调度计划制定及运行模拟软件的结构设计

对于顺序输送管道，特别是沿线各分输站对油品品种需求很多的管道，其输油计划的制定十分复杂，如何满足分输站的众多需求，包括分输时间上的需求以及管道工况的相对稳定，都需要有一个对输送计划反复制定的过程。针对这种计划的制定，编制了相应的计算软件，本文介绍了该运行模拟软件的结构设计。     

调度计划制定及运行模拟软件的结构设计

对于顺序输送管道，特别是沿线各分输站对油品品种需求很多的管道，其输油计划的制定十分复杂，如何满足分输站的众多需求，包括分输时间上的需求以及管道工况的相对稳定，都需要有一个对输送计划反复制定的过程。针对这种计划的制定，编制了相应的计算软件，介绍了该运行模拟软件的结构设计。     

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。     

《管道科学技术论文选集》文摘(四十六) 成品油管道调度计划运行模拟软件的开发与应用

对于成品油管道,同时有多种油品在管道内顺序输送,管道沿线油品分输的对象主要是面向市场的石油销售公司,如何有效地制定管道的油品调度运行计划,将关系到管道安全运行和石油销售公司的经济利益。为了使成品油管道更好地面向市场经营,满足多变的市场需求,对成品油管道调度运行计划的制定作了基础研究,并在此基础上开发了制定调度运行计划的软件。     

成品油管道调度计划软件的开发与应用

对于同时有多种油品在管道内顺序输送的成品油管道,沿线油品分输的对象主要是面向市场的石油销售公司.有效制定管道的油品调度运行计划,将关系到管道安全运行和石油销售公司的经济利益.为了使成品油管道更好地面向市场经营,满足多变的市场需求,对成品油管道调度运行计划的制定作了基础研究,并在此基础上开发了制定调度运行计划的软件.     

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)     

抚顺-鲅鱼圈成品油管道调度运行管理系统

抚顺-鲅鱼圈管道调度运行管理系统是基于复杂多出口成品油管道安全运行的需要而开发的成品油管道调度计划编制与运行模拟软件.该软件具有两个功能模块:调度计划编制模块和管道优化运行模拟模块,前者充分考虑了首站注油流量、控制方式、分输方式和分输站流量等限制条件;后者则建立了管道运行优化模型,并且可以对其求解.该软件能够实现以自动方式和人机交互方式进行调度计划的编制,并对编制完成的调度计划直接进行工况模拟,以调度报表的形式提供输油工况下的控制参数,从而缩短调度计划的编制时间,提高管理效率.     

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。     

中亚天然气管道压气站运行能耗优化模拟计算

在长输天然气管道运行费用构成中,压气站自耗气费用成本占比50%以上,基于能耗最优的压气站运行优化具有重要意义。以中亚天然气管道加兹里压气站为例,针对该站场存在的高温天然气输送及不同输量与压缩机组匹配的特殊运行工况,借助SPS 仿真软件及历史运行数据,模拟计算了不同工况下自耗气量的变化规律,量化分析了不同工况所导致的额外自耗气量。模拟结果表明:压气站进站天然气温度每上升5 ℃,压缩机组自耗气量增幅6%;在一定的输量范围内,采用低效率的双机组运行模式,每天将增加1×10^4~3×10^4 m^3 自耗气量。由此制定了基于月度输气计划压气站能耗优化的压缩机组匹配工艺方案,可为长输天然气管道压气站开展能耗优化提供参考。     

成品油管网批次计划编制方法

为了研究成品油管网顺序输送批次计划的制定方法,并利用此方法得到批次计划的一个可行解,针对由西部成品油管道、兰郑长成品油管道和兰成渝成品油管道组成的管网进行了批次计划的研究。基于单条成品油管道的批次调度算法,分析了成品油管网批次计划的模型假设、约束条件和编制原则,结合管道连接处油库的库存、炼厂的产量及下游管道的油品需求,按照"先满先输"的原则,提出了制定批次计划的算法,得到了成品油管网的输入计划和分输计划。根据模型及算法,采用C语言编制出整个管网的批次计划报表。利用该程序,可以得到每个分输站的分输开始时间、结束时间、分输体积等信息,极大地提高了编制批次计划的工作效率,并为管网的调度工作提供依据。     

兰成渝成品油管道分输调度软件的开发与应用

结合兰成渝管道实际生产需要,研发了一套与之相适应的管道分输调度软件.该软件由原始数据的输入、分输计划制定和输出三个独立模块构成.现场应用表明,该软件实用性强,用于编制和生成管输油品分输计划较为便捷、高效.该软件的应用可及时为管道经营者提供准确的管输油品的输送计划和信息,利于成品油销售商及时抓住市场契机获取更大的经济效益.     

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)     

三塘湖输油管道大落差地区的水击保护

大落差输油管道由于高差产生巨大的静水压力,因此,在设计中确保其在高承压下安全、平稳运行至关重要.结合三塘湖原油外输管道设计,采用离线仿真软件SPS建立三塘湖原油外输管道模型,进行稳态、瞬态模拟,并根据不同输送工况参数,采取设置减压站、变壁厚设计、站场安装泄压阀和压力调节阀、SCADA系统的水击超前保护程序等措施,制定预先保护方案,从而实现管道安全、平稳运行.     

南输成品油管道优化运行分析

在对南输管道实际运行的基础上,建立了南输管道优化运行的数学模型,即将南输全线总压头对各站进行最优分配,用动态规划法求解.为提升南输管道的输送能力,在考虑南输管道现有设备的基础上,提出了启用中间站的工艺,以满足南方市场油品的需求.     

英牙凝析油外输管道输送工艺

根据英牙外输管道油品的性质和管道外输现状,运用PIPEPHASE软件分析管道的最大输量和最小输量.通过软件模拟正常输量下管道的沿程温降和压降,并与实际运行数据进行比对分析,判断软件模拟数据的可靠性,并进一步模拟管道沿线最冷工况下的沿程温降和压降.通过凝析油析蜡过程分析,结合管道实际运行的相关参数研究管道正反输、清管、中间加热站运行及冬季加降凝剂等技术,确定管道的最佳运行方式,确保外输管道冬季安全运行.     

多起伏地形下油气混输管道的水力特性

油气混输与单相输送的水力特性因油气之间的滑脱有很大的不同,多起伏管道表现得更为明显。塔里木油田塔中401计量站至塔中四联合站输送管道(塔四联管道)累计起伏高度超过300m,起伏地形造成油气混输非常困难。利用多相流动态模拟软件OLGA对这种工况进行了动态模拟计算和分析,研究了影响管道混输的几个主要因素,并以管道混输启动参数对计算结果进行了验证。     

冷热原油交替输送停输再启动研究

建立了冷热原油交替输送停输再启动过程的数学模型,采用有限差分法和有限容积法相结合的研究方法对其复杂的停输再启动过程进行数值模拟,所编制的软件能计算管道再启动站间的温度、压力和流量的恢复过程,考察了停输时机对停输再启动过程的影响.研究成果可为冷热原油交替输送管道安全停输时间的确定提供技术支持.     

原油管道低输量运行影响因素分析与优化措施

以沿江炼化企业炼油装置检修期间仪长原油管道低输量运行为例，深入分析了炼化企业装置检修期间对原油管道低输量运行的影响，针对影响因素提出了优化运行、调整输送方式、合理制定装置检修计划、加强设备维护保养等优化措施。指出管道安全平稳运行意义重大，要从加强沟通与协作、提高应急处置能力等方面着手，对管道低输量运行具有指导作用。     

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。     

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。