庆哈输油管道混输条件下的安全经济运行方案研究
庆哈输油管道新线主要承担大庆和俄罗斯混合原油的输送任务,管道全长199.73km,管径φ377*6.3mm,管中心埋深1.5m,设计年输量200~300万吨.目前,由于处于生产运行初期,新线的调度方案主要依据老线运行方案,凭调度人员的主观经验制定,但由于管道本体结构发生较大改变,导致所制定的方案难以适应新线的管输特性,管输能耗大幅度升高.因此,有必要针对庆哈输油管道新线的实际运行工艺特点,对管道的生产运行方案进行优化,从而降低输油管道的运行能耗、减少管道运营成本,具体开展了以下研究工作:首先,对大庆和俄罗斯混合原油的凝点和粘度等基础物性参数进行测试,在此基础上,运用反算-插值法确定管道全线各管段在全年不同月份下的总传热系数,由此可使管道各管段温降计算的平均相对误差控制在5%以内.根据管道实际运行数据,对管输过程的Re范围进行统计,建立了管道水力摩阻系数修正模型,通过修正可使管道各段水力计算的平均误差分别由17.46%降低到5.7%,26.23%降低到8.6%,22.51%降低到6.3%.其次,以管道出站温度的最高限定值和进站温度最低限定值为临界条件,对庆-俄油混合输送条件下庆哈输油管道全年不同月份的热力最小安全输量进行计算;考虑管道实际水力特性,以避免进入不稳定工作区为判别标准,计算得到管道工作特性允许的最小安全输量.综合考虑两者,确定了庆哈输油管道输送不同比例混合原油时全年不同月份的最小安全输量.以庆哈输油管道全线各站的总能耗费用最小为目标,管道任务输量、输油泵和加热炉等设备的工作特性及管道安全输油温度、压力界限为约束条件,以一定调度时间内不同比例混合原油的输油时间和输量、输油泵、加热炉等设备的组合方案和输油温度、压力等为决策变量,建立了庆哈输油管道生产运行方案优化数学建模,综合运用蚁群算法,罚函数法等对优化模型进行求解.最后,基于Visual Studio程序开发平台,Microsoft Access数据库开发工具,在理论研究的基础上,编制了庆哈输油管道安全经济运行方案辅助决策软件.应用该软件给出了全年不同季节、不同输量下庆哈输油管道的优化运行方案.
- 作者：
- 杨凯
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 工程硕士(石油与天然气工程)(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 魏立新；王辉
- 中图分类号：
- TE88
- 关键词：
- 输油管道；热力计算；水力计算；安全输量；优化模型；蚁群算法
- oil pipeline； thermal calculation； hydraulic calculation； safe transportation； optimization model； ant colony algorithm