目前中國(guó)油氣田多源單匯液態(tài)輕烴管網(wǎng)系統(tǒng)主要采用間歇混合輸送模式運(yùn)行,將不同種類(lèi)的液態(tài)輕烴從多個(gè)產(chǎn)烴站場(chǎng)混合輸送至下游儲(chǔ)備庫(kù),現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行計(jì)劃主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)制定,存在啟停泵頻繁、運(yùn)行能耗較高、管網(wǎng)水力波動(dòng)較大等問(wèn)題。鑒于所建模型大多求解過(guò)程較復(fù)雜、計(jì)算結(jié)果經(jīng)濟(jì)性不高、啟停泵次數(shù)較多,基于離散時(shí)間、定時(shí)步表達(dá)法,考慮各約束條件,以各產(chǎn)烴站場(chǎng)外輸泵運(yùn)行費(fèi)用與外輸切換操作成本總和最小為目標(biāo)函數(shù),建立了混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)模型,采用分段線性化方法處理非線性約束,并采用大規(guī)模數(shù)學(xué)規(guī)劃求解器Gurobi進(jìn)行求解。以中國(guó)某實(shí)際運(yùn)行的多源單匯液態(tài)輕烴管網(wǎng)系統(tǒng)作為算例進(jìn)行計(jì)算,求解耗時(shí)245.7 s,求解結(jié)果提高了管網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性及經(jīng)濟(jì)性,符合現(xiàn)場(chǎng)操作工藝。(圖7,表4,參28) 

【文章來(lái)源】：油氣儲(chǔ)運(yùn). 2020年09期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

流量?jī)绱雾?xiàng)（Q1.75）的分段線性化結(jié)果

中國(guó)某個(gè)實(shí)際運(yùn)行的液態(tài)輕烴管網(wǎng)系統(tǒng)包含3個(gè)子系統(tǒng)，互相獨(dú)立運(yùn)行，將不同種輕烴從多個(gè)源點(diǎn)輸送到同一個(gè)匯點(diǎn)，為多源單匯管網(wǎng)系統(tǒng)。以運(yùn)行工藝最復(fù)雜的一個(gè)子系統(tǒng)為例，將研究時(shí)長(zhǎng)設(shè)為72 h，管網(wǎng)（圖2）包含6個(gè)源點(diǎn)（S1～S6）、1個(gè)匯點(diǎn)（H1）、2個(gè)普通節(jié)點(diǎn)（N1、N2）及8條管段（L1～L8）。列出了管網(wǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)（表1、表2）、不同時(shí)段電價(jià)及單次外輸切換操作費(fèi)用（表3）、3種液態(tài)輕烴物性參數(shù)（表4）。以該液態(tài)輕烴管網(wǎng)為例建立模型，考慮源點(diǎn)、管網(wǎng)、匯點(diǎn)工藝約束及壓力、流量約束等約束條件，運(yùn)用大規(guī)模數(shù)學(xué)規(guī)劃求解器進(jìn)行優(yōu)化求解，模型計(jì)算用時(shí)245.7 s（圖3）。圖中橫坐標(biāo)軸為時(shí)間軸，表示整個(gè)研究周期時(shí)長(zhǎng)。不同顏色線條分別描述各站場(chǎng)每種輕烴的外輸狀態(tài)。線條長(zhǎng)度代表該源點(diǎn)該種輕烴處于外輸操作的時(shí)長(zhǎng)，每部分線條的起點(diǎn)對(duì)應(yīng)到時(shí)間軸上代表開(kāi)始外輸?shù)臅r(shí)刻，終點(diǎn)對(duì)應(yīng)到時(shí)間軸上代表結(jié)束外輸?shù)臅r(shí)刻。優(yōu)化結(jié)果表明源點(diǎn)輕烴切換輸送次數(shù)及啟停泵次數(shù)與文獻(xiàn)[7]中的求解方式相比減少約12%，與現(xiàn)場(chǎng)制定的運(yùn)行計(jì)劃相比降低近50%，大幅提高了管網(wǎng)運(yùn)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。根據(jù)模型的計(jì)算結(jié)果，所有源點(diǎn)的外輸操作基本都發(fā)生在電價(jià)低谷期，較大程度地降低了管網(wǎng)的運(yùn)行成本。

以該液態(tài)輕烴管網(wǎng)為例建立模型，考慮源點(diǎn)、管網(wǎng)、匯點(diǎn)工藝約束及壓力、流量約束等約束條件，運(yùn)用大規(guī)模數(shù)學(xué)規(guī)劃求解器進(jìn)行優(yōu)化求解，模型計(jì)算用時(shí)245.7 s（圖3）。圖中橫坐標(biāo)軸為時(shí)間軸，表示整個(gè)研究周期時(shí)長(zhǎng)。不同顏色線條分別描述各站場(chǎng)每種輕烴的外輸狀態(tài)。線條長(zhǎng)度代表該源點(diǎn)該種輕烴處于外輸操作的時(shí)長(zhǎng)，每部分線條的起點(diǎn)對(duì)應(yīng)到時(shí)間軸上代表開(kāi)始外輸?shù)臅r(shí)刻，終點(diǎn)對(duì)應(yīng)到時(shí)間軸上代表結(jié)束外輸?shù)臅r(shí)刻。優(yōu)化結(jié)果表明源點(diǎn)輕烴切換輸送次數(shù)及啟停泵次數(shù)與文獻(xiàn)[7]中的求解方式相比減少約12%，與現(xiàn)場(chǎng)制定的運(yùn)行計(jì)劃相比降低近50%，大幅提高了管網(wǎng)運(yùn)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。根據(jù)模型的計(jì)算結(jié)果，所有源點(diǎn)的外輸操作基本都發(fā)生在電價(jià)低谷期，較大程度地降低了管網(wǎng)的運(yùn)行成本。繪制了源點(diǎn)輕烴儲(chǔ)罐儲(chǔ)存量、外輸流量及匯點(diǎn)注入流量曲線（圖4～圖6），對(duì)于源點(diǎn)輕烴儲(chǔ)罐儲(chǔ)存量及外輸流量變化，僅選取輸送工藝較復(fù)雜且具有代表性的源點(diǎn)S1、S2、S3、S6為例進(jìn)行說(shuō)明。由源點(diǎn)輕烴儲(chǔ)罐罐存變化曲線（圖4）可見(jiàn)，各源點(diǎn)輕烴罐存量任意時(shí)刻都在罐存允許范圍內(nèi)。由源點(diǎn)外輸流量變化曲線（圖5）和匯點(diǎn)注入流量曲線（圖6）可見(jiàn)，各源點(diǎn)外輸流量與匯點(diǎn)注入流量均在流量允許范圍內(nèi)。

【參考文獻(xiàn)】：
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