成品油管道批次计划优化的两阶段法

针对单点注入、多点分输的成品油管道,提出了批次计划优化的两阶段法。第一阶段以计划期内管道沿线各站场分输/注入每种油品的需求体积未完成值之和最小为优化目标,利用贪婪算法确定一个可行的管道首站输入计划;第二阶段根据第一阶段获得的管道首站输入计划,以计划期内管道沿线各管段流量随时间波动的幅度之和最小为优化目标,采用模拟退火算法优化各分输站分输计划。以某成品油管道的历史运行计划为例,验证了该方法的有效性,为成品油管道批次计划优化软件的开发提供了技术支持。     

鲁宁输油管道初凝应急处置与思考

鲁宁管道输送胜利原油与进口原油的混合油，其具有高黏易凝的特点。2022年2月，该管道因焊缝破裂泄漏停输近30 h，启输后，站间距147.1 km的宁阳—滕州段出现在最高允许出站压力下流量和出站温度持续下降的初凝趋势，通过在其沿线注入热柴油，成功处置了此次初凝事件，约6天后管道流量恢复正常。鲁宁管道初凝事件及应急处置为大口径、长站间距加热输送管道安全积累了宝贵经验：(1)管道出现初凝趋势而出站压力趋近允许高限时，及时提升管道流量是关键；(2)优先向后半段及“瓶颈”段注入热稀油，疏通关键段及节点；(3)初期热稀油注入比例适当高于理论值，随运行工况趋稳适当调减比例；(4)通过站内热油循环保证加热设施正常运行，以便提高管输原油出站温度。最后提出建议：(1)热输原油管道设置站内循环流程是极其必要的；(2)深入研究鲁宁管道管输油品性质、管输运行规律及流动保障技术；(3)基于运行数据挖掘明确、细化管道初凝应急预案。（图11，表2，参21）     

成品油管道混油拖尾对切割浓度的影响

成品油顺序输送管道因混油拖尾现象的存在,采用恒浓度切割方案可能造成前行油品无法充分利用质量指标裕量,而输送顺序发生变化时后行油品质量指标无法达标的情况。为此,探讨了混油拖尾现象的形成机理,并以中国石油西部成品油管道为例,分析了成品油顺序输送过程中混油尾的发展规律。基于此,计算给出了西部成品油管道兰州站和兰郑长管道郑州站的混油切割方案,并提出随着油品质量指标及流量等运行参数的变化,应根据油品输送顺序的不同,采用不同的混油浓度切割方案,即混油头切割时后行油品的切割浓度应高于输送顺序相反时混油尾中前行油品的切割浓度。（图2,表3,叁10）     

含蜡热油管道结蜡区对整体运行工况的影响

建立了两站间无旁接含蜡热油管道蜡沉积分布和运行工况数学模型：出站油温、周围环境温度及流量决定着含蜡热油管道的结蜡方位;管道结蜡后,结蜡段传热系数、流速、管道摩阻及管道沿线各流态长度等运行工况将发生变化。算例分析表明：管道沿线因存在结蜡层而使散热量降低,但提高管道出站油温,进站油温升高并不明显;随着结蜡起始点与出站之间距离的增加,管道沿线总摩阻基本呈线性降低且直线斜率较大;管输油品不同流态长度与管道沿线结蜡位置基本呈线性变化关系。（图3,表3,参11）。     

管道输送成品油冷却设计计算

成品油在输送过程中因受各种因素的影响，输送温度不是恒定的，温度的变化对成品油和管道具有不同程度的危害。介绍了管输成品油冷却的两种方法，对降低油品温度的措施进行了研究，提出了强迫对流方式降低油品温度的设计计算方法，并以实例进行了计算。     

成品油顺序输送交替过程中摩阻损失的计算

在管道输送成品油过程中,沿线压力的变化主要是由管道特性的变化和不同密度油品在管道中交替产生的,某时刻管道的流量将由各站间供能(启泵方案)、耗能(沿程阻力)以及高程决定。随着混油段的移动,管内流量必然会发生变化。结合实例,对不同油品在管道中交替时摩阻损失随时间的变化进行了计算和分析。     

成品油顺序输送交替过程中的摩阻损失的计算

在管道输送成品油过程中，沿线 压力的变化主要是由管道特性的变化和不同密度油品在管道中交替产生的，某时刻管道的流量将由各站间供能（启泵方案）、耗能（沿程阻力）以及高程决定。随着混油段的移动，管内流量必然会发生变化。结合实例，对不同油品在管道中交替时摩阻损失随时间的变化进行了计算和分析。     

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)     

兰郑长成品油管道投产运行问题

2009年兰郑长成品油管道试运投产期间,出现了流量监测设备不具备投用条件,充水初期流量控制难度较大,兰州低压区停泵超压,清管器发送时机选择不当,气阻影响输油泵正常运行,以及过滤器误切换等问题.指出了问题产生的原因及相应的处理措施,比如根据泵机组的"流量-扬程"特性曲线,通过计算泵机组提供的扬程,推断出站流量;控制干线流量的出站调节阀开度宜小不宜大;在给油泵和输油主泵之间设置安全阀;在水充满0号高点和7号阀室的第2个U形管段后发球等.其中的实践经验对今后成品油管道的投产作业具有工程借鉴意义.     

科洛尼尔管道油品质量管理经验与启示

中国成品油管道建设正向着大型化和网络化方向发展,油品从炼厂到管道终端市场需要经过多个中转环节,管输油品质量的控制至关重要,需要不断借鉴国外成熟的成品油管道运输管理经验和技术。科洛尼尔成品油管道是世界成品油管道建设的典型代表,通过介绍该管道在油品进线前、管输过程中、储罐存储中的质量控制做法以及出现不合格油品后的处理方法,针对中国成品油管道设计、运行管理现状,提出在管道设计时要切实做到与市场需求接轨,罐区采用小容量多油罐设计,选用短行程时间阀门;管道生产管理中应制定进线油品质量标准,死油管段应进行冲洗,管道产生的混油处理需要多方参与;科学研究中应重视管输油品质量衰减,扩展管输油品研究覆盖面等一系列建议,以弥补中国在成品油管输油品质量控制方面的不足。     

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。     

成品油管道分输计划优化的启发式方法

高效的批次计划优化方法对提高成品油管道管理水平具有重要意义。针对单点注入、多点分输的成品油管道,基于分输作业衔接性经验优化准则,提出了一种管道分输计划优化的启发式方法——分输作业衔接法。该方法将管道沿线分输站分组,每组包括连续分布的几个分输站,从上游至下游依次编制每组站场的分输计划。在编制分输计划时,遵循同组各站的分输作业时间段尽可能无缝衔接的经验优化准则。每次确定某站场分输某批次的计划时,分输开始时刻优先设定为相邻站场某次分输作业的结束时刻,分输流量优先设定为分输流量最小允许值。以某成品油管道1个月的输油任务为例,验证了分输作业衔接法的有效性,为成品油管道分输计划编制提供了可行方法。(图6,表3,参20)     

西部成品油管道柴油输送质量的影响因素

长输管道在输送柴油的过程中,柴油质量会随着输送里程的增加而不断降低。以西部成品油管道为例,通过批次跟踪及取样测试的方法,对柴油输送质量的影响因素进行了研究。结果表明:0^#柴油、-35^#柴油到达末站时的闪点衰减平均值分别为5.75℃、3℃,建议0^#柴油、-35^#柴油最低进线闪点值分别为66℃、48℃;在顺序输送过程中,相邻油品性质差异较大时,柴油质量降低程度较高;管道的停输时间越长,柴油质量降低程度越高,建议减少管道停输时间;管道中的杂质会造成柴油输送质量下降,定期进行清管作业有助于提高管输柴油质量;当管道运行流量大于临界流量时,管道流量变化对柴油输送质量的影响不显著。研究成果可为长输成品油管道的经济高效运行提供理论参考。     

EP减阻剂在抚顺-鲅鱼圈成品油管道的应用

随着抚顺石化公司成品油产量的增加,抚顺-鲅鱼圈成品油管道的输送能力已不能满足生产要求。为此,在管道中注入EP系列减阻剂,使管道的沿程摩阻因数减小,管路特性曲线更趋平缓。保持与注入EP系列减阻剂前相同流量的工况条件,通过变频调节将泵转速降低,管路特性曲线与泵特性曲线相交于新的工况点。通过对管道注入减阻剂前后泵特性曲线和管路特性曲线图进行分析,定性地说明了在成品油管道注入EP系列减阻剂可以取得节能和提高管道输油能力的效果;通过对管道注入减阻剂前后的实际运行参数进行计算,定量地说明了在成品油管道注入EP系列减阻剂的节能和提高管道输油能力的效果。     

成品油管道总体工艺方案优化设计

针对成品油管道的特点,在对其工艺方案优化设计问题进行系统分析的基础上,选择了一组数目最少、关联程度最低的决策变量,建立了单根无分支的成品油管道工艺方案优化设计的数学模型。该模型的最优准则是：管道在设计寿命期内所需的总费用现值最小。总费用现值包括管道初试投资费用,运行维护费用现值和能耗费用现值。该模型是一个非线性混合整数规划问题,决策变量为管材,管径和出站压力,约束条件主要有水力约束条件,强度约束条     

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)     

华北成品油管网混油控制及处理改进措施

成品油管道运行过程中产生的混油难以全部回掺处理.混油拖尾、油源油品质量潜力、管输油品品种变化、清管操作及油品质量标准等因素均会对混油量和混油处理工作产生影响.基于对以上因素的分析结果,华北成品油管网逐步在管输运行管理环节采取限定最小顺序批量、合理安排输油顺序、调整油品流向及控制注入油品质量等措施;在站场工艺环节,进行注入及下载切换流程改造、增加中间站混油回掺设施等技术改造.实际应用结果表明：上述措施可有效控制批次混油量,增加管网混油回掺处理能力及灵活性,实现混油全部回掺处理.针对管道设计阶段,提出增加末站混油罐容、合理设置结点站连通流程等建议.     

西南成品油管道混油量的计算

针对西南成品油管道顺序输送中产生混油的问题,通过比较常用的混油计算方法,并在变径或变流量处使用混油当量长度,以确定适合西南成品油管道混油量的计算方法.指出该管道各中间站的计算结果与实测数据差距较大,尚需开展深入的研究.     

西部成品油管道混油切割新方法

在确保油品质量安全的前提下，持续改进混油切割方法，可以有效降低混油切割量，提高管道运营公司的经济效益。通过总结西部成品油管道实际运行过程中混油段过站时混油量的变化规律，并与沿程混油量的理论变化情况相印证，提出了以末站上游新堡站的混油量为基准增加50m3作为末站混油切割目标量的方法，并应用于实际生产，效果明显。该方法解决了因后行油品密度无法提前准确确定，在计算第2个混油切割点时，经常误差较大，易造成混油切割量偏大或者油品不合格的问题。（图2，参5）     

降低输油管道进站温度的节能效果

通过对影响热油输送管道油品出站温度的因素进行分析,指出热油管道通过降低出站温度可以节约燃料油;总传热系数的降低可以进一步降低出站温度;增加管道摩阻可以降低燃料油的消耗.以任京输油管道为例,分析了不满输管道节流降耗问题,论证了降低输油管道进站温度的节能效果和可行性.