热油管道总体工艺方案设计与软件开发.pdfVIP

文章编号：1000．8241(2011)05-0385．05 热油管道总体工艺方案设计与软件开发 张伟1刘乔2曲岩1赵旭东2 (1．中国石油集团海洋工程有限公司，北京100176；2．长庆油田分公司第五采油厂马家山西采油作业区，陕两两安710018) 张伟等．热油管道总体工艺方案设计与软件开发．油气储运，201l，30(5)：385—389． 摘要：输油管道总体工艺方案设计是整个输油管道设计工作的核心，方案的选择在很大程度上决定 管道建设项目的技术水平和经济性。以“实用性”作为软件开发的着眼点，以系统计算期内总费用 现值最小为目标函数，针对热油管道建立了总体工艺方案优化设计的数学模型，并采用多级递阶的 方法进行求解。基于建立的优化模型和优化方法，开发了热油管道总体工艺方案设计软件OILINE， 该软件具有良好的交互武功能。以西部原油管道鄯善一兰州段为设计实例进行工艺方案设计，与实 际工艺方案进行比较，表明该软件可为输油管道工艺设计提供有效帮助。 关键词：加热输送：原油管道；软件开发；工艺设计 中图分类号：TE832 文献标识码：A 输油管道总体工艺方案设计包括输送工艺，水力、 分输站和掺入站为间隔点将管道划分为若干管段，每 热力及强度计算，管材规格确定，泵站数与站址选取， 个管段的管径相同；站间管段强度相等。 首、末站储油罐容量和数量规划。它是整个管道设计 1．1决策变量 系统的主体，直接关系着管道未来的运营状况。 考虑到标准管径系列是以管外径为基准，故以管 与等温输油管道相比，热油管道的工艺设计主要 道外径组合作为管径优选的决策变量。根据用户提供 有以下特点：水力参数与热力参数相互联系、相互制 的可选管径和经济流速的限定，得出不同输量管段的 约，在工艺设计过程中必须充分考虑；热站数与泵站 可选经济管径，然后通过流量约束(流量大的管段管径 数、热站位置与泵站位置相互联系、相互制约，在工艺 不小于流量小的管段所对应的管径)，生成一个管径的 设计过程中必须统一协调；由于管道沿线存在分输或 备选组合集。 者掺入的情况，在工艺设计过程中可以考虑采用变管 管径、管材和设计压力已知，可以通过计算求得壁 径方案；必须考虑热油管道特有的一些制约因素，例如 厚，因此，不将壁厚单独设为决策变量，以设计压力和 热站的最低允许进站油温、最高允许出站油温。对热 管材作为决策变量。由于计算壁厚不一定是标准值， 油管道工艺设计方案的研究主要包括4个方面：管径、 而向标准值靠拢后又可能偏离最优点，因此。以计算壁 壁厚、管材：泵站和减压站的数量与位置；热站和热泵 厚为基础，比较前后两个标准壁厚对应的设计方案，得 站的数量与位置；设计流量下热站、泵站、热泵站及减 到相对较优的罐厚。 压站的稳态运行方案与运行参数。 泵站与热站数目确定后，在满足水力条件、热力条 件并考虑工程实际要求的情况下，即可确定泵站和热 1数学模JI!!的建立 站的站址，因此将泵站和热站的数目作为决策变量。 1．2目标函数 基于以下假设建立热油管道总体工艺方案优选的 热油管道计算期内的总费用现值可以分解为线路 数学模型：管道在稳定工况下运行；全线采用密闭输送 部分总费用现值和站场(泵站、热站及热泵站)部分总 流程；只研究单根输油管道的总体工艺设计方案优选， 费用现值，目标函数表示为： 考虑沿线油晶的分输与掺入，但不考虑支线的设计：随 rainC。叫=石+正+六+五+六+五 着油晶的分输或掺入，流最早．现阶梯状递减或增加，以 +石+五+石+石o+石l+Z2 万方数据 式