成品油管道分输计划优化的并行模拟退火算法

成品油管道运行与管理的重要内容之一是制定批次计划。当管道输送油品种类多、沿线分输/注入站多、计划周期长时,制定可行的批次计划并非易事,而优化批次计划,则难度更大。批次计划优化算法的准确性与计算耗时直接决定了其能否应用于实际生产。针对单点注入、多点分输成品油管道,本文提出并行模拟退火(Simulated Annealing, SA)算法来优化管道分输计划。并行策略是指在每次迭代时同时产生多个新解,提高了迭代效率。并行SA算法中每个新解的构造分为两个阶段:1)利用变量邻域解构造方法局部调整分输计划原方案;2)基于分输作业衔接性规则微调分输计划新方案,形成新的迭代点。以某成品油管道的历史输油任务为例,验证了并行SA算法的有效性,为该算法推广应用至实际生产提供了参考。

分流型管汇偏流现象的数值模拟研究

油气田集输系统中,管汇主要用于收集各井口采出物,并将其输送至油气处理设施。油气集输管汇各出口管路流量分配不均的现象严重影响了下游油气处理设施运行的经济性与安全性。针对分流型管汇,分别选取空气和空气-水为流动介质,给定不同的气相折算速度vsg和液相折算速度vsl,基于FLUENT仿真软件研究管汇流量分配规律和偏流成因。FLUENT模拟结果表明,无论是单相流还是气液两相流,分流型管汇都会出现偏流。大多数工况下,来流由气相转变为气-液两相后,管汇气相偏流程度均会加重。当vsg较小时,气相中引入液相,在液相携带下,更多的气相将进入分流管,使得管汇气相偏流程度降低。经分析可知,造成管汇偏流的主要原因有惯性力的作用、涡流的影响和压力分布不一致。随着vsg或者vsl增加,流体受到的惯性力增加,管汇气相、液相偏流程度均会加重。通过对分流型管汇流量分配情况的数值模拟分析,可为设计高效、经济的油气集输管汇几何结构提供依据。

油品需求型成品油管道分输计划优化

成品油管道的最大特点是采用'背靠背'的方式同时输送多种油品,其运行与管理的一项重要内容是制定批次计划。利用计算机自动优化批次计划对提高成品油管道管理水平与效率具有重要意义。成品油管道批次计划优化问题建模的难点在于如何描述批次在管道内的运移过程以及满足诸多的工艺运行要求。针对单点注入、多点分输油品需求型成品油管道分输计划优化问题,以管道沿线各管段运行流量整体平稳性最高为目标,采用离散时间的表达方法建立了混合整数线性规划模型。模型可满足批次跟踪、管段运行流量、首站输入、中间站分输、末站分输、站场需求等约束条件。为增加优化结果的实用性,模型中引入了两类约束条件:管道沿线任一中间站应既允许执行部分分输作业,也允许执行全分输作业;为减少管道操作人员的工作量,要求在相邻的两个时段内,若同一中间站对同一批次执行部分分输作业,其分输流量应保持一致。以成品油管道历史输油任务为例,成功利用CPLEX软件获得了模型最优解,验证了模型的有效性。