авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Рациональная эксплуатация систем гидравлически связанных магистральных нефтепроводов

-- [ Страница 2 ] --

ЛУ – линейный участок, Др – дросселирующий орган.

Для решения задачи разработан алгоритм на основе метода динамического программирования и программа на языке Delphi.

В четвертой главе рассматривается задача выбора рационального режима работы двух параллельных нефтепроводов, объединенных перемычками и образующих многоконтурную гидравлически связанную систему. Целью задачи является нахождение оптимального варианта включения оборудования НПС в многоконтурной системе нефтепроводов для реализации заданного расхода.

Пример схемы одной из таких систем представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 - Схема работы параллельных нефтепроводов

Заданную производительность системы нефтепроводов можно реализовать путем включения различных комбинаций насосных агрегатов и их роторов на нефтеперекачивающих станциях.

Оптимальным для заданной производительности является такой режим, для которого стоимость потребляемой всеми насосными агрегатами в единицу времени электроэнергии принимает минимальное значение при выполнении всех технологических ограничений:

,
где m число нефтеперекачивающих станций;
Ni(ui) мощность, потребляемая насосами i -й станции при ui–й комбинации их включения;
ci стоимость электроэнергии на i -й нефтеперекачивающей станции.

Выделим простые контуры системы в отдельные объекты ПКс. С учетом этих преобразований пример схемы системы представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема системы магистральных нефтепроводов

Состояния объектов системы связаны следующими уравнениями:




где ui управление i-м элементом;
hi(ui) напор, создаваемый i-й насосной станцией при ui -й комбинации включения насосных агрегатов;
потери напора на i-м линейном участке;
i потери напора, за перевальной точкой;
изменение напора в контуре при ui варианте его управления;
Аi минимальный напор перед i-м элементом;
Вi максимальный напор перед i-м элементом.

Оптимальным будет такой режим, для которого стоимость потребляемой всеми насосными агрегатами в единицу времени электроэнергии принимает минимальное значение при выполнении всех технологических ограничений:

,
где m число нефтеперекачивающих станций;
Ni(ui) мощность, потребляемая насосами i -й станции при ui–й комбинации их включения;
ci стоимость электроэнергии на i-й нефтеперекачивающей станции.

Для решения задачи разработан алгоритм на основе метода динамического программирования и программа на языке Delphi.

В пятой главе рассматривается задача выбора как рациональной эксплуатации оборудования нефтеперекачивающей станции, так и реализации гидравлических связей, образующих многоконтурную систему. Целью задачи является нахождение оптимального варианта включения оборудования НПС и перемычек в многоконтурной системе нефтепроводов для реализации заданного расхода.

На рисунке 7 представлен пример одной из таких систем, состоящей из двух параллельных нефтепроводов с перемычками.

Рисунок 7 - Пример схемы системы параллельных нефтепроводов

Введем для системы общий источник (F) и сток (S). Заменим каждую поставку и сброс «фиктивными» направленными дугами, соединяющими точку сброса (поставки) с общим стоком (источником) (рисунок 8).

Рисунок 8 - Пример схемы системы параллельных нефтепроводов с заменой источников и стоков «фиктивными» дугами

Простые контуры системы, которые можно образовать включением перемычек, представим ориентированными дугами. После этих преобразований схема приведенного примера системы примет вид сети, показанный на рисунке 9.

Рисунок 9 - Ориентированная сеть, моделирующая некоторые варианты включения перемычек

Параметры состояния объектов модели сети описываются следующими уравнениями:

,
,

где uKL управление дугой (KL);
напор, создаваемый дугой (KL) при uKL - м управлении;
АK, ВK минимально и максимально допустимый напор в K-м узле;
АL, ВL минимально и максимально допустимый напор в L-м узле.

Заданную производительность системы нефтепроводов можно реализовать путем включения различных комбинаций насосных агрегатов и их роторов на нефтеперекачивающих станциях и различных вариантов включения перемычек, соединяющих два нефтепровода.

Оптимальным для заданной производительности является такой режим, для которого стоимость потребляемой электроэнергии всеми насосными агрегатами в единицу времени принимает минимальное значение при выполнении всех ограничений по состояниям.

Функциональное уравнение запишется в следующем виде:

,


где стоимость потребляемой энергии в единицу времени для дуги (KL) при управлении uKL. Под управлением дугой понимается совокупность управлений нефтеперекачивающих станций {uij} двух нефтепроводов на участке между узлами K и L.

Задача решена с использованием метода динамического программирования на сетях. В качестве рекуррентного уравнения используется зависимость

,
где значение самого короткого пути соответственно в узел L и K ;
область допустимых проектов (дуг).

На основе разработанных алгоритмов написаны программные модули на языке Delphi.

Программные модули разработанных задач входят в библиотеку разрабатываемого и внедряемого программного комплекса режимно-технологических задач. Промышленный программный комплекс режимно-технологических задач предназначен для оперативного получения достоверных

расчетных численных характеристик и оптимизации выбора вариантов эксплуатации систем магистральных нефтепроводов. Поэтапная разработка

программного комплекса задач ведется специалистами Уфимского государственного нефтяного технического университета для предприятий трубопроводного транспорта.

В состав комплекса входят следующие задачи:

  • контроль за техническим состоянием объектов и идентификация параметров оборудования магистральных нефтепроводов;
  • моделирование и гидравлический расчет режимов работы систем магистральных нефтепроводов;
  • планирование графика работы систем магистральных нефтепроводов.

Задачи по моделированию и гидравлическому расчету режимов работы систем магистральных нефтепроводов включают:

    • Моделирование и гидравлический расчет режимов работы систем магистральных нефтепроводов.
    • Оптимизация выбора варианта включения насосных агрегатов и расстановки рабочих колес на нефтеперекачивающих станциях для реализации заданного режима работы.
    • Ведение баз данных технологических режимов.

В блок входят задачи, объединенные функционально.

Комплекс задач по моделированию и гидравлическому расчету режимов работы систем магистральных нефтепроводов позволяет проводить гидравлический расчет режима работы системы нефтепроводов произвольной конфигурации (для указанных параметров нефти, конфигурации и параметров системы нефтепроводов, установленного оборудования и условий проведения технических работ). Точность оперативного гидравлического расчета параметров стационарного режима с помощью комплекса программ при использовании фактических характеристик оборудования и объектов лежит в пределах точности приборов измерения.

Комплекс задач по оптимизации позволяет производить выбор варианта эффективного включения насосных агрегатов и расстановки рабочих колес на нефтеперекачивающих станциях при заданных объемах приема и поставки в системе магистральных нефтепроводов. Оптимизация режимов эксплуатации при рациональной реализации гидравлических связей в системе параллельных нефтепроводов позволит повысить эффективность их эксплуатации.

Задача ведения баз данных технологических режимов позволяет создавать, сохранять и систематизировать режимы и совокупности режимов работы систем магистральных нефтепроводов, получать карты технологических режимов работы, формировать наборы плановых режимов. Базы технологических режимов работы нефтепроводных систем могут содержать как расчетные, так и фактические параметры режимов. Имеется возможность проводить анализ схем и параметров режимов, группировать режимы по системам, направлениям, параметрам нефти.

Выводы

Результатом выполненных исследований является развитие теории и методов решения задач рациональной эксплуатации систем сложных магистральных нефтепроводов. Основу выполненных исследований составляют комплексы математических моделей и алгоритмов решения задач определения рациональных режимов эксплуатации оборудования нефтеперекачивающих станций и реализации гидравлических связей систем параллельных нефтепроводов.

1 Впервые предложена математическая модель задачи поиска рационального варианта реализации гидравлических связей участков параллельных нефтепроводов. Разработан алгоритм и программа решения задачи. Многообразие ситуаций и взаимовлияние параметрических данных не позволяют сделать обобщающие выводы об эффективности реализации гидравлических связей. В каждом конкретном случае требуется отдельная оценка, возможная при использовании разработанной программы.

2 Разработаны математическая модель, алгоритм и программа решения задачи рациональной эксплуатации оборудования нефтеперекачивающих станций при фиксированных гидравлических связях системы магистральных нефтепроводов, что позволяет оперативно получать детерминированное решение комбинаторной задачи оптимизации работы силового оборудования системы параллельных гидравлически связанных нефтепроводов.

3 Впервые предложена задача оптимального выбора режимов как эксплуатации оборудования нефтеперекачивающих станций, так и реализации гидравлических связей систем магистральных нефтепроводов. Разработана математическая модель задачи, алгоритм и программа для ее решения.

Проведенные расчеты для действующих нефтепроводных систем показали эффективность предложенных вариантов от 0,6 до 7,3 % в зависимости от параметров состояния системы и реализации элементов управления.

4 Результаты диссертационной работы были использованы УГНТУ при разработке рабочих комплексов решения режимно-технологических задач ОАО магистральных нефтепроводов, а также включены в учебный процесс по специальности «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ».

Основные результаты работы опубликованы

в следующих научных трудах

  1. Пирогов А.Н. Оценка эффективности включения перемычек при работе двух параллельных линейных участков системы нефтепроводов / А.Н. Пирогов, Б.А. Козачук, М.В. Дмитриева // Материалы 54-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. - С. 81.
  2. Шаммазов А.М. Математическое моделирование календарного планирования режима работы нефтепровода / А.М. Шаммазов, А.Н.Пирогов, Б.А. Козачук, Ю.П. Ретюнин, С.В. Петренко // Новоселовские чтения: сборник научных трудов.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.-Вып. 2.-С. 11-14.
  3. Шаммазов А.М. Оптимальное календарное планирование режимов работы нефтепровода / А.М. Шаммазов, А.Н. Пирогов, Ю. П. Ретюнин, Б.А. Козачук // Новоселовские чтения : материалы 2-й Международной научно-технической конференции. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. - С.6-7.
  4. Шаммазов А.М. Выбор оптимального режима работы системы параллельных нефтепроводов с перемычками / А.М. Шаммазов, А.Н.Пирогов, Б.А.Козачук, Л.В.Сухарников // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов: сборник научных трудов.– Уфа: Изд-во ТРАНСТЭК, 2006. - №66. - С. 155–162.
  5. Шаммазов А. М. Выбор рационального режима работы системы параллельных нефтепроводов с управлением включения перемычек / А.М. Шаммазов, А.Н. Пирогов, Б.А. Козачук, Л.В. Сухарников // Нефтегазовое дело: научно-технический журнал. – 2006. – Т. 4. - С.42–45.
  6. Шаммазов А. М. Развитие программного комплекса режимно-технологических задач ОАО МН / А.М Шаммазов , Б.А. Козачук, А.Н. Пирогов, Н.Е. Пирогов, Л.В. Сухарников, С.В. Петренко // Трубопроводный транспорт – 2006: материалы Международной учебно-научно-практической конференции.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2006. - С. 121–123.
  7. Шаммазов А. М. Оптимизация конфигурации системы параллельных нефтепроводов и комбинации включенного оборудования НПС / А.М. Шаммазов, А.Н. Пирогов, Б.А. Козачук, Л.В. Сухарников // Трубопроводный транспорт – 2006: материалы Международной учебно-научно-практической конференции. - Уфа: Монография, 2006.-С.124–126.

Соискатель Пирогов А.Н.



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.