庆哈输油管道生产运行数值模拟及调度方案优化

【摘要】： 庆哈长距离埋地输油管道担负着从大庆向哈尔滨炼油厂输送原油的任务,管道全长182.8km,管径ф377×6.4mm,埋设深度1.5m,设计输量200~300万吨/年,采用加热方式运行。根据管道实际运行状况可知,管道运行调度方案是人工凭借经验制定的,造成了大量的燃料能和电能的浪费。为了提高管道运行的经济效益,降低系统能耗,对管道运行调度方案进行优化研究具有重要的现实意义。 根据庆哈输油管道的实际运行特点,建立了庆哈输油管道热力、水力以及能耗分析计算模型。为了减小理论计算与实际数据的偏差,依据最小二乘法原理对管道的总传热系数和水力摩阻系数进行修正拟合,有效地提高了计算方法的准确性。 以管道全线总能耗费用最小为目标函数,以管道全线各站出站温度和泵组合方案作为决策变量,以进站温度、出站温度、流量、加热炉热负荷、泵机组特性等为约束条件,建立了庆哈输油管道生产运行调度方案优化数学模型。该模型是包含离散变量和连续变量的优化设计问题,根据模型的结构特点采用动态规划法进行求解。 在理论研究的基础上应用C++ Builder 6.0软件平台编制了庆哈输油管道运行仿真及调度方案优化软件。软件在数据处理和图形建模等基本功能的基础上,能够对管道流程进行仿真计算,并且能够依据不同的评价准则对多种方案进行优选。应用所编制的软件制定了庆哈输油管道全年生产运行优化调度方案,与优化前相比,每年总能耗费降低500万元以上,经济效益良好。