輸油管道優(yōu)化運(yùn)行探討

王曉靜

中國石油天然氣股份有限公司管道北京輸油氣分公司 北京 102488

要想改善輸油管道的實(shí)際運(yùn)行成本應(yīng)當(dāng)做好節(jié)能降耗工作。通常情況下，通過對加劑降凝降粘、泵調(diào)速等措施的應(yīng)用，這就可以實(shí)現(xiàn)對輸油成本的降低，通過對全線站間的泵爐組合進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化處理。現(xiàn)階段，該項(xiàng)工作在我國已經(jīng)取得了一定成效。在絕大多數(shù)的文章當(dāng)中，仍然是用泵管解耦的方式，簡化優(yōu)化過程。同時(shí)通過目標(biāo)函數(shù)的形狀進(jìn)行汾西1，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)泵原油的粘性對泵的各項(xiàng)性能的處理。通過對輸油管道的泵管耦合進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立，依據(jù)先關(guān)工藝的約束條件進(jìn)行汾西，以此來是喜愛你對管道壁的結(jié)蠟和約束條件變化對運(yùn)行優(yōu)化的影響進(jìn)行有效分析，并得出相關(guān)結(jié)論。

1 數(shù)學(xué)模型建立

油品的物性與溫度的變化有關(guān)，通過對管路的壓降損失和水力坡降等的計(jì)算，能夠得到原油的熱容和粘度，通過數(shù)學(xué)建模，首先要了解熱容與溫度、粘度與溫度之間的函數(shù)關(guān)系。

1.1 函數(shù)關(guān)系

（1）熱熔與溫度之間的關(guān)系。在對管道熱力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，原油比熱容是其中的重要參數(shù)，通過對熱負(fù)荷的計(jì)算，來計(jì)算原油比熱容是隨著溫度所簡化的，變化的規(guī)律與原油的化學(xué)程度有關(guān)，我國幾個(gè)主要油田中生產(chǎn)的油品成分進(jìn)行分析，可以將原油比熱容分為三個(gè)區(qū)域，由此可見，通過多項(xiàng)式回歸求解的方式，來滿足對管道精度的求解[1]。

（2）粘度與溫度之間的關(guān)系。溫度升高，則原油粘度降低，壓降損失也會隨之減小。在對粘度的準(zhǔn)確性進(jìn)行計(jì)算時(shí)，直接會與壓降計(jì)算的準(zhǔn)確性有關(guān)?，F(xiàn)階段，在以試驗(yàn)室理論為依據(jù)，普遍認(rèn)為原有的粘度取決于其化學(xué)程度，因此粘度與溫度之間的關(guān)系以及相關(guān)理論公式所具有的實(shí)際意義較小。

1.2 目標(biāo)函數(shù)

對影響輸油管道實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性因素分析中，主要可以歸納為以下幾點(diǎn)：①對已知因素例如輸油量、管徑和原油物性等心梗的分析；②對已知因素并結(jié)合多年的運(yùn)行記錄進(jìn)行分析和整理，例如全年沿線的地溫變化、輸油量等進(jìn)行分析，，用于對傳熱系數(shù)的反計(jì)算；③對原油的疏松工藝和條件進(jìn)行分析；④直接對認(rèn)為政策對經(jīng)濟(jì)性的影響進(jìn)行分析等。

簡化分析的假設(shè)如下，要確保疏松過程為穩(wěn)態(tài)過程，同時(shí)管壁的結(jié)蠟段的蠟層厚度相同，且全線的運(yùn)行資金可以直接用tzm（進(jìn)站油溫）來表示，實(shí)現(xiàn)對輸油管性能分析的目標(biāo)函數(shù)的建立。

1.3 約束條件的建立

要想實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)函數(shù)的求解，就必須對所有變量的取值范圍進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合工程設(shè)計(jì)的實(shí)際情況進(jìn)行的分析，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)函數(shù)的分析。其約束提哦啊見主要分為熱力約束、管道強(qiáng)度約束以及水力約束等[2]。

2 泵性能的粘液影響的處理

泵廠提供的泵性能的參數(shù)主要是在常溫下清水中進(jìn)行測試的，所以與實(shí)際運(yùn)用中的誤差相對較大，因此硬頂啊對引入粘液的泵性能進(jìn)行分析，根據(jù)泵型的基本性能按照圖表和性能進(jìn)行處理，并將其處理進(jìn)行處理并存入數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行對數(shù)解方法的應(yīng)用。

3 管壁結(jié)蠟的處理

通過研究得出結(jié)論，當(dāng)油溫低于原油析出蠟點(diǎn)時(shí)，則會有蠟晶析出。當(dāng)溫度低于析蠟點(diǎn)五至十?dāng)z氏度時(shí)則會出現(xiàn)析蠟高峰區(qū)，這種蠟晶是以骨架為構(gòu)成，并通過不斷的沉積和加厚并形成那個(gè)凝油層。在此過程中，與油壁溫差、管線的運(yùn)行時(shí)間等數(shù)據(jù)都息息相關(guān)。通過對優(yōu)化分析與運(yùn)行實(shí)際的分析得出結(jié)論，當(dāng)部分管線的管壁可能會出現(xiàn)凝油結(jié)蠟段，當(dāng)輸量低時(shí)則會導(dǎo)致凝蠟過程加劇的情況。由于凝蠟的正價(jià)則會導(dǎo)致管壁的熱阻會沿線而降低熱量。通經(jīng)變小的水力摩擦阻力則會隨之增加，造成機(jī)泵的動力費(fèi)用上升。最嚴(yán)重的的時(shí)候，可能會導(dǎo)致泵揚(yáng)程有限或在允許的管壓降低的情況下，導(dǎo)致站間摩阻的劇烈上升，并形成阻塞為線段。因此如果對此因素的忽視則會導(dǎo)致很大誤差的出現(xiàn)。要想確保優(yōu)化措施的有效落實(shí)，必須在優(yōu)化分析當(dāng)中對引入結(jié)蠟的影響進(jìn)行分析。即對已測量的凝油層導(dǎo)熱系數(shù)的分析[3]。

根據(jù)對清管后站間的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，在獲取凝層的平均厚度δ 后，通過對i 斷站間管線分析，來實(shí)現(xiàn)對凝層處總傳熱系數(shù)。在這當(dāng)中，koi 代表無結(jié)蠟段、ki 代表結(jié)蠟段的總傳熱系數(shù)。在此過程中，通過對通徑Di-2δ 的確定來實(shí)現(xiàn)對結(jié)蠟段流速。剪速的分析。并計(jì)算站間溫度降低的具體影響。在此過程中，通過對結(jié)蠟段管壁凝層的平均厚度δ 進(jìn)行分析和處理。加強(qiáng)對現(xiàn)場信息數(shù)據(jù)的分析，并以此得到客觀規(guī)律。以輸量、地溫等作為條件，實(shí)現(xiàn)對站間運(yùn)行參數(shù)的函數(shù)分析，以此來確保管線的結(jié)蠟危險(xiǎn)區(qū)以及清管周期的分析進(jìn)行建模。通過站間參數(shù)變化的分析，來對管壁結(jié)蠟情況進(jìn)行評估，對是否要進(jìn)行清管作業(yè)進(jìn)行評估。

在此過程中，應(yīng)該對工程的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和分析，從而實(shí)現(xiàn)對結(jié)蠟情況的反應(yīng)。對方案進(jìn)行優(yōu)化，并對全線的運(yùn)行方案進(jìn)行調(diào)整，以此來確保管線能夠達(dá)到預(yù)期的建設(shè)要求，正常維護(hù)運(yùn)行的同時(shí)，滿足安全和經(jīng)濟(jì)的需求量，以現(xiàn)場分析和大量數(shù)據(jù)計(jì)算來對此問題進(jìn)行研討，以此來實(shí)現(xiàn)對管壁結(jié)蠟的有效處理[4]。

4 結(jié)束與總結(jié)

綜上所述，輸油管道的泵管之間具有很大關(guān)系，在進(jìn)行對給定輸量的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)能實(shí)現(xiàn)與泵爐的匹配分析，通過對泵管耦合建模的分析，確保施工工藝的提出能夠符合先關(guān)的目標(biāo)函數(shù)，冰女實(shí)現(xiàn)對輸油管道的合理分析。本文通過對泵管耦合和泵粘液區(qū)縣之間的動態(tài)分析，促進(jìn)輸油管實(shí)際運(yùn)行的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對輸油管道動態(tài)工藝計(jì)算的合理應(yīng)用。