油庫生產(chǎn)運行方案優(yōu)化技術研究

文/金巧鸝，中國石油寧夏銷售公司

1 油庫運行優(yōu)化模型的建立

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。

1.1 油庫目標函數(shù)的設置

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，結合過往有益經(jīng)驗，進行目標函數(shù)的構建，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。

1.2 油庫生產(chǎn)運行約束條件分析

在完成油庫生產(chǎn)運行優(yōu)化目標函數(shù)構建的基礎上，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)，應當著眼于相關變量以及參數(shù)，在相關范圍內(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)，還應當對油庫外輸壓力進行控制，在控制環(huán)節(jié)，應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）油庫設備設施約束

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。

2 油庫運行優(yōu)化綜合管理模型的的構建

在油庫運行優(yōu)化模型構建的過程中，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。

3 優(yōu)化模型案例分析

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。

4 結語

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。