输油管线优化的泵管耦合分析模型
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末 站进 站油 温等 因素 ，这些 因素都 属 于约束 条件 ，其会 直接影 响 到最终 方案设 计 的正确 性和操 作性 。 ４ ）管 线的铺 设 方式 一 般 而言 ，其 包括 单 管线 、双管 线 、分 输 、合输 等 。在 进 行分 输 、 合输 方案
时 ，要 建立 相应 的模 型从 而解决 流量 分配 的问题 。 ５ ）热 力和 压力越 站判 据 确 定合 适 的判 据并 不 容 易 ，其 所 受到 的影 响 因素 十分 复 杂 ，因此 在 进行 判 据获 取 时 ，应 当针对 管线 的具 体情况 来对 现场 的经 验数据 进行 反演 。 ６ ）人 为的决策 如泵 炉启 动的 位置 、油温 油压 的参数 控制 等等 。
使全 线 的泵炉 实现优 良组 合 ，是降低 输油 成本 的基础 。在 过去 的研究 中 ，多数研 究是 采用 泵管解 耦 ，实
现简化 和优 化过 程 ，即先 对加 热方案 进行 优化 ，在 此基 础 上通 过二 次 分析 ，最终 来确 定 泵 运行 的方 式 。
但是 ，实 际上 ，泵 管耦合 模 型的关 系是 十分 密切 的 。采 用传统 解耦 处理 虽然可 以将 分析过 程简 化 ，但是 与实 际情 况却存 在着 明显 的偏 离 ，会 最终 影 响 到 分 析 的精 确 性 和实 用 结 果 。如 在输 油 管 线 的优 化设 计
原油 在输 油管线 的输 送 中会消 耗大量 的 能量 ，对 于任 何一 条正 在运行 的输 油管线 而 言 ，其所 消耗 的
费用 大多 来 自于管 线的 电力 和燃 油 消耗 ，据统 计分析 ，能源 的消耗 费用有 时可 以 占到输 油成本 的一半 以 上＿ ］ Ｊ 。因此 ，要 降低输 油成 本 ，就需要 降低 输油 能耗 ，对输 油管 线实行 优化 设计 。 。
ｌ 影 响 管 线 经济 运 行 的 因 素
通过 对输 油管 线 的运 行分 析 ，影响其 经济 性 的因素 大致有 以下 几点 ： １ 已知 因素 已知 因素一 般包 括管径 、输量 、原油 物性 、地形 等 因素 。 ） ２ ）条件 已知 因素 设 计 人员对 管线 多年 来 的运行 记 录和 实测 数据 进 行 总结 整 理 ，这些 记 录 和数 据 般 为不 同季 节管 道沿线 的地 温变 化 、不 同的输量 和埋设 地域 站 的温降 和压 降 、结 蜡情 况等 。通过 总结
中 ，对泵 问题 的处理 是 比较 多 的 ，其 中 ，输 送 条 件 的 改 变 会 使 动 力 费 在 总 费 用 中 的 比例 发 生 ４ ～ Ｏ ６ 的变 化 ，可 以看 出，解 耦处 理模 型在 实 际的工程 应 用 中可 能会造 成 一定 的偏 差 。 Ｏ／ ９ ６
同时 ，解耦 处 理可能 会导 致一些 工 艺约束 无法 对 目标 函数 进行 有效 约束 ，如泵 特性工 艺 、进站 压力
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ —４ ９ （ ｏ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ． ６ ３１ ０ Ｎ）． ０ ２ ０ ． ３ ｓ ２１． ８０ ７
输 油 管 线优 化 的泵 管 耦 合 分 析模 型
程 瑜 华 ，戴 定 益 ，崔 萌 （ 长庆油田 第八采油厂。 陕西 西安 ７０２） １０１
经 济 、 安 全 运 行 有 重 大 的 意 义 。介 绍 了传 统解 耦 处 理 模 型 所 存 在 的 问 题 ，提 出 了建 立 泵 管 耦 合 分 析 模 型
及 相 应 目标 函数 的 对 策 。
［ 键 词 ］ 输 油管 线 ；优 化 ；解 耦 处 理 模 型 ；泵 管 耦 合 分 析 模 型 ； 目标 函 数 关 ［ 图分 类 号 ］ Ｔ ９ ３ 中 Ｅ ７ ［ 献标识码］Ａ 文 ［ 章编号］１７ 文 ６ ３—１０ （０ ２ ８ ４９ ２ １ ）０ 一Ｎ１２— ３ １ ０
［ 要 ］ 在 输 油管 线 的运 行 过 程 中 ，管 线 的 电力 和 燃 油 消 耗 成 为 其 主 要 的 费 用 ， 原 油 在 输 送 中所 消 耗 的 能 摘
量 要 占到 原 油 的 １ ～ ３ ， 因此 ， 对 输 油 管 线 实 行 优 化 设 计 ， 降低 输 油管 道 系统 的 能耗 ，对 管 线 的 长 期
长 江大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ） 理 工 ２１ 年 ８ 第 ９ 第 ８ ０２ 月 卷 期 Ｊ ｕｎｌ ｆ ａｇｚ ｎｖｒ ｔ （ ａ Ｓ ｉ ｄｔ ｃ＆Ｅ ｇ Ａｕ ． ０ ２ ｏｒａ ｏ ｎ ｔ Ｕ ｉ ｓ ｙ Ｎ ｔ ｃ Ｅ ｉ Ｙ ｅ ｅｉ ）Ｓｉ ｎ ｇ ２ １ ，Ｖｏ． ｏ ８ １９Ｎ ．
［ 收稿 日期 ］ ２ １ ｏ —２ ０ ２一 ５ ６ ［ 者 简 介 ］ 程 瑜 华 （ ９２一 ，男 ，２ ０ 年 大学 毕 业 。助 理 工 程 师 ，现 主 要从 事 采油 管 理 方 面 的 研 究 工作 。 作 １８ ） ０６
第 ９ 第 ８ 传热 系数进 行反 算 ，这些 记录会 经过 数学计 算 等处理 后存人 数据 库 。为 了能够使 反算 的数据结 果更 加符 合实 际 ，在计算 时应 当考 虑到过 泵 油流温 升 、管阀件 摩阻 等因 素的影 响 。 ３ ）输 送工 艺的条件 这 些条 件 一般 包 括 允 许 的最 高 油 温 和管 压 、设 备 的 最 大 负荷 以及进 站 压 力 、
２ 传 统解 耦 处 理 模 型 存 在 的 问题
因为节 能 降耗能 够大 大降低 输油 管线 的运行 成本 ，经 过多 年 的研 究和 实践 ，在节 能降耗 的方 面 ，通 过使 用加 剂降凝 降粘 、热 处理 、泵调 速及设 备 改造 等措 施都 可 以 降低 输油 成 本 。对输 油 管 线进 行 优 化 ，
时 ，要 建立 相应 的模 型从 而解决 流量 分配 的问题 。 ５ ）热 力和 压力越 站判 据 确 定合 适 的判 据并 不 容 易 ，其 所 受到 的影 响 因素 十分 复 杂 ，因此 在 进行 判 据获 取 时 ，应 当针对 管线 的具 体情况 来对 现场 的经 验数据 进行 反演 。 ６ ）人 为的决策 如泵 炉启 动的 位置 、油温 油压 的参数 控制 等等 。
使全 线 的泵炉 实现优 良组 合 ，是降低 输油 成本 的基础 。在 过去 的研究 中 ，多数研 究是 采用 泵管解 耦 ，实
现简化 和优 化过 程 ，即先 对加 热方案 进行 优化 ，在 此基 础 上通 过二 次 分析 ，最终 来确 定 泵 运行 的方 式 。
但是 ，实 际上 ，泵 管耦合 模 型的关 系是 十分 密切 的 。采 用传统 解耦 处理 虽然可 以将 分析过 程简 化 ，但是 与实 际情 况却存 在着 明显 的偏 离 ，会 最终 影 响 到 分 析 的精 确 性 和实 用 结 果 。如 在输 油 管 线 的优 化设 计
原油 在输 油管线 的输 送 中会消 耗大量 的 能量 ，对 于任 何一 条正 在运行 的输 油管线 而 言 ，其所 消耗 的
费用 大多 来 自于管 线的 电力 和燃 油 消耗 ，据统 计分析 ，能源 的消耗 费用有 时可 以 占到输 油成本 的一半 以 上＿ ］ Ｊ 。因此 ，要 降低输 油成 本 ，就需要 降低 输油 能耗 ，对输 油管 线实行 优化 设计 。 。
ｌ 影 响 管 线 经济 运 行 的 因 素
通过 对输 油管 线 的运 行分 析 ，影响其 经济 性 的因素 大致有 以下 几点 ： １ 已知 因素 已知 因素一 般包 括管径 、输量 、原油 物性 、地形 等 因素 。 ） ２ ）条件 已知 因素 设 计 人员对 管线 多年 来 的运行 记 录和 实测 数据 进 行 总结 整 理 ，这些 记 录 和数 据 般 为不 同季 节管 道沿线 的地 温变 化 、不 同的输量 和埋设 地域 站 的温降 和压 降 、结 蜡情 况等 。通过 总结
中 ，对泵 问题 的处理 是 比较 多 的 ，其 中 ，输 送 条 件 的 改 变 会 使 动 力 费 在 总 费 用 中 的 比例 发 生 ４ ～ Ｏ ６ 的变 化 ，可 以看 出，解 耦处 理模 型在 实 际的工程 应 用 中可 能会造 成 一定 的偏 差 。 Ｏ／ ９ ６
同时 ，解耦 处 理可能 会导 致一些 工 艺约束 无法 对 目标 函数 进行 有效 约束 ，如泵 特性工 艺 、进站 压力
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ —４ ９ （ ｏ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ． ６ ３１ ０ Ｎ）． ０ ２ ０ ． ３ ｓ ２１． ８０ ７
输 油 管 线优 化 的泵 管 耦 合 分 析模 型
程 瑜 华 ，戴 定 益 ，崔 萌 （ 长庆油田 第八采油厂。 陕西 西安 ７０２） １０１
经 济 、 安 全 运 行 有 重 大 的 意 义 。介 绍 了传 统解 耦 处 理 模 型 所 存 在 的 问 题 ，提 出 了建 立 泵 管 耦 合 分 析 模 型
及 相 应 目标 函数 的 对 策 。
［ 键 词 ］ 输 油管 线 ；优 化 ；解 耦 处 理 模 型 ；泵 管 耦 合 分 析 模 型 ； 目标 函 数 关 ［ 图分 类 号 ］ Ｔ ９ ３ 中 Ｅ ７ ［ 献标识码］Ａ 文 ［ 章编号］１７ 文 ６ ３—１０ （０ ２ ８ ４９ ２ １ ）０ 一Ｎ１２— ３ １ ０
［ 要 ］ 在 输 油管 线 的运 行 过 程 中 ，管 线 的 电力 和 燃 油 消 耗 成 为 其 主 要 的 费 用 ， 原 油 在 输 送 中所 消 耗 的 能 摘
量 要 占到 原 油 的 １ ～ ３ ， 因此 ， 对 输 油 管 线 实 行 优 化 设 计 ， 降低 输 油管 道 系统 的 能耗 ，对 管 线 的 长 期
长 江大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ） 理 工 ２１ 年 ８ 第 ９ 第 ８ ０２ 月 卷 期 Ｊ ｕｎｌ ｆ ａｇｚ ｎｖｒ ｔ （ ａ Ｓ ｉ ｄｔ ｃ＆Ｅ ｇ Ａｕ ． ０ ２ ｏｒａ ｏ ｎ ｔ Ｕ ｉ ｓ ｙ Ｎ ｔ ｃ Ｅ ｉ Ｙ ｅ ｅｉ ）Ｓｉ ｎ ｇ ２ １ ，Ｖｏ． ｏ ８ １９Ｎ ．
［ 收稿 日期 ］ ２ １ ｏ —２ ０ ２一 ５ ６ ［ 者 简 介 ］ 程 瑜 华 （ ９２一 ，男 ，２ ０ 年 大学 毕 业 。助 理 工 程 师 ，现 主 要从 事 采油 管 理 方 面 的 研 究 工作 。 作 １８ ） ０６
第 ９ 第 ８ 传热 系数进 行反 算 ，这些 记录会 经过 数学计 算 等处理 后存人 数据 库 。为 了能够使 反算 的数据结 果更 加符 合实 际 ，在计算 时应 当考 虑到过 泵 油流温 升 、管阀件 摩阻 等因 素的影 响 。 ３ ）输 送工 艺的条件 这 些条 件 一般 包 括 允 许 的最 高 油 温 和管 压 、设 备 的 最 大 负荷 以及进 站 压 力 、
２ 传 统解 耦 处 理 模 型 存 在 的 问题
因为节 能 降耗能 够大 大降低 输油 管线 的运行 成本 ，经 过多 年 的研 究和 实践 ，在节 能降耗 的方 面 ，通 过使 用加 剂降凝 降粘 、热 处理 、泵调 速及设 备 改造 等措 施都 可 以 降低 输油 成 本 。对输 油 管 线进 行 优 化 ，