油田集输站运行状态优化研究

摘要

担负着油气处理与集输任务的油田联合站是油田集输系统的重要生产环节,要使整个油气集输系统正常运行,必须保证联合站系统高效、安全、可靠地运行。随着石油的开采量逐渐加大,油田进入了高含水开发期,联合站系统的处理效率、能源消耗、运行费用等各项指标也随着该变化而发生变化,因此,现在最重要的任务就是通过能耗分析分析出油田联合站系统的薄弱环节,并且对整个联合站的生产过程参数进行优化。本文将要从节能降耗的角度出发,对联合站的关键设备进行能量平衡分析,与此同时,研究输油离心泵以及联合站生产运行参数的优化,来达到进一步降低成本,提高集输系统效率的目的。
　　 本文首先对联合站的工艺流程进行了分析研究,根据联合站各节点的数据以及设备的运行情况,找出了对该联合站的节能影响较大的主要设备,建立了各设备的能量平衡模型,并且对能量进行了分析,给出了各设备的能量分布图,并且对能耗以及效率进行了计算评价。
　　 在输油离线泵运行参数优化节能方面,本文提出离心泵的节能措施,对联合站内的输油离心泵进行了运行回归模型的建立、验证、优化分析以及应用,得到泵的优化运行点(Q*,H*,I*,η*),由此,本文证明了通过测试多个泵的工况点、采用最小二乘法,对泵的运行参数的模型进行回归是具有可行性的,有一定的使用经济价值。
　　 通过对联合站整体系统的能耗分析,本文确定了三个联合站生产运行的关键参数:加药量、二次沉降罐的沉降时间、加热炉出口温度。因此,本文以这三个关键参数为优化变量,建立了以年运行费用最低为目标的目标函数,同时,通过最小二乘拟合的方法,建立了含水率与三个优化变量的关系式,确定了各节点入口以及出口的含水率、压力、温度等约束条件。最后,本文根据生产参数数学模型的特点,采用了遗传算法和人工免疫算法对模型进行求解,将优化前与优化后的结果进行了比较和分析,并对两种算法的求解结果进行对照比较分析,选择出最优的一种优化算法。