成品油管道調(diào)度與運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究

王楊 葉德倫（中國石油集團(tuán)東南亞管道有限公司， 北京 100028）

成品油管道調(diào)度與運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究

王楊 葉德倫
（中國石油集團(tuán)東南亞管道有限公司， 北京 100028）

成品油在管道輸送過程中產(chǎn)生的費(fèi)用較多，調(diào)度與運(yùn)行較為復(fù)雜，針對此問題，下面主要從運(yùn)行總費(fèi)用組成方面入手，詳細(xì)分析各個環(huán)節(jié)費(fèi)用來源，研究表明：運(yùn)行過程中主要費(fèi)用為混油貶值損失費(fèi)用與泵運(yùn)行電費(fèi)，在目標(biāo)函數(shù)與約束條件基礎(chǔ)上，建立調(diào)度與運(yùn)行優(yōu)化模型minF，并將該模型進(jìn)行數(shù)字化以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)算。經(jīng)過實(shí)例應(yīng)用，實(shí)際管道運(yùn)行數(shù)據(jù)與軟件計(jì)算結(jié)果基本一致，誤差不超過4%；隨著運(yùn)行時(shí)間的變化，泵費(fèi)用波動較大；使用較大的輸量能降低混油量；因此，該數(shù)學(xué)模型可以較好地滿足了實(shí)際管道運(yùn)行需要，有利于快速找出最為敏感的參數(shù)指標(biāo)，并及時(shí)地調(diào)整調(diào)度計(jì)劃，降低運(yùn)行經(jīng)濟(jì)損失，提高成品油管道調(diào)度與運(yùn)行效率。

管道輸送；調(diào)度；運(yùn)行；研究

1 成品油輸送結(jié)構(gòu)

成品油管道輸送流程如圖1所示。管輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與使用要與成品油在該區(qū)域輸送實(shí)際情況相結(jié)合，清晰成品油在管輸過程中主次費(fèi)用，在多種流量方案試運(yùn)行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立一套符合實(shí)際管輸調(diào)度與運(yùn)行模型［1-3］。

圖1 管道輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2 調(diào)度運(yùn)行模型

2.1 目標(biāo)函數(shù)

管輸過程中產(chǎn)生費(fèi)用有：①泵運(yùn)行電費(fèi)；②混油貶值費(fèi)；③管線維檢修費(fèi)；④人員管理費(fèi)。其中，前兩個費(fèi)用為主要費(fèi)用來源，因此，以混油貶值損失費(fèi)用與泵運(yùn)行電費(fèi)之和最小作為目標(biāo)函數(shù)，在模型約束條件基礎(chǔ)上，建立管道調(diào)度與運(yùn)行模型［4-5］。

（1）混油貶值損失公式：

（2）泵運(yùn)行費(fèi)用公式：

2.2 約束條件

（1）輸送量約束條件：

（2）壓力約束條件：

（3）各控制點(diǎn)壓力約束：

2.3 調(diào)度與運(yùn)行模型

在目標(biāo)函數(shù)基礎(chǔ)上，考慮到各類約束條件，建立適合該區(qū)域成品油管輸調(diào)度與運(yùn)行模minF，如下所示：

3 實(shí)例應(yīng)用

將建立的模型編制軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、界面化操作，達(dá)到快速計(jì)算求取結(jié)果的目的。可以隨時(shí)根據(jù)運(yùn)行界面運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)的變化來調(diào)整敏感指標(biāo)，及時(shí)對整個調(diào)度與運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行修正，并制定相應(yīng)的調(diào)度規(guī)劃［5］。以西部某成品油1個周期內(nèi)管輸情況為例，將實(shí)際運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)與軟件計(jì)算數(shù)據(jù)對比與分析，兩組數(shù)據(jù)相差較小，均在合理的變動范圍內(nèi)，如表1所示。

由表1可知，兩組數(shù)據(jù)對比指標(biāo)為①運(yùn)行流量，②前行油品輸送，③后行油品輸送時(shí)間，④總周期，⑤混油量，⑥貶值損失，⑦泵運(yùn)行費(fèi)用，⑧總費(fèi)用，該西部管道實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)與軟件運(yùn)行數(shù)據(jù)相差很小，基本控制在4%以下，表明該套調(diào)度與運(yùn)行模型可以較好地滿足實(shí)際管道運(yùn)行要求，計(jì)算結(jié)果合理、可靠，最為重要的是能在較短時(shí)間內(nèi)計(jì)算出結(jié)果，并分析沿線各個運(yùn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)對費(fèi)用的影響情況，找出對各項(xiàng)費(fèi)用影響最為敏感的參數(shù)，隨著運(yùn)行時(shí)間的變化，泵費(fèi)用波動較大，使用較大的輸量能降低混油量，及時(shí)做出合理地調(diào)度計(jì)劃與方案，維護(hù)成品油管道正常的運(yùn)行。

表1 實(shí)際數(shù)據(jù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)對比

4 結(jié)論

成品油管輸過程中產(chǎn)生費(fèi)用有：①泵運(yùn)行電費(fèi)；②混油貶值費(fèi)；③管線維檢修費(fèi)；④人員管理費(fèi)。其中，前兩個費(fèi)用為主要費(fèi)用來源，因此，以混油貶值損失費(fèi)用與泵運(yùn)行電費(fèi)之和最小作為目標(biāo)函數(shù)，考慮模型各類約束條件基礎(chǔ)上，建立管道調(diào)度與運(yùn)行模型，將建立的模型編制軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、界面化操作，快速計(jì)算結(jié)果，以達(dá)到將運(yùn)行總費(fèi)用降到最低的目的。

［1］康正凌，宮敬，等.管道順序輸送高差混油研究［J］.石油學(xué)報(bào)，2003，24（4）：94-98.

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［3］袁方.成品油管道輸送的優(yōu)勢及發(fā)展［J］.石油庫與加油站，2006，15（4）：37-38.

［4］徐敬波，廖平，李天峰.成品油管輸計(jì)劃的優(yōu)化［J］.油氣儲運(yùn)，2010，29（8）： 585-588.

［5］ Pablo A.Marchetti， Jaime Cerda.A general resource-constrained scheduling framework for multistage batch facilities with sequence dependent changeovers［J］.Computer and Chemical Engineering，2009，33：817-886.

王楊（1987-），男，四川簡陽人，助理工程師，2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）自動化專業(yè)，主要從事油氣管道輸送調(diào)度運(yùn)行工作。