成品油管道計算機管理批量輸送計劃研究

舒 導

上海弘特自動化電氣儀表有限公司，上海 200233

批量輸送是指將油品按照不同的油品種類和用戶的需求量，編排成順序在長輸管道中輸送。本文制定一個順序輸送 4種油品的配送計劃，油品排列順序為0#-90#-93#-0#。以金嘉湖成品油管道結構為例，q1、q2、q3、q4分別為七星、雙橋、湖州、蘇州的進站流量，v1、v2、v3、v4為成山-七星、七星-雙橋、雙橋-湖州、七星-蘇州各管段的流量，油品排列順序編號為 1、2、3、4；設 Gi為管道各段的體積，i=1、2、3、4，分別代表成山-七星、七星-雙橋、雙橋-湖州、七星-蘇州段。定義 G0= G1+ G2+ G3+ G4（管道內總體積量）。結構示意如圖1所示:

圖1 金嘉湖成品油管道結構示意

可以將一條管道中有分支管道的站點視為一個節點，金嘉湖管道有兩個分支節點，一個是七星站，另一個是雙橋站。

首先確定0#油品從七星節點開始到達雙橋節點的時間。設tx為某油品到達雙橋站點的時刻，tx肯定大于某油品到達七星站點的時刻。對0#油品，在t4時刻油品到達七星站點，從t4時刻開始，到tx 0#油品到達雙橋站，流經雙橋節點0#油品的總量就是七星-雙橋管段內的量G2，即七星-雙橋管段的體積量，參照圖3-1可以看出，tx大于t4的某個i-1和i點之間，據此可以列出:

此方程的解tx即是0#油品到達雙橋站的時間。

同樣的方法可以計算得到其它油品到達雙橋站的時間，也可以用同樣的方法得到油品到達湖州、蘇州站點的時間。陳山首站油品出發時刻也可以按照此方法解算出。

重新計算出新的Δt[1]、Δt[2]、Δt[3]、Δt[4]，將此時間序列插入到需要替換的時間序列中，得到新的時間序列和數組參數。如何在新的計算中實現間斷性，連續性，減量和增量調整呢？

四個時段內L[i,j]下載工況組合為1111、1011、0011、0010。如果要將雙橋站下載工況向右移動成如圖3-4的樣子，新的工況排列為1011、0011、0111、0110。

間斷性調整一般用于躲避混油段，連續性調整一般是為了壓縮整個運行時間。有時也可能是在間斷性調整不能達到目的的情況下，要改變某個站的下載量。改變下載量的調整要七星節點計算開始，即從頭開始。需要提及的是，在調整過程中選擇段落必須是在時間運行圖上相鄰的站點間，從前向后進行。每做一次調整，都必須更新數組參數，刪除舊參數，存入新參數，并重新排列時間順序，保證前后時間對應的參數是一致的。

管道運行的最佳運行工況是指能夠使泵機組的綜合效率最高，管道節流能耗損失最小，完成一次批量配送耗時最短的運行工況。從經濟角度考慮使得管道在一次順序輸送中運營成本最低的那個運行工況就是最佳運行工況。

成山首站有3臺全級泵，1臺半級泵，4個分輸站場。按照L[i,j]邏輯組合排列，每個站場有2種狀態（0、1）,金嘉湖管道4個分輸站共有15個可用的運行工況狀態組合。在每一個時間段內，運行工況的組合對應著一組與之適應的泵機組組合，如果將該時間段內的工況調整到最佳，即各站的下載流量調整到能夠使泵機組的綜合效率最高，管道節流能耗損失最小，這組工況就達到了最佳運行工況狀態。如果將每一個時間段內的工況都這樣調整，就實現了整個輸送過程就達到了高效率配送。

確定工況組合達到最佳效率，可以有兩種方法，一是在管道運行中人工調節，記錄每次調節狀況，摸索出最佳的運行工況。二是采用理論計算模擬的方式，利用PLC+PC自動調節實現。本文探討的是PLC+PC的方式。

管道水利計算模型采用達西公式H =λ×Qn；其中:

H:揚程m

Q:流量m/s

λ:綜合阻力系數（包含了油品性質、管道直徑、管道長度、紊流狀態摩阻系數等）

按照金嘉湖管道的結構可以列出靜態水力方程組:

式中:γ 表示進站的綜合阻力系數，包含了調節閥的阻力系數；δ 表示管道的綜合阻力系數；q，v 表示對應的流量。

將上述方程可以表示為:

由調節閥的特性曲線，采用插值法制作一個流量系數與開度的關系表，給定一個開度，對應一個流量系數K值。

式2-3確定4個下載站調節閥流量系數與首站進站流量的函數關系，間接地說明調節閥開度與首站進站流量的函數關系。每當調節閥處于某個開度，對應地就有q0，相應地確定了H0，從而在離心泵特性曲線對應的效率曲線就找到對應的效率點。通過這種方法反復對q1、q2、q3、q4進行調節，最終可以確定15種工況組合的流量數值。

通過以上方法可以編制計算機程序，利用PLC+PC實現人機交互，其結果即直觀又快捷。