各管道应用的软件都有工艺适应局限性。基于以上4种卸载工艺,考虑水力、流量、物料平衡、批次注入、批次分输、批次运移等约束条件,建立通用成品油管道调度计划编制模型,开发了相应软件,并成功应用于某成品油管道。结果表明:该模型能够适应4种卸载工艺条件,依据站场的注入计划和下载需求可自动求解出批次分输计划,从而制定出符合管道配置,且与用户实际需求偏差最小的调度计划。与现场数据进行对比,偏差在7.3‰以内,验证了模型的准确性和软件的通用性,可为中国成品油管道调度提供参考。(图5,表13,参19)     

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.     

兰成渝成品油管道投产技术

对兰成渝成品油管道概况、管道试运投产各个阶段的做法、油水混合物的分离和首批油品顺序输送的混油情况做了简要总结,具体介绍了站内设备单体试运和分系统试运、管道干线清扫、管道充水、全线输水联合试运、管道投油、油品分输作业等过程,对同类型管道的投产作业具有工程借鉴作用.     

用成品油管道运行模拟软件制定分输调度计划

考虑了成品油管道系统可能涉及的因素，编制了成品油管道运行模拟软件，根据制定分输计划时的一些原则，给出了分输计划的制定步骤。以兰成渝管道为例，介绍了该软件的性能，利用该软件可以协助管道经营者对成品油管道进行安全高效的运营管理。     

成品油管道泄漏扩散规律分析

对成品油管道泄漏扩散过程进行了研究,建立了油品孔口出流模型、油品喷射模型、油品蒸发模型、油池扩散模型和油品渗透模型等适用于油品泄漏过程不同阶段的理论分析模型.基于这些分析模型,可以精确地评价一起可能发生的泄漏事故对公众和环境造成危害的严重程度,以便于更加准确、切合实际地对成品油管道泄漏事故进行定量风险评价,为制定管道事故应急预案,减少事故损失提供理论指导,同时也有助于对成品油管道进行完整性管理研究.     

成品油长输管道的混油下载与切割

分析了正常运行条件下影响成品油长输管道混油发展、分布及混油量的因素,总结了顺序输送成品油管道的生产运行数据。以混油回掺处理为基础,提出了综合利用成品油长输管道油品资源和沿线站场下载油品的质量潜力,减少管道干线终点混油量的混油下载与切割处理方法,例如沿线站场适当下载干线混油尾,支线分输干线混油,沿线站场下载部分混油,将末站混油细分为不同浓度比例的混油段等。该方法应用于西南成品油管道的混油切割处理,取得了显著效果,可有效减轻管道全线的混油处理压力。     

从运行调度角度探讨兰成成品油管道工艺设计

以乌鲁木齐－宝鸡成品油管道为模型,结合一个输送周期内各油品界面的跟踪示意图,阐述了具有多卸油站成品油管道运行调度计算的主要内容;通过运行过程的跟踪分析,介绍了多卸油站成品油管道运行调度的基本特征。     

西南成品油管道输送模拟软件

针对西南成品油管道距离长、站场多、工艺技术较复杂、施工难度较大的特点,研制开发了西南成品油管道输送专用模拟软件,介绍了该模拟软件的理论依据和算法、软件的功能及结构,并在西南成品油管道一期水联运中进行了实际模拟.应用分析表明,模拟结果与实际数据之间的误差在许可范围内,可以为管道的日常运行提供技术支持.     

成品油管道调度计划自动编制系统的开发

对兰成渝成品油管道的运行特点进行了分析,以管道调度计划编制和执行过程为基础,探讨了调度计划自动编制的原则和边界条件设定等问题,确定了调度计划自动编制模型,开发了适用于兰成渝成品油管道的调度计划自动编制系统。