文/金巧鸝,中國石油寧夏銷售公司
在對油庫生產(chǎn)運行方案進行優(yōu)化的過程中,可以從優(yōu)化模型構(gòu)建入手,通過目標函數(shù)、約束條件等基本框架的明確,實現(xiàn)對油庫運行方案模型的呈現(xiàn),完成對油庫調(diào)配環(huán)節(jié)各類因素的全面考量,提升生產(chǎn)運行方案的科學性。
油庫主要由輸油泵、加熱爐以及鍋爐等幾大部分組成,在運行環(huán)節(jié),油庫能耗主要由輸油泵電力消耗,烤熱爐、鍋爐燃料能耗等極大部分組成,油庫生產(chǎn)運行方案的優(yōu)化主要目的在于,在保證油庫安全有效運行的前提下,對油庫輸油泵的運行方案、輸出體量以及鍋爐加熱量進行調(diào)控,以順利完成收油、存儲以及發(fā)油作業(yè),不斷減少能耗,降低費用支出。在這一思路的指導下,初步完成了對油庫生產(chǎn)運行方案影響因素的梳理,結(jié)合過往有益經(jīng)驗,進行目標函數(shù)的構(gòu)建,油庫運行優(yōu)化模型目標函數(shù)的表達式為minS=epSp+ef Sf+efSb,其中Sp表示油庫輸油泵單位時間內(nèi)電能消耗情況;Sf表示油庫加熱爐單位時間內(nèi)燃料消耗情況;Sb表示油庫鍋爐單位時間內(nèi)燃料消耗情況;ep表示電力價格,ef表示燃料價格。通過目標函數(shù)較為全面的反映出油庫在運行環(huán)節(jié)的能量消耗以及費用產(chǎn)生情況,這對于油庫生產(chǎn)調(diào)配方案的制定以及各項管控工作的開展提供了方向性引導,實現(xiàn)了方案優(yōu)化,為后續(xù)油庫管理工作的開展奠定了堅實基礎(chǔ)。
在完成油庫生產(chǎn)運行優(yōu)化目標函數(shù)構(gòu)建的基礎(chǔ)上,考慮到油料存儲的基本情況,為了兼顧不同的生產(chǎn)運行需求,在方案優(yōu)化環(huán)節(jié),應(yīng)當著眼于相關(guān)變量以及參數(shù),在相關(guān)范圍內(nèi)進行約束,確保油庫生產(chǎn)運行方案符合輸出量、水力、熱力、管道強度等多種因素的相關(guān)要求,增強油庫生產(chǎn)運行優(yōu)化方案的實際效能。
(1)油庫收油、發(fā)油約束條件
為了保持油庫自身的存儲與傳輸能力,在收油與發(fā)油環(huán)節(jié),需要對輸油泵的運行效能進行調(diào)控,在調(diào)控過程中,應(yīng)當確保輸油泵輸量之和與油庫總輸出量保持一致。通過這種整體把控,降低了單個輸油泵輸出量管理難度,強化了管理的有效性,同時對于油庫輸量約束工作的開展產(chǎn)生了一定積極作用。
(2)油庫熱力約束
油庫在運行過程中,為了確保油料的安全性,有必要對油庫的外輸溫度進行調(diào)控,將油庫的外輸溫度控制在最低進站溫度,這種對油庫溫度的約束,在實際操作俺姐,可以從原油的物理性質(zhì)、輸油管道運行狀態(tài)、管道防腐絕緣層壽命等幾個方面來考慮。從過往經(jīng)驗來看,借助于對油庫熱力的有效約束,能夠極大地增強油庫溫度控制能力,減少或者避免各類安全事故的發(fā)生,對于油庫正常的生產(chǎn)與管理工作有著積極作用。
(3)油庫水力約束
在油庫運行環(huán)節(jié),為了保證油料的進站壓力需求,在生產(chǎn)運行方案優(yōu)化環(huán)節(jié),還應(yīng)當對油庫外輸壓力進行控制,在控制環(huán)節(jié),應(yīng)當確保油庫自身的外輸壓力大于或者等于油庫管道所需的總壓頭,以確保油料運輸工作的順利實現(xiàn)。油庫管道總壓頭主要由油庫管道局部摩阻、高程差值、下一油庫進站最低壓力數(shù)值等幾部分組成。通過對上述參數(shù)的獲取,能夠確保油庫水力約束處于合理的范圍之內(nèi),從而確保油庫管道壓力大小符合實際的油料運輸需求。
(4)油庫設(shè)備設(shè)施約束
在油庫輸油管道運行環(huán)節(jié),考慮到輸油管道運行的安全性,避免運輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)管道破損的情況,在油庫生產(chǎn)運行方案確定的過程之中,應(yīng)當確保油庫的外輸壓力始終低于輸油管道所允許的最大壓力,在這一情況下,輸油管道的病害發(fā)生機率才能夠得以控制,各項生產(chǎn)調(diào)配工作才能夠順利進行。
在油庫運行優(yōu)化模型構(gòu)建的過程中,考慮到輸油泵的排量、加熱爐、鍋爐等主要裝備的負載具有一定的連續(xù),相關(guān)組件在運行時呈現(xiàn)出離散狀態(tài),因此在油庫運行優(yōu)化方案模型優(yōu)化環(huán)節(jié),應(yīng)當采取混合變量優(yōu)化的方式,切實做好綜合管理工作,通過必要的管理方式,對輸油過程之中,輸油溫度、輸油量、管道壓力與管泵進行匹配,確定油庫運行的最佳狀態(tài),進而完成油庫運行管控工作。
通過完整的流程,能夠?qū)τ蛶燧斢铜h(huán)節(jié)甭管的最佳運行狀態(tài)、能量損耗情況進行計算,并結(jié)合實際,獲取最優(yōu)的輸出參數(shù),確保油庫高效運行的同時,減少額外的費用支出,降低油庫成本。
以大慶油田南一油庫作為第一、第二油井開采原有的收集、計算、存儲助理,從1965年建成開始,已累積安全運行16000多天,對外運輸原油5.8億噸??紤]到大慶油田的生產(chǎn)能力,油田對與南一油庫進行優(yōu)化設(shè)置,通過對開泵方案以及加熱爐負荷的優(yōu)化,不僅大大提升南一油田的存儲、運輸能力,滿足了原油生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運要求,還大大解決了油庫運行的成本損耗,控制成本支出,有效防范各類風險,大大提升了油庫的安全性。
油庫運行優(yōu)化模型的建立對于提升油庫運行管控能力有著極大的裨益,切實增強了油田存儲系統(tǒng)的安全性以及運輸能力,滿足了現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展對于石油資源的使用需求。以運行優(yōu)化模型的建立、求解為切入點,增強了調(diào)度決策的科學性,避免過多人為因素對于油田管理工作的影響,在減少成本投入的同時,避免存儲風險。