楊磊（中國(guó)石化銷(xiāo)售有限公司華北分公司， 天津 300383）

成品油長(zhǎng)輸管道優(yōu)化運(yùn)行的策略分析

楊磊（中國(guó)石化銷(xiāo)售有限公司華北分公司， 天津 300383）

成品油輸送在泵機(jī)組多種方式的組合下，可以完成長(zhǎng)輸管道運(yùn)行；輸油管道全線均在相同時(shí)間段內(nèi)，成品油流量會(huì)隨時(shí)間變化而出現(xiàn)一定的改變。本文主要分析了成品油長(zhǎng)輸管道優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化成品油輸送策略，確立最佳的成品油長(zhǎng)輸管道優(yōu)化運(yùn)行方案。

成品油；長(zhǎng)輸管道；優(yōu)化運(yùn)行

0 引言

在同一條管道中，把幾種不同油品按一定順序進(jìn)行成品油的輸送就是順序輸送，該方式在成品油輸送中較為常見(jiàn)。不同油品之間發(fā)生接觸時(shí)，在接觸位置不可避免的會(huì)出現(xiàn)混油，而在輸油管道中，混油的變化與移動(dòng)都會(huì)影響泵站特性與管路性能。所以，對(duì)全線泵站的具體運(yùn)行狀況進(jìn)行全面優(yōu)化，不斷提升成品油管道輸送的經(jīng)濟(jì)效益，降低輸送過(guò)程中的能耗及費(fèi)用，對(duì)成品油輸送有著重要的意義。

1 成品油長(zhǎng)輸管道優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)

在符合泵站進(jìn)出站以及輸油管道沿線高低點(diǎn)所具有的壓力約束條件的情況下，根據(jù)成品油管道輸送特點(diǎn)與約束條件，從權(quán)限整體耗電費(fèi)用出發(fā)，構(gòu)建起優(yōu)化運(yùn)行模型。模型主要分為定批量與定流量?jī)煞N優(yōu)化運(yùn)行模型，其中，定流量?jī)?yōu)化可以合理選擇最佳泵組合與最小節(jié)流量，科學(xué)調(diào)度已設(shè)定好的流量函數(shù)輸送。實(shí)際上，在設(shè)定好的范圍內(nèi)，完成固定批量工作，實(shí)現(xiàn)定批量?jī)?yōu)化，同樣可以選擇最低標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流量輸送與最佳泵組合。雖然兩種模型所具有的約束條件區(qū)別很大，但其目標(biāo)函數(shù)是相同的。輸油管沿線所具有的能量平衡、泵站以及壓力等都能夠影響管道系統(tǒng)，且兩種模型所具有的約束條件相同。兩種模型的主要區(qū)別是定流量?jī)?yōu)化模型堅(jiān)持輸油計(jì)劃與平穩(wěn)輸油的相關(guān)原則，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)度來(lái)提供，所以，定流量?jī)?yōu)化模型的一個(gè)特點(diǎn)就是流量為連續(xù)但分段的。分批量?jī)?yōu)化模型所具有的穩(wěn)定性比較差，在選擇合適流量時(shí)必須以目標(biāo)函數(shù)為引導(dǎo)。

（1）系統(tǒng)機(jī)構(gòu)與決策變量 主要包括泵站與管段構(gòu)成系統(tǒng)兩個(gè)部分，泵站內(nèi)泵組合主要有兩種組合方式，即并聯(lián)與串聯(lián)。全線輸油具有密閉式特點(diǎn)，管段主要包括等徑管、變徑管與混油段。站點(diǎn)主要包括泵站、減壓站、輸入輸出站以及注放油泵站等。實(shí)際上，成品油管道是統(tǒng)一的、不間斷的水利系統(tǒng)，在系統(tǒng)不同部分之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間都有著很多關(guān)聯(lián)。這些關(guān)聯(lián)在一定程度上增加了優(yōu)化運(yùn)行自身的難度，但是也提高了優(yōu)化運(yùn)行未來(lái)發(fā)展的潛力。

（2）方案構(gòu)成與目標(biāo)函數(shù) 輸油管道優(yōu)化運(yùn)行基本方案構(gòu)成：時(shí)間變化能夠?qū)艿懒髁慨a(chǎn)生決定性影響；散化輸油周期之后，全線配泵策略與各個(gè)時(shí)間段的具體調(diào)節(jié)策略；輸油周期內(nèi)所統(tǒng)計(jì)的總耗電費(fèi)用、混油量、模擬時(shí)間以及注放油時(shí)間。在具體評(píng)價(jià)決策方案的標(biāo)準(zhǔn)與尺度時(shí)，應(yīng)該選擇最優(yōu)準(zhǔn)則。在成品油輸送管道運(yùn)行中，在多套運(yùn)行方案中選擇最合理的運(yùn)行方案，能耗費(fèi)用是最優(yōu)準(zhǔn)則。

2 優(yōu)化運(yùn)行模型

對(duì)某一時(shí)間的輸油管道流量進(jìn)行確定，引入拉格朗日因子，建立目標(biāo)函數(shù)，并將約束問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束問(wèn)題。在成品油輸送運(yùn)行過(guò)程中，全線開(kāi)泵策略的成品油輸送變化越小，其運(yùn)行狀態(tài)也就越穩(wěn)定。因此，采用全線最優(yōu)壓力分配模型，匹配出最佳開(kāi)泵方案，然后運(yùn)行該開(kāi)泵策略即可，到無(wú)法調(diào)節(jié)時(shí)再進(jìn)行重新配泵操作。調(diào)節(jié)所遵循的基本原則為出站壓力標(biāo)準(zhǔn)值小于出站壓力值，或進(jìn)站壓力標(biāo)準(zhǔn)值大于進(jìn)站壓力值，具體順序應(yīng)為先調(diào)速再節(jié)流，也就是調(diào)節(jié)采用減少能量的策略。

3 全線最優(yōu)壓力分配模型

在確定開(kāi)泵方案組合時(shí)，首選需要確定輸油管線路第一站的具體開(kāi)泵方案，然后逐站確定，直至最后一站，通過(guò)這種方式能夠確定最高效的開(kāi)泵組合。在確定首站開(kāi)泵方案后，首站出站壓力與下一站進(jìn)站壓力也就確定了，首站動(dòng)力費(fèi)用也確定了下來(lái)，不但影響了下一站所選擇的初始狀態(tài)與具體開(kāi)泵方案，也影響了下一站所需要的動(dòng)力費(fèi)用。如果在下一站的動(dòng)力費(fèi)用產(chǎn)生之前確定各站的開(kāi)泵方案，就可以對(duì)本站動(dòng)力費(fèi)用進(jìn)行有效控制，從而使整體運(yùn)輸費(fèi)用明顯降低。輸油管線路中，泵與管路的組合必須是匹配的，對(duì)于成品油輸送管道來(lái)說(shuō)，如果能夠確定某一時(shí)間段內(nèi)的管道流量與油品信息，也就能夠基本確定輸油線路全線的壓降與能差等信息。

4 結(jié)語(yǔ)

定批量?jī)?yōu)化模型中，選擇拉格朗日因子與合適的精度非常重要，由于這兩項(xiàng)不但能夠?qū)斄糠€(wěn)定性產(chǎn)生影響，還會(huì)影響輸油計(jì)劃的完成。定流量?jī)?yōu)化模型當(dāng)中，若給定流量能夠與時(shí)間關(guān)系相協(xié)調(diào)，那么輸油管道的運(yùn)行才能夠平穩(wěn)。導(dǎo)致管道穩(wěn)定性失衡的主因是間歇注放油，如果條件給定，則盡量進(jìn)行連續(xù)注放油。在一定程度上，開(kāi)泵方案能夠?qū)艿涝谀硶r(shí)刻的成品油輸量產(chǎn)生決定性影響，如果某一站壓力無(wú)法符合相關(guān)要求，則會(huì)對(duì)輸油管線全線的流量與波動(dòng)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致全線壓力的再次分配。

［1］劉靜，郭強(qiáng)，姜夏雪，梁永圖. 新運(yùn)行模式下的大西南管道調(diào)度計(jì)劃編制軟件［J］. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2013，（09）.

［2］田海洋. LOGO！ 與變頻器在石化企業(yè)成品油發(fā)油系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］. 電機(jī)與控制應(yīng)用，2011，（04）.

［3］付小明.大慶油、俄油管道順序輸送對(duì)南三油庫(kù)儲(chǔ)罐運(yùn)行影響分析［J］. 化學(xué)工程與裝備. 2011，（02）.

［4］張兆吉，歐毅，李應(yīng)曉.國(guó)外成品油管道運(yùn)輸發(fā)展現(xiàn)狀與啟示［J］.科教文匯（下旬刊），2012，（04）.