甬沪宁管线运行工况动态模拟及运行优化研究

摘要

甬沪宁管线是2004年投产运行的以常温顺序输送方式输送进口原油的长输管线，担负着长江中下游沿途中石化集团各大炼厂原油供给的输送任务，是中石化管道储运分公司所辖自动化程度较高、规模较大的输油管线，管线通过地区为人口稠密的经济发达地区，一旦发生泄漏事故，将会造成严重的后果，因此，对甬沪宁输油管线进行运行工况动态模拟和运行优化研究，对于提高管线输送的安全性、降低运行能耗具有重要意义。本文结合甬沪宁输油管线的实际情况和特点，建立了管线运行工况动态模拟的数学模型，采用特征线法和差分方法建立了数学模型的求解算法，基于C++Builder软件开发平台，编制了“甬沪宁管线运行工况动态模拟软件”，使用该软件对甬沪宁管线的主要运行工况进行了动态模拟，得到了在不同输送方案下沿线各站的进出站压力、流量、混油长度和位置随时间的变化关系，对软件模拟计算结果进行了分析和探讨。采用最优化方法中的动态规划方法求解了甬沪宁管线全线密闭顺序输油方式下各站的最优升压值组合，并将优化运行方案下的能耗与旁接油罐运行方式下的能耗进行了比较，结果表明采用全线密闭输油方式可以大幅度降低管线输油的能耗，结合管线2006年和2007年的实际输油能耗，对甬沪宁管线的运行管理提出了节能降耗建议。

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第一章绪论

1.1甬沪宁管线概况

1.2研究目的与意义

1.3研究的内容及思路

1.3.1研究的内容

1.3.2研究的思路

1.4论文的创新点

第二章国内外研究现状

2.1国内外管道顺序输送研究现状

2.2国内外管道优化运行研究现状

2.3管道瞬变流研究现状

第三章管道仿真数学模型及求解

3.1管道的动态计算

3.1.1管道动态流动的数学模型

3.1.2数学模型的求解方法

3.1.3初始条件和边界条件

3.1.4时间步长的选取

3.2顺序输送混油计算及界面跟踪

3.2.1顺序输送的混油及其形成

3.2.2混油量的计算

第四章甬沪宁管线模拟软件编制

4.1参数设置及计算模块

4.2稳态模拟计算模块

4.3动态模拟计算模块

4.4混油跟踪模块

4.5结果输出模块

第五章甬沪宁管线运行工况模拟

5.1甬沪宁管线运行工况分析

5.2管道模拟运行工况的基础数据

5.2.1油品物性分析

5.2.2甬沪宁管线基础数据

5.3甬沪宁管线运行工况模拟

5.3.1模拟软件使用方法

5.3.2甬沪宁管线运行工况模拟

5.3.3动态模拟结果分析

第六章甬沪宁管线运行优化研究

6.1等温输油管道运行优化方法

6.2甬沪宁管线密闭输油各站最优升压值组合的求解

6.3甬沪宁管线几种运行方案的能耗比较

6.4甬沪宁管线实际工况优化探讨

结论

参考文献

致谢