热油管道优化运行研究现状

我国长距离原油管道主要采用加热的输送方式,消耗大量的燃料,因此对热油管道进行优化运行是非常有必要的。论述了热油管道优化运行的国内外现状及建模所需要考虑的目标函数和约束条件,讨论了几种常用的优化方法,结合目前热油管道优化运行的发展趋势,给出了具体的建议。     

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。     

热油管道输油温度的研究

在研究了热油管道的极限运行温度，热处理温度和最优运行温度间的关系及其影响因素后指出：热油管道要求的允许停输时间取决于管道的状态和管道所处的地形，地貌和环境条件；管道允许的最低运行温度取决于管输的流变性。，管道要求的允许停输时间，季节和管道的设备配置；热油管道正常运行时的输油温度应根据优化运行理论来确定，在计算热油管道最优运行温度时，应考虑管道允许的极限运行温度的限制和不同热处理条件下原油流变性的变     

热油管道的优化设计分析

热油管道加热费用占管道总能耗费用的比例大,在设计和运行中,降低热能损失以降低总能耗,对降低输油成本,提高经济效益影响重大.以某一热油管道为例,考虑了原油温度的实际分布对原油物性的影响和输量对泵效的影响因素,并考虑到温度在管线中分布的连续性条件,建立了热油管道在稳态运行条件下的最优模型.计算实例表明,可应用热油管道优化模型,根据任意影响因素的变化及时调整运行参数,使得总运行费用保持为最小.     

长输热油管道运行优化技术

对于长输热油密闭输油管道,当输量和油品性质一定时,寻求全线热站和泵站（热泵站）的升温、升压值的最佳组合以使全线的能耗费用最低,是长输热油管道运行方案优化的目标。文章结合盘锦输油管道实际,根据能量平衡原理,建立长输热油管道运行优化的数学模型,采用组合优化方法,利用计算机进行编程、计算,给出了运行方案的最优工况。方案实施结果表明,盘锦线运行总能耗降低32％。     

热油管道输送工艺方案设计

热油管道输送工艺方案的设计,在很大程度上影响了管道在整个设计寿命期内的运行效率和技术经济效果.为了在预定的运行寿命期内完成输油任务并获得最佳的经济效益,合理制定热油管道的输送工艺方案,对热油管道的建设和运行具有重要意义.以某条热油管道为例,详细介绍了如何设计输送工艺方案.     

埋地热油管道稳定运行轴向温降分析

热油管道的轴向温降计算是否准确，直接影响到热油管道运行成本的高低，热油管道的运行成本主要是泵站和加热站的能量消耗，准确了解热油管道的轴向温降规律，才能准确计算出一定任务输量下，管道输油所需的加热站热负荷及泵站所需提供的能量。在研究了热油管道稳定运行时轴向温降的规律和原油物性的变化，建立了热油管道正常运行温度场的数学模型，用有限差分法进行了求解，编制了模拟计算软件，并以某管线为例计算了稳定运行时沿线的温度场。     

热油管道的优化运行

介绍热油管道优化运行多功能通用软件包ＨＯＰＯＰＴ的设计构思及在管道中的应用     

低输量下含蜡原油管道摩阻损失计算的理论分析

结蜡现象对含蜡热油管道的运行能耗存在着很大的影响,由于结蜡层的影响,使管道的通流截面积减小,摩阻增大.特别是当管道长期处于低输量时,结蜡层会对管道的压能消耗产生更为显著的影响.分析含蜡热油管道中流体流动和传热机理,建立热油管道的热平衡和水力计算关系方程组,推导出了热油管道结蜡时摩阻损失的计算公式.     

原油管道热损失计算

热油管道在反输、停输及启动过程中,管内原油与土壤中的热力平衡状态被破坏,油温及土壤温度将重新分布。事实上在热油管道运行时,仍然存在着这样的非稳定热损失过程。在充分考虑大地恒温层、热油管道对大地温度场影响范围的基础上,建立了管道运行时的非稳态简化物理模型及相关的数学模型,并编制了模拟计算软件。同时以大庆——哈尔滨埋地输油管道为例,计算得出了管道的单位长度热损失结果,其值基本达到工程计算的要求。     

小口径低输量原油管线正返输运行优化策略

小口径低输量热油管道内原油流速慢、温降快、管壁结蜡速度快,库存量不足时运行存在高风险;因此,优化小排量运行方式,在极限工况下进行返输作业,以确保小口径低输量管线的平稳运行成为一个重要课题。研究管线正、返输运行中排量、温度、压力之间的关系,分析正、返输运行时各参数的变化对低输量原油管道运行状况及管线运行能耗的影响,得出小口径低输量原油管线的合理运行策略,可确保在库存量无法保证的情况下,小口径热油管线仍能安全、平稳运行。     

辽河油区“三高”热油管道的优化运行

通过对辽河油区的高含蜡、高凝固点、高粘度即简称“三高”原油管道加热输退现状的分析。从技术上提出了热油管道在安全性前提下进行优化运行的原则和方法,以降低输油能托,提高输油企业经济效益的日的。并对辽河油区“三高”原油的加热管道输送原油具有实际意义。     

低输量原油管道的安全性分析

根据热油管道的工作特性,分析管道输量降低时对原油管道运行参数的影响,找到低输量原油管道运行中的各项不稳定因素,并且提出安全防护的措施,以保证低输量原油管道的安全运行.     

地下热油管道泄漏对地表温度的影响因素分析

通过分析地下热油管道泄漏传热过程,建立地下热油管道泄漏模型,研究了环境温度、环境风速、管道埋深、液体泄漏量等因素对地下热油管道泄漏过程地表温度场的影响,总结了其影响规律.     

中俄二线多年冻土区热棒应用效果的数值模拟分析

在寒区埋设热油管道需考虑管道传热对多年冻土地基的侵蚀,采用热棒技术主动降温能有效保护多年冻土地基并使其稳定。通过对管道传热、热棒散热进行基本假设及边界条件的约定,建立热棒-多年冻土-热油管道模型,采用中俄原油管道运行参数,模拟双管并行运行3年管底融化圈变化情况,结果表明1组4根热棒布置方案能将融化圈半径控制在2.2 m范围内,数值模拟分析结果可为中俄二线设计提供参考。     

基于优化BP神经网络的输油管道原油温降计算研究

热油管道温降计算是制定合理的设计、生产运行方案和节能降耗的关键技术环节。传统的温降计算模型计算结果存在着较大偏差。为提高计算精度，利用输油管道数字化普及所积累的大量原始生产运行数据，采用机器学习方法，开展输油管道温降计算模型研究。以某热油管道为研究对象，建立了传统温降拟合计算模型和优化BP温降计算模型，并采用自适应权值函数和自适应变化激活函数对BP神经网络进行了改进。分别采用两种模型对管道温降进行计算，并与实测数据进行对比，结果表明：优化BP温降计算模型与传统拟合温降计算模型相比，均方根误差由0.051 1降为0.038 4，决定系数R²由0.882 7降为0.974 6，平均相对误差降低了10.41%，计算精度显著提高，有效提高了输油管道温降预测的准确性。     

管道在役修复轴向温降热力计算

长输热油管道在役开挖修复时,热力边界条件与不开挖时相比发生了明显改变.本文建立管道开挖修复运行时的轴向温降模型,给出了总传热系数的计算方法,通过计算得出开挖长度与管道进站温度的对应关系,这对管道修复、生产运行管理起着很重要的作用.     

海底热油管道停输温降的数值模拟及影响因素

为研究海底热油管道的停输温降,建立海底热油管道传热计算的二维简化模型,通过结构化网格细化"钢管-保温层-钢管"3层结构,得到在正常工况下海底热油管道周围的海泥温度场,并以此为基础研究海底热油管道停输温降的影响因素,对海底热油管道的设计和生产管理有一定的指导意义。     

热油管道安全经济输油温度研究

从热油管道安全经济输油的角度,讨论了确定热油管道安全经济输油温度的原则及其影响因素.分析指出,热油管道的允许停输时间,取决于管道环境、管道工作状态和输油企业的抢修能力;热油管道安全经济输油温度是满足管道允许停输时间要求的最低进站油温;热油管道安全经济输油温度取决于管道允许停输时间、管径、季节、所输原油的低温流变性、站间环境条件、管道保温条件等因素.同一地区输送同一种原油,管径大的管道与管径小的管道比,允许最低进站油温应偏低;同一条管道,夏季的允许最低进站油温应比冬季的油温低.确定热油管道允许最低进站油温不宜仅用凝点作为选择依据.     

环境变化对热油管道运行过程的影响分析

分析了受大气温度年变化的影响,土壤自然温度场和埋地热油管道运行温度随季节的变化呈现周期性变化规律。对于东北原油长输管网,还研究了寒流对埋地热油管道周围土壤温度场的影响,并分析了寒流持续时间超过滞后时间后寒流对热油管道运行温度产生的影响。