20070326油气储运工程最优化概述讲解.ppt

油气储运系统优化设计思路 8、全国油气产品的合理分配与运输 * 武汉理工大学 能源与动力工程学院 储运工程最优化课件 (概述) 概述 主 讲： 田 野 联系方式： E-mail: tywhut@163.com QQ: 教材： 《最优化应用技术》卢名高编 石油工业出版社 2002年11月第2版 参考文献: 《优化设计及应用》孙国正主编 人民交通出版社 《机械最优设计技术》孟兆明编 化学工业出版社 《优化设计方法》卜英勇编 中南工业大学出版社 《优化技术及其应用》何献忠编北京理工大学出版社 《优化设计》 何季雄编 机械工业大学出版社 概述 第一章 线性规划的基本概念及基本原理 第二章 线性规划求解的基本方法 第三章 对偶线性规划问题 第四章 整数线性规划 第六章 非线性规划问题及其数学基础 第七章 单变量函数的寻优方法 第八章 无约束条件下多变量函数的寻优方法 第十一章 动态规划方法简介 第十二章 多目标规划简介 目 录 概述 最优化问题：如何从可行方案中找出最优方案的问题 可行方案：一个方案能达到预定的目的。 最优方案：可行方案中最好的方案，达到最优的效果。 最优化所包含两层含义： （1）寻找最优方案的过程 （2）由最优方案产生的效果 数学 极值或条件极值 按性质分类： （1）最小化问题：用最小的资源消耗完成规定的任务。 （2）最大化问题：以一定的资源消耗达到最大的效益。 概述 建立数学模型的基础——系统分析 1、系统----由相互联系的若干部分构成的具有一定功能的整体。 如：埋地热油管道系统（管线、泵站、加热站、原油） 系统基本特征： 1）系统由若干部分组成，每一部分具有特定的功能。 2）系统中的各个要素之间相互制约、联系和作用。 3）系统是具有一定功能的整体，系统的总功能不等于各个部分功能的简单的迭加，系统的整体功能大于各部分的功能之和。 4）系统存在于一定的环境中，系统与环境之间存在相互作用，系统与环境的划分是相对的，对于一个系统是环境，而对于另一个系统而言可能是其中的一部分。 概述 2、系统分析法——包括以下内容： 1）确定所研究系统的范围及其所处的环境。 如：一条长输管道的优化运行问题，要确定研究的是管道系统本身，还是与油田、炼厂统一起来考虑，两种情况就不一样。 2）确定系统的组成部分、结构、功能、目的、各部分的功能和内部规律。 如：长输管道系统，要确定有几个泵站？几个加热站？各站有几台泵？最大和最小输油能力？每个站有几台加热炉？发热能力如何？泵与站的关系如何？是先炉后泵还是先泵后炉？设备与管道的承压能力如何？等等……… 概述 3）明确系统各个部分之间的关系及整个系统与环境之间的联系。 4）在上述分析的基础上，确定问题的决策变量及评价方案优劣的标准（即目标函数）。 如长输管道优化运行问题中的进站油温为决策变量等. 概述 以安全可靠、经济合理的方式保质保量地完成原油、天然气及石油产品的运输和储存。 由于储存和运量大，运距又长，故油气储运设施及系统的规模一般比较大，需要大量的投资和经营费用。 对于这种大规模的工程系统，其设计或运行方案稍有改变就可能导致费用的很大变化，因此对这种系统的规划、设计、运行进行最优化就很有必要，并具有重要的经济意义。 国外自60年代初就开始将最优化方法应用于油气储运系统. 国内起步较晚，直至八十年代初才开始这方面的研究工作。 油气储运专业的任务 概述 1、成品油最优调和方案的制定 在炼厂或商品油库中，经常要进行成品油调和业务。这是因为从炼厂设备中生产出来的是组分油，而国民经济各行各业对成品油的需求是多种多样的，这就需要用几种组分油调和多种规格的成品油。 对于一个炼厂或商品油库来说，一般为了获取最大利润，需要在组分油总量一定的情况下，确定各种规格油品的产量，使总利润最大。 概述 2、商品油库的最优进货计划的制定 商品油库是专门进行油品买卖业务的企业，它靠油品的进出库差价来获取利润，而油品的进货价可能随月份有所不同，因此，对于商品油库来说，存在一个最优进货计划问题。 概述 3、商品油库的最优规划与最优布局问题 在货源及销售情况、库区的地形及水陆交通情况等外部环境因素已定的条件下，为了使油库建成后能获得最佳综合效益，客观上就存在一个最优规划作业区、工艺管线优布局问题。 商品油库最优规划与最优布局的主要内容有： 各种油品的最优容量、油罐的最优规格及数目的确定，各类工艺及辅助设施的最优规格和台数、各条管线的最优尺寸的确定，油罐区、各类泵房、锅炉房、收发油作业区、工艺管线等工艺设施以及道路、给排水、供电、消防等辅助设施的总体最优布局。可见，商品油库最优化规划与最优布局是一个相当复杂的大系统最优化问题。