热油管道稳态运行的两级递阶优化模型

长输热油管道实现最优化运行的目的是降低输油能耗。本文在对长输热油管道的运行过程进行系统分析的基础上,利用大系统的分解原则建立了一个稳态优化运行的两级递阶模型。该模型由两级子模型构成:(1)泵组合与管路最优匹配子模型;(2)输油温度优化子模型。模型求解的算法已被编成计算机程序,它适用于一般长输热油管道。文中给出了数值计算实例。最后对模型、算法及最优解进行了讨论。     

长输管道出站温度调整对燃料油耗量的影响研究

为了研究输油温度调整对长输管道燃料油消耗量的影响,针对长输热油管道沿线多个加热站出站温度调整的工况,依据热油管道沿程温降的分布规律,结合保障安全输送的最低进站温度,建立了计算燃料油消耗变化量的数学模型,并对首站和中间站两种情况分别予以了讨论。以阿尔善—赛汉塔拉输油管道的温度调整方案为例,计算了输油温度调整对沿线各站燃料油耗量变化的影响,研究表明,阿赛线沿线7个加热站出站温度下调5℃后,单月最高可节约燃料油75 t,全年可节约燃料油484 t。下调出站温度能减少全线燃料油消耗总量,但沿途部分站点的燃料油消耗量可能增加或保持不变。     

热油管线运行优化模型概述

长输热油管道的运行方案是否合理,直接影响最终输油成本。通过优选运行参数对现有系统进行优化相比对管道系统的设备、流程、输送工艺等技术改造适用性更强、经济性更好。目前国内外学者对于热油管道运行优化问题,提出了许多优化模型,在实践中取得了显著效果,这对热油管线节能降耗有重大意义。     

基于人工神经网络的热油管道能耗预测模型

对长输管道而言,影响管道输油成本变化的因素众多,但影响最大的是生产油耗和电耗费用.为了更深入地探索输油过程中输量与能耗的变化关系,以某条输油管道几年来输量 及生产油耗、电耗数据为基础,用人工神经网络的方法建立了管道输量与生产油耗、电耗的预测模型.分析表明,该模型的计算结果相对偏差在±5％以内,满足工程实际需要,因此可以用该模型来预测热油管道的生产油耗和电耗.该研究首次建立了热油管道输量与生产油耗和电耗的预测模型,为预测管道的能耗总量提供了便利.     

长输原油管道油、电消耗最佳结合方式

本文应用西方管理经济学的生产理论和成本理论,以沧临输油管道为例,研究长输原油管道油、电消耗的最佳结合方式,建立油、电生产要素最佳投入量的数学模型和最低的总能耗成本的数学模型,为长输原油管道经济优化运行奠定基础。     

天然气长输管道设计中的节能分析

长输管道在输送天然气过程中需消耗大量能源,输气管道节能问题一直是我国管道行业发展中需要重点解决的问题。通过分析长输管道系统和选用设备的能耗情况,为项目后续的节能评估提供明确的依据。从分析管道输送能耗入手,提出了天然气长输管道节能降耗的着力点应放在降低管道直接损耗。设计过程中根据能耗分析来确定工艺方案和设备选型等,指出采用内涂层技术和高压输送;适宜的输送温度;在外部条件适宜情况下合理选用压气站压缩机组的驱动方案;在未达到设计输量下减少运行压气站数量等,以优化输送工艺和设备选型来降低管道的直接能耗。     

油气混输工艺在低输量管道安全运行中的优势分析

为了保证华北油田某区块J-S输油管道能够在低输量下安全运行,对比分析油气混输和低含水油输送两种技术方案,优选通过油气混输的运行方式降低J-S输油管道最低启输量和启输温度。通过在J站新建伴生气压缩、注入、放空系统,在S站新建分离、过滤、放空系统,利用两相流在管道中的流动特性,提高管道内介质流速,并将J站富余的伴生气资源通过管输的方式输送至S站。设计采用PIPESIM软件及HYSYS软件进行模拟,计算结果相互验证。该方案不但解决了J-S输油管道低输量下安全运行的问题,同时缓解了J油田与S油田伴生资源分布不均匀的矛盾,降低了油田原油生产成本。     

长呼线原油管道夏季节能优化运行方案

为保障长庆—呯和浩特原油管道(长呯原油管道)安全、平稳运行,实现降耗输送,在分析历年沿线温降、地温真实数据的基础上,利用经典油温预测工具计算了各管段总传热系数K,且在充分考虑油品物性、运行经验和风险因素基础上,确定了原油安全进出站温度及输量,进而探讨了长呼原油管道夏季一站启炉优化运行方案的可行性。实践结果表明:管道的总传热系数是预测出站温度的关键参数,须选择合适的预测工具;进站温度23℃是确保管道安全平稳运行的前提条件,是确定出站温度的重要依据;合理的输量可进一步提高方案的稳定性。方案实施后,管道运行能耗较2013年、2014年、2016年、2017年分别下降了25%、44%、22%、26%,节能降耗效果显著,证实了长呼原油管道夏季一站启炉的可行性,为后续运行工作提供了有力支持,为类似原油管道优化运行提供了参考和借鉴。     

输油埋地管线传热实验研究

为了研究新疆地区长输管道内输送介质温度变化规律，设计研制出一套室内可以模拟环境的试验装置。根据长输管道实际运行情况，设计出不同的环境及运行工况，并进行了试验测试。根据测试数据，可绘制热油管线周围砂体温度场分布图。通过分析停输情况下油管内多相混输介质非稳态变化规律，拟合出油温温降的经验公式，此公式可用于确定新疆地区输油管道的最低允许输油温度和最大允许停输时间。     

热油管道停输再启动过程模拟分析

热油管道运行过程中不可避免地会遇到停输再启动问题。文章在水力、热力分析的基础上,采用数值模拟的方法,利用CFD软件建立计算模型,以大庆-哈尔滨（庆-哈）埋地输油管道为例,分析停输后管内原油温降规律;分析再启动过程,给出启动时间的计算方法及启动过程热油顶管压力变化情况,为庆-哈输油管道的停输再启动过程提供了一种安全评价手段,对于保障管道安全生产运行具有重要意义。     

扬子公司650kt/a乙烯装置改造技术分析和实效

扬子石化公司乙烯装置改造采用的方案是增加一条生产能力为320 kt／a的平行生产线,使总生产能力最终达到650 kt／a,从而实现了提高乙烯装置的产量、运行周期和操作灵活性。详细评述了碳三加氢工艺的选择,新、老区增加急冷油减粘系统的匹配,二元制冷系统的运用等改造的技术方案内容;对预试车及总体试车方案的优化进行了比较分析。改造结果表明,650 kt／a乙烯装置改造取得了成功,改造后的技术经济指标达到了设计要求,并为同类装置的改造提供了可借鉴的经验。     

油藏生产优化理论研究

实现经济高效开发已探明石油资源的途径之一就是立足现有的生产条件,使油藏开发动态实时处于最优状态,这也是智能油田的核心内容之一。将油藏视为一个复杂的动态系统,以油藏开发生产净现值最大化为目标,通过求解描述油藏开发生产的数学模型,实时优化油藏的输入输出控制参数,获取最优的生产方案。鉴于油藏生产优化方法是一个复杂的、大规模优化问题,选用了效率较高的梯度优化算法,利用极大值原理计算所需的梯度,再进行线性搜索,进而优化控制变量。油藏实例进行的分析结果表明,获得的最优生产方案符合油田实际情况,为智能油田体系提供了理论和技术支撑。     

输气干线单个分输站站址最优化研究

输气干线分输站站址规划设计合理与否，直接影响到分输站至各城市门站之间输气管线总投资和未来管网系统的发展。为此,着重讨论并建立了以分输站站址、各城市门站与分输站之间管道直径、壁厚、分输站压力为设计变量，以各城市门站与分输站之间管道投资最小为目标函数的分输站站址优化数学模型。根据模型特点，采用混合离散变量复合形法与数据库技术相结合来求解分输站站址。以此站址为参考点，结合现场勘察，在参考点附近沿输气干线预选多个分输站站址，并对影响分输站建设和管理的环境因素用多目标模糊评价方法进行综合评价，以评价效果好的站址为最优分输站站址。用算例说明了分输站站址优化结果不仅与工艺参数变化有关，且与分输站所处环境因素有关。提出还应深入研究输气干线中具有多个分输站的站址优化问题。     

多源油田注水系统运行调度优化

大庆油田注水系统一般是由多个注水站相互连通共同组成的十分复杂的压力系统,目前该系统普遍存在注水效率较低、能耗较高的问题,进行系统的运行调度优化是解决该问题的一项重要技术途径。以注水能耗最小为目标函数,水力平衡约束、注水量约束、注水压力约束等为条件,建立了注水泵排量优化和开停方案优化2个问题的数学模型,分别采用惩罚函数法和混合遗传算法进行求解,编制成相应的注水系统运行优化调度软件,在实际应用中取得了降低注水单耗0.32 kW.h/m3,节约耗电量2.32×104 kW.h/d的经济效益。     

川西天然气集输管网系统最优规划研究

川西天然气集输管网系统庞大而复杂，而管网最优规划是在气田开发地面工程建设中必须首先解决的问题，它不仅涉及到从井口到一级集气站，从一级集气站到二级集气站等的管网布置，还涉及到各级和各个集气站的布局。文章针对效益和费用两个目标，建立了川西集输管网系统最优规划的数学模型，并应用资源优化ReO软件进行了仿真计算，得出了川西管网的最优规划方案。该管网系统最优规划研究成果，不仅适用于新建天然气管网系统，还适用于已建管网系统的评价和改造。     

自动化技术在油田集输站的应用

随着油田勘探开发力度不断加大、集输处理能不断提升,目前部分集输站的管理与生产操作已经无法满足油田高质量发展要求,集输站是整个油田在生产过程时十分重要的一个环节,极大地制约了劳动生产力和油气集输过程的安全。本文集中论述在合理的条件下集输站中采用自动化技术,对整个集输过程的信息化监控和各生产环节工艺参数自动化的控制,最终达到油气集输的安全生产及劳动力的优化,提高生产效率。     

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“西气东输”管道全长3900 km，设计输气量为120×108 m3/a，设计压力为10 MPa，外径为1016 mm，采用带内涂层的X70钢管敷设，管道沿线分布着10座压气站和11条分气支线。在“西气东输”管道达到120×108 m3/a的设计输气能力时，全线投运的压气站和压缩机组数目较多。利用笔者自行研制的“西气东输”管道优化运行专用软件，计算了在多种条件下的稳态优化运行方案，并从输气工艺角度对计算结果进行了较深入的分析与讨论，在此基础上总结了“西气东输”管道优化运行的基本规律，对该管道投产后的运行调度及后期的增输改造具有参考价值。     

关于油气集输工程管网布局设计研究

油气集输工程管网布局设计,具有控制造价、影响产能等属性,亟需在布局设计中加以优化完善。借助油气集输管网设计原则,综合考虑地理、湿度、气候等因素,在操作上依赖降耗增效原则,设计和完善油气集输管网布局优化方案。以油气集输工程节能设计为原则,应用地面集输管网优化、井组优化、系统布局优化、集中处理站选址优化等模式,实现油气集输工程管网布局设计优化,以保证管网节能设计高效落实。在油气集输工程管网布局改造后,管效由88.19%提升至90%,实现总节能646.2 MJ/h,节气15.01 m³/h,年节气总量达13×10⁴m³,达到了良好的节能降耗效果。因此,针对当前管网布局优化要求,制定以多元化设计保障策略,对于了解未来管网布局设计具有极大辅助作用,展现出较为积极的探索价值。     

基于数据管道的数据传递系统在采油厂应用的优势探讨

采油厂数据中心的建立和网络的优化为数据的正规传递提供了基础条件,在这个前提条件下,各种数据(地质数据、调度数据、作业数据、电力数据)要加载到数据中心(ORACLE数据库)就需要一个高效、稳定而且易于扩展的数据传递软件。对比原地质数据在VFP环境下利用ODBC数据源加载的种种弊端,从利用数据管道传递的高效性、稳定性、适应性和软件的可移植性等方面阐述了利用数据管道实现的数据传递系统在采油厂数据加载中的优势。     

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向中国东部经济发达地区提供天然气的“西气东输”工程的输气管道，是目前中国距离最长、管径最大、压力最高、输量最大、投资最高的输气干线。在对工程概况进行说明后，详细介绍了该管道工程的干线设计，其中包括：设计压力与管径优化选比，压气站增压系统优化，内涂层减阻技术使用，调峰，以及长江、黄河的穿越等。同时，还介绍了包括流量计计量、标定，自动化控制和信息、通讯等技术在内的整个输气工程的调度管理系统。从而全面地展现了“西气东输”工程的整体面貌和技术水平，在工程中使用的技术有很多在国内尚属首次应用。最后，还对今后的工作提出了建议。