脱丙烷塔的工艺模拟及优化

针对某石化公司气体分馏装置能耗大的问题,以脱丙烷塔为研究对象,运用流程模拟软件Sim Sci/PROⅡ对脱丙烷塔进行了稳态模拟.选取Soave-Redlich-Kw ong状态方程建立模拟模型,采用Fenske估算方法和改进的内外层迭代算法进行求解.模拟结果表明,建立的计算机模型与实际生产情况相符合.在模型基础上对脱丙烷塔进行灵敏度分析,研究进料温度、塔顶压力和塔顶回流量对装置运行的影响,并对其工艺参数进行优化,优化后的参数不仅能保证装置的产品质量,还能降低装置的能耗,提高工厂的经济效益.     

基于背包模型的泵站优化运行

泵站优化运行研究,对提高泵站效率、降低能耗具有重大意义.建立泵站优化运行数学模型,并将水泵叶片角度进行离散,得出角度离散点对应的水泵工作点参数;给所有离散点加以重量约束,并根据提水总流量约束条件,给出背包承重判断方法;把泵站优化问题转化为背包模型,代替了罚函数处理提水总流量约束的方法,使模型得到简化.以尊村引黄工程一级站为例,采用背包模型转化,并利用遗传算法寻优.结果表明,采用背包模型求解泵站优化问题切实可行,优化后泵站实际流量与需要提水流量匹配更好,且单位水量耗电量下降1.51%,节能效果显著.     

基于CAD和CFD技术的高效叶片泵流场仿真与优化分析

为了提高高效节能叶片泵的设计效率和降低实际工况的不确定性产生的"无效能耗",基于CAD和CFD技术,对高效叶片泵流场进行仿真与优化分析.以SS300-560型离心泵为对象,采用Pro/E和Fluent软件分别建立了高效叶片泵三维造型和CFD模型,结合实际条件仿真分析了叶轮内部流动的压力场和速度场,明确了具体叶型产生的局部湍流及汽蚀现象;建立了以离心泵效率最大、汽蚀余量最小为目标,以无驼峰曲线和无过载为约束的多目标函数优化模型,采用遗传算法对叶轮设计参数进行求解,提高了泵体效率并降低了汽蚀余量.     

原油管道安全优化运行研究

加热输送是目前输送高粘易凝油品普遍使用的方式。热油管道在实际运行过程中,管道的能耗费用 主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。对于一条热油管道,在工艺流程、设备配置、外部环境条件等因 素给定的前提下,随着工艺运行方案的变化,相应的电费与燃料费往往按相反的方向变化。建立了以各站进站温度 为决策变量,以输油总能耗最小为目标函数的管道优化运行数学模型,并应用动态规划法来求解优化模型。实现了 输油管道优化运行的目的,使加热原油管道系统处于安全、经济的最佳运行工况。     

长吉输油管道优化运行研究

原油长距离运输的主要方式是通过热油管道来运输,在运行过程中,热油管道的运行能耗主要是电能消耗和燃料油消耗。电能消耗增加,则相应的燃料油消耗减小,电能消耗减小,则相应的燃料油消耗增加。因此加热原油管道优化运行对节能降耗和降低长输热油管道运行成本具有重要意义。在对长吉输油管道系统分析的基础上,建立了长吉输油管道优化运行的数学模型,将这个数学模型看作二维资源分配问题,即把全线总压头和全线总热负荷在各站间进行最优分配,运用动态规划的方法求解。在考虑长吉线的现有设备基础上,提出在3个加热站各安装一台进口泵,并进行优化计算。计算结果表明,该模型具有实际应用价值。     

基于基站休眠技术的无线通信网络能源协作策略

有效提高无线通信网络能源效率,降低能源成本,提升通信服务质量,一直是通信领域重要的研究课题. 本文利用基站休眠技术关闭低负载状态或处于空闲状态的基站,联合能源采集技术采集清洁能源供基站和其他系统使用,通过系统能源协作降低能源的浪费,该协作模型是一个约束优化问题,使用一种动态权重约束优化处理算法对模型进行求解分析. 实验表明,本文提出的系统模型能有效降低网络能耗,提高通信速率.     

数控铣削参数优化方法的研究

为了优化数控铣削参数,以切削比能低、表面质量优为优化目标,对45号钢进行了单工步干式铣削沟槽正交实验.采用多目标遗传算法求解出了不同铣削参数的优化解,并通过对比经验参数与优化参数的实验结果得出了最优铣削参数组合.在最优铣削参数组合下对工件进行加工(粗/半精加工)时,其加工切削比能和工件表面粗糙度比优化前分别降低了46.2%和41.6%,因此本文优化方法可为提高数控铣削加工质量和降低能耗提供参考.     

长吉输油管道优化运行研究

原油长距离运输的主要方式是通过热油管道来运输，在运行过程中，热油管道的运行能耗主要是电能消耗和燃料油消耗。电能消耗增加，则相应的燃料油消耗减小，电能消耗减小，则相应的燃料油消耗增加。因此加热原油管道优化运行对节能降耗和降低长输热油管道运行成本具有重要意义。在对长吉输油管道系统分析的基础上，建立了长吉输油管道优化运行的数学模型，将这个数学模型看作二维资源分配问题，即把全线总压头和全线总热负荷在各站间进行最优分配，运用动态规划的方法求解。在考虑长吉线的现有设备基础上，提出在3个加热站各安装一台进口泵，并进行优化计算。计算结果表明，该模型具有实际应用价值。     

非接触电能传输系统参数非线性规划

针对非接触电能传输系统的频率分叉问题,提出一种改进的参数设计方法.将频率分叉参数模型等效为约束条件,以传输效率最高为目标,同时考虑输出稳压、参数额定值等条件,建立系统的非线性规划模型,采用遗传算法来优化模型参数.为了增强算法处理约束的能力,去掉对约束的整体归一化以增大约束的整体权重|对没有可行个体的种群,将核心约束的满足比例作为新的自适应罚参数,以降低违反核心约束个体的适应度.仿真与实验结果表明：该算法处理约束能力增强|所得参数能使系统稳定运行于零相角频率处,无分叉现象|发现系统在频率分叉区外仍可能存在频率稳定的区域,降低系统参数优化的约束强度.     

城市集中供热系统一次网运行优化及算法

以供热系统运行能耗费用最低为优化目标,以供热管网的运行特性为约束条件,建立以供水温度和供水流量为变量的集中供热系统一次网运行能耗费用方程.根据非线性规划理论,应用一般约束乘子法将约束问题变为无约束问题,采用共轭梯度法,结合线性搜索,建立了该优化模型的求解算法及流程,并编写了相应的计算软件.针对某城市集中供热系统一次网,将提出的非线性规划方法与逐步长搜索法相比较,结果证明非线性规划法效率更高,结果更准确;应用本文提出的运行优化方法指导管网质量并调,与传统的质调节相比,节能效益明显,进一步验证了该方法的有效性和可靠性.     

多相混输管道常温集输半径确定与应用研究

油田进入高含水期后集油能耗迅速上升,如果开展常温集输可节约成本,带来一定的企业效益。为判断管道能否进行常温集输,根据现场实测数据,构建并修正水力热力计算模型,进行水力热力耦合计算,确定了管道的常温集输半径,并采用单因素敏感性分析方法对常温集输半径各影响因素的敏感性进行排序,在此基础上研制常温集输半径图版,为地面常温集输工作提供指导。结果表明,修正后的水力热力模型可以较好地预测该管道的压降、温降,其计算值与实测值的平均相对误差分别为9.42%、5.31%;对常温集输半径影响最大的三个因素为起点温度、起点压力、产液量;利用以上三个因素绘制的图版为管道能否实施常温集输提供了依据,当不能常温集输时,可以通过查询图版确定管道起点所需的温度压力。     

基于解烃菌对含蜡原油除蜡降黏的实验分析

为提高含蜡原油流动性,保证输油管道正常运行,以石蜡为唯一碳源,从被石油污染的土壤中筛选出一株解烃菌。优化该菌生长条件后,研究了该解烃菌代谢产物性能,并考察了其对大庆原油的除蜡降黏作用,从不同实验角度证明了该菌对大庆含蜡原油有乳化、降低油水表面张力性能,具有良好的除蜡降黏作用。结果表明,原油中蜡质量分数降低54%,析蜡点降低2 ℃,反常点降低3 ℃,黏度降低15%,改善了原油的流动性,减少了含蜡原油的管输费用。     

基于混合BP神经网络的原油管道电耗预测研究

原油管道电耗的准确预测能够用于控制原油管道耗能水平,充分挖掘原油管道输送系统的节能潜力。实际采集到的原油管道运行数据具有波动范围大的特点,且存在严重的噪声干扰和信息冗余,对精确预测管道电耗造成不良影响。为解决上述问题,提出一种基于混合神经网络的电耗预测模型。利用自适应噪声的完备集成经验模态分解,对原油管道日运行数据进行分解;利用主成分分析对分解后数据做降维处理;利用改进粒子群算法调节神经网络结构参数;使用该模型预测某原油管道电耗,并与常见的几种预测模型展开对比。结果表明,分解算法能够提高模型预测精度;该混合神经网络模型预测精度最高,其测试集的平均绝对误差为5.394%,较使用分解算法前降低39.200%。     

基于改进CEEMDAN⁃熵方法的管道泄漏工况识别

负压波信号的去噪效果和特征向量的提取是影响输油管道泄漏检测准确性的关键因素。针对当前管道泄漏检测准确性较低的问题,提出了改进的添加成对白噪声的完全集合经验模态分解算法（改进的CEEMDAN）对负压波信号进行预处理,将管道上下游压力传感器测得的负压波信号进行CEEMDAN分解,得到多个固有模态函数（IMF）,并根据双通道传感器的相关系数原则筛选有效IMF分量,提出基于熵的特征向量,计算有效IMF分量的能量熵、峭度熵以及排列熵,并输入支持向量机（SVM）对不同工况进行分类。通过现场数据验证,改进的CEEMDAN⁃熵方法可以有效提高输油管道泄漏检测的准确性,具有一定的现场应用价值。     

架空蒸汽管道水力热力联合计算模型研究及应用

针对蒸汽管道存在的高能耗、低效率、设计不合理等技术问题,通过导出蒸汽稳定流动公式、稳态导热公式和热流量公式建立了架空蒸汽管道水力热力一体化计算模型,并用IAPWS-IF97公式获得较为精确的蒸汽状态参数。实例计算结果表明,管道温度和压力计算误差均在8%以内,模型计算精度较单纯水力计算有很大提升。该模型可为架空蒸汽管道在现有生产条件下确定合理的运行参数及蒸汽管道的设计提供依据。     

确定输油管道进出站压力的水力坡降线平移方法

对于具有多泵(减压)站的输油管道,在给定输送油品状况和热力状况的条件下,各管段的水力坡降线随之确定,管道的动力费用仅与各站的增压或减压值有关。为确定全线各站的进、出站压力,建立以动力费用作为目标函数,以管道的承压能力和允许最小压力作为约束条件的优化模型。而后将其转化为各站相对独立的以进站压力作为目标函数的优化模型,并提出了求解该模型的水力坡降线平移方法。该方法计算简便,易于编程,特别适合于成品油管道,并已应用于兰成渝成品油管道的运行调度系统。     

FPSO能源系统优化研究

随着深海及边际油田的不断开发,FPSO（浮式生产储卸油装置）广泛应用于海上油气田开发。FPSO作为兼具产能和耗能的油气生产装置,在满足其用能需求的前提下,采取一个经济的能源分配方案,不仅有利于降低建设成本,同时有助于提高整个系统的能源利用率,促进节能。以能源系统年总成本费用最低为目标函数,在考虑能源平衡约束和技术约束的条件下,建立并求解一个FPSO分布式能源系统的混合整数线性规划（MILP）模型,以此确定年总成本最少的情况下的设备选择和容量以及相应的运行方案,从而达到节能降耗的目的。以渤海某FPSO为实例,对模型进行了计算验证。结果表明,与传统的运行方案相比,分布式能源系统可降低经济费用14.6%。此外,研究了能源价格对系统经济性的影响,发现天然气价格的上涨对DES（分布式能源系统）设计和运行影响较大。     

长输热油管道非稳态油温预测

热油管道上游站场启停加热炉后,下游进站油温的非稳态变化趋势影响管道清管前启炉热洗、异常停炉应急处置等工作,非稳态油温趋势变化的准确预测可有效提高管道安全运行与节能降耗工作的开展。为此,采用深度学习的框架,将上下游油温的非稳态过程看作序列到序列的映射关系,建立基于attention机制的seq2seq非稳态油温预测模型。通过相关性分析选取上游出站非稳态油温、管道流量、地温等参数作为模型影响因子,并计算获得相关度。在HY热油管道的SCADA系统数据库中下载相关参数历史数据,作为样本数据,经数据预处理后,对模型进行训练测试。将训练完成的模型应用于实际生产,获得预测值与真实值误差为±0.2 ℃,启停加热炉过程预测值与真实值的相关系数R分别为0.96和0.99,均方根误差分别为0.11和0.09,可见模型可有效预测下游站场非稳态油温。该模型基于实际生产数据驱动,为未来管道智能化控制奠定基础。     

保温层偏心沉降对架空注汽管线传热影响研究

架空注汽管线保温材料沉降对评估管线散热损失、计算经济效益会产生显著影响.建立了保温材料沉降注汽管线周向传热模型,分析了环境风速、管线管径以及土壤辐射对管线热损失的影响.结果表明,增加风速导致偏心保温管线热损失增加,环境风速增加120％时,管线外保温热损失增加5.9％;在偏心率相同的情况下,管径越大,其空气夹层热损失越小...