庆哈输油管道生产运行方案优化

庆哈输油管道承担着大庆油田到哈尔滨炼油厂的原油输送任务。为了降低原油输送成本,以生产运行费用最小为目标建立了庆哈输油管道生产运行方案优化数学模型。该模型属于混合变量非线性优化问题。根据模型的结构特点,采用两级递阶优化方法进行求解。优化结果表明,冬季和夏季能耗分别降低了18%和23%。     

当量费用法在输油管道方案优化中的应用

选择最优的设计方案，对降低管道总投资和管道运行成本是十分重要的。本文通过建立输油管道当量费用与管道设计压力、管径的数学模型，采用Fiboilacci法进行数值计算，并通过对比确定管径和设计压力。以大庆－锦西原油管道工程大庆－锦西段为例，结合工程项目优化方案证明了谈数学模型的实用性。     

中洛管道混合原油凝点和粘度的测量与计算

针对由于原油流向调整,中原油田—洛阳炼油厂输油管道（中洛管道）输送混合原油安全经济运行的需要,测试了进口原油与中原原油按不同比例混合后的流变参数,表明即使将混合比例调至4：1,混合原油的凝点仍高达14℃,不能实现全年常温输送。基于不同比例混合原油的物性,优选了混合原油凝点和粘度计算模型,与线性模型和刘天佑模型Ⅰ、Ⅱ相比,李闯文混合原油凝点预测模型的计算误差最小,其最大预测偏差仅1.5℃;在14种混合原油粘度预测模型中,Bingham修正模型Ⅱ的计算误差最小,其绝对平均预测偏差为6.6%,最大绝对预测偏差为22.1%。     

油库生产运行方案优化技术研究

油库是油田整体生产的重要单元,主要承担开采原油的储存、计量和外输任务。为了降低油库的生产运行成本、保障系统安全、高效运行,研究建立了油库生产运行方案优化数学模型,并采用两级递阶优化方法进行求解。运用该模型对大庆油田南一油库的生产运行方案进行优化,得到了不同季节不同输量下的优化运行方案。有效降低了生产运行成本,提高了生产调度水平。     

原油储罐的热油循环工艺方案优化研究

分析了原油储罐热油循环加热方式的工艺特点,以能耗费用最小为目标建立了热油循环方案的优化数学模型。该模型属于非线性混合变量优化设计问题。根据模型的结构特点,采用分层优化策略进行求解。对大庆油田南三油库的热油循环工艺方案进行了优化。与优化前相比,系统耗电量降低16.4%,耗气量降低31.7%,总能耗费用节约28.9%。对储油罐在不同运行状态下的加热方案进行了优化,结果表明在热油循环加热方式下,储油罐在高液位,低温条件下运行更经济。     

成品油管网运行优化

针对我国成品油管网的特点,以管网运行周期内的能耗费用最小为目标函数,考虑管网中各站场的进、出站压力约束、管网高低点压力约束及管网运行时的能量平衡约束等建立成品油管网优化运行的数学模型,并采用分阶段动态规划方法求解模型,得出管网系统在输送周期内各时段的优化配泵方案。将模型应用于某成品油管网,并将优化模拟计算结果与穷举法的计算结果进行对比分析。结果表明,优化模型可以得到令人满意的配泵方案,且计算效率更高,可以较好地应用于工程实践。     

原油降凝剂在靖咸管道运行中的效果研究与评价

本文介绍了长庆油田两个输油站的油品混合样在添加了GY-3型原油降凝剂后的性能,确定了降凝剂在原油输送过程中的最佳配伍浓度,同时分析了原油在长距离输送过程中对降凝剂使用性能的影响因素,预测了输油管道在添加了该降凝剂后的运行风险。     

城市供水系统优化运行模型的研究

鉴于城市供水系统中产水与配水的费用关系和系统优化理论，将整个城市供水系统中各水厂处理工艺优化运行与管网优化调度作为一个系统优化问题加以考虑，从取水到配水进行统筹优化，提出了同时包含产水和输配水的供水系统优化运行模型的概念并建立了相应的数学模型，经过试算发现，该模型在现有生产条件和生产习惯的前提下，可大幅度降低整个供水行业的生产费用，具有显著的社会和经济效益。     

某示范地源热泵系统夏季运行特性测试与分析

为了探讨系统变工况运行与优化匹配对地源热泵系统性能及运行效益的影响,对苏中地区某办公建筑进行了相关测试.结果显示:地埋管变流量运行后系统节省运行功耗20kW,节能率为5.71%,表明变流量运行可降低系统的输送成本,提高系统运行效率;在间歇运行时间比为4∶1的条件下,深度为35m和55m处土壤最大温度恢复率为44.4%,且系统比连续运行时可节省电力消耗50kW,节能率为15.87%;间歇运行期间,土壤最大恢复温度为1.8℃,表明间歇运行有利于改善土壤的散热条件,降低土壤温度的增加幅度.此外,通过系统优化匹配运行,有利于机组选择适宜地埋管分区和节省实际运行费用.     

原油远洋拼船运输方案优化研究

分析当前运作模式下中国原油远洋运输优化的目标函数,总结供需平衡约束等7类运输优化限制条件,建立原油远洋拼船运输方案的优化模型,并应用改进差分进化算法求解。在模型求解过程中,对多种维度变量与约束因素数据进行有效整合,利用双染色体配对编码的方法实现供需平衡限制,通过配对染色体间的小概率交叉降低算法的早熟收敛概率,利用整体进化与个别进化相结合的方法回收潜在的优秀个体,最终加速算法的寻优速率。通过算法搜索方案与人工方案的比对结果发现,应用提出的改进差分进化算法能够降低原油远洋拼船运输方案费用,并有效提高优化方案的制定时效。     

区域供冷系统中冷冻水输送管线的优化设计

建立了确定区域供冷系统冷冻水输送管线最优水流速度和保温层最优厚度的优化模型,其目标函数为系统的年度费用,由冷冻水二级泵的年运行费用、冷冻水输送管线冷量损失费用、二级泵功耗导致的冷水温升所产生的费用、冷冻水二级泵的折旧和维修费用以及冷冻水输送管线折旧和维修费用5个部分组成．考虑全年变负荷运行的特点,在部分负荷时假设冷冻水的供回水温差不变,采用变频泵调节流量．通过实例计算,得到以下结论：对于区域供冷系统,存在最优的水流速度和保温层厚度;冷水输送距离对最优水流速度和保温层最优厚度没有影响;最优水流速度随电价升高而降低,随设计冷负荷增大而升高;保温层最优厚度随电价升高而增加,随设计冷负荷的增大而稍有增加．     

不加热埋地集油管网参数优化设计

不加热集输是油田高含水开发期经常采用的一种能耗较低的工艺流程。为了提高油田开发建设的经济效益,以管线管径、保温层厚度和管顶埋深为设计变量,管网建设投资、动力能耗和热力能耗最小为目标研究建立了不加热埋地集输油管道多目标参数优化设计的数学模型。该模型属于混合变量的非线性优化设计问题。根据模型的结构特点,采用线性加权法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,然后采用序列二次规划法进行求解。对某区块集输管网进行了优化设计。与优化前相比,管网投资降低5.64%,热力能耗降低39.55%,动力能耗增加37.01%。     

基于遗传算法的油气集输管网运行效率优化

油气集输系统的能量耗散,在油田生产能量消耗中占主导地位.若集输管网各项运行参数没有随着油井开发参数的变化而相应调整,将导致集输系统能耗逐年增加,集输用气和用电单耗不断升高.对于这一问题,以树状双管掺水集输管网为研究对象,在布局一定的情况下,以管网掺水量、掺水温度、掺水压力为参数变量,运用遗传算法编制程序对其优化.以某油区树状双管掺水集输管网为例,通过运算得到优化后的运行参数,管网运行能耗比优化前降低了28%.     

考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法

为进一步挖掘能源互联网多能源互补的潜力,提高能源系统的运行收益,降低运行成本,提出了一种考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法。考虑多能源系统的约束条件,依据最小化住宅能量枢纽运行总成本构建住宅能量枢纽模型,以最大化工业能量枢纽运行总收益为目标构建工业能量的枢纽模型。根据上述两层模型的约束条件得到荷源协调优化运行中存在的问题,采用多目标加权寻优算法,设计多目标混合整数线性规划模型,实现荷源协调优化。仿真实验结果表明:所设计的考虑消纳效益的多能源枢纽荷源协调优化方法可促进可再生能源的消纳,降低多能源枢纽的运行成本,有效减少开销,提高能源系统的运行收益,为多能源枢纽的经济运行及荷源协调优化提供了新的技术途径。     

方案比较法在输气管道设计中的应用

以输气管道设计为研究对象,用每年管网造价和管网运行费用构成输气管道的年当量费用,并以此为目标函数,建立了输气管道优化设计方案比较法的数学模型．运用方案比较法在进行管道设计时可为设计者提供有价值的决策依据,选择合理的方案．     

ChemCAD软件在模拟石油分离过程中的应用

原油蒸馏过程设备投资大、能耗高,影响产品质量因素较多,对控制要求较高。研究利用流程模拟软件(ChemCAD),应用Tower Plus模块,采用Grayson-Streed热力学模型,绘制了原油实沸点曲线。建立了石油分离过程模拟流程。考察了设备参数和操作条件。模拟了精馏塔内的温度分布及塔内汽液相流量分布。精馏塔内在机理比较复杂,可控参数较多,但在模拟的基础上进行系统的调节和控制,减少了实际操作的盲目性,降低了生产成本,缩短了生产周期。模拟结果对工业过程的设计和改造具有一定的指导意义。     

星状集输管网拓扑结构的整体优化

针对星状集输管网结构特点,建立以管网建设总投资为目标函数,以系统中节点连接关系、站点位置、管线参数为优化变量的星状油气集输管网拓扑结构优化模型。将蚁群算法与遗传算法相结合对模型进行整体优化求解。在蚁群算法中,将节点连接关系的确定转化为路径选择问题,将启发因子表示为管段建设成本的函数,用路径方案对应的管网建设总成本计算信息素的积累量。在遗传算法中,以格雷码形式将站址信息储存于染色体上,用蚁群算法求得每种站址分布方案下最优井组和管径,并用其计算各染色体的适应度,从而同步求得最佳站址、最佳井组划分和管线参数。结果表明,所设计算法优化质量高于分级优化,且鲁棒性强,不受计算初始值影响。