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成品油輸油管道調(diào)度計(jì)劃,-輸油泵運(yùn)行方案優(yōu)化研究 王博冉,論文選題意義,節(jié)能減排是“十二五”規(guī)劃的重要目標(biāo)之一。然而，在我國(guó)很多行業(yè)的多數(shù)裝置上，能源消耗與產(chǎn)出的比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，因此提高生產(chǎn)效益勢(shì)在必行。而長(zhǎng)輸管道輸送熱油的過(guò)程中，就會(huì)產(chǎn)生許多不必要的能量損耗，為了達(dá)到節(jié)能減排，造福后世的效果，需要對(duì)長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行優(yōu)化分析。而長(zhǎng)輸熱油管道的運(yùn)行費(fèi)用主要由輸油泵的動(dòng)力費(fèi)用和熱力費(fèi)用構(gòu)成, 其中輸油泵的動(dòng)力費(fèi)用占主導(dǎo)地位, 所以對(duì)長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行優(yōu)化通常就是對(duì)泵機(jī)組的組合優(yōu)化。通過(guò)對(duì)某原油儲(chǔ)運(yùn)站泵機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀的分析, 針對(duì)設(shè)備利用不充分、輸送過(guò)程能耗高等問(wèn)題, 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)泵機(jī)組的配置和運(yùn)行方案進(jìn)行比較與分析。在使現(xiàn)有設(shè)備得到充分利用的基礎(chǔ)上, 提出輸油泵機(jī)組的最佳配置與優(yōu)化運(yùn)行方案, 可以有效降低能耗, 也可以提高運(yùn)行效率, 經(jīng)濟(jì)效益明顯。,研究目標(biāo)和擬采取的研究方法,以管道全線動(dòng)力費(fèi)用最低為目標(biāo)函數(shù)，以泵站在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要完成的油品輸量為約束條件，同時(shí)滿足管道水力、工藝及強(qiáng)度等約束條件，建立優(yōu)化過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，編制計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)泵性能參數(shù)的計(jì)算和優(yōu)化配泵。 廣泛地查閱相關(guān)資料，經(jīng)過(guò)大量地?cái)?shù)學(xué)計(jì)算和模型建立，經(jīng)過(guò)對(duì)比選出最優(yōu)化的方案。,研究?jī)?nèi)容,（1）建立數(shù)學(xué)模型，這一項(xiàng)工作中包含，第一步，模型的假設(shè)，第二步，選取目標(biāo)函數(shù)，第三步，確定約束條件。 （2）研究改進(jìn)之后的遺傳算法，確定這種算法的主要步驟，以及接下來(lái)要做的具體工作。 （3）改進(jìn)后的遺傳算法在輸油管道泵組運(yùn)行優(yōu)化中的應(yīng)用，第一，要確定編碼方案，第二，確定適應(yīng)值函數(shù)，第三，具體的遺傳操作。 （4）結(jié)合實(shí)例進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)論，編制程序,技術(shù)路線和實(shí)驗(yàn)方案及可行性,先確定變量，然后利用算法建立數(shù)學(xué)模型。第二步工作是確定開泵方案。應(yīng)用改進(jìn)后的遺傳算法可以對(duì)整個(gè)輸送過(guò)程優(yōu)化, 求得各階段的最優(yōu)結(jié)果. 在滿足工藝要求的同時(shí), 降低輸送成本, 提高經(jīng)濟(jì)效益. 長(zhǎng)輸管道運(yùn)行消耗的動(dòng)力費(fèi)用數(shù)目寵大,如果優(yōu)化管道運(yùn)行參數(shù),使管輸運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)化,不僅可以降低輸油能耗,而且還可以提高經(jīng)濟(jì)效益。目前,計(jì)算輸油管道優(yōu)化運(yùn)行的方法通常采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法。近年來(lái)遺傳算法( Genetic Algorithm ,簡(jiǎn)稱GA)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,將這種尋優(yōu)方法改進(jìn)之后引入輸油泵優(yōu)化運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的求解是可行的。,擬研究解決的關(guān)鍵問(wèn)題,建立泵站開泵方案優(yōu)化過(guò)程的數(shù)學(xué)模型并給出求解方法。采用最優(yōu)化方法求解所建立的工藝方案優(yōu)化模型能更好地尋求最優(yōu)解，但是該模型是較為復(fù)雜的離散混合型非線性優(yōu)化問(wèn)題，必須深入學(xué)習(xí)和了解遺傳算法這種優(yōu)化方法，經(jīng)過(guò)對(duì)具體情況的分析，對(duì)方法進(jìn)行一些改進(jìn)之后才能更好地應(yīng)用，以保證最優(yōu)解的正確性及求解速度。,可能的創(chuàng)新之處,對(duì)常規(guī)的基本遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，也就是在具體的算法進(jìn)行過(guò)程中，在選擇編碼過(guò)程中，可以考慮應(yīng)用Gray編碼，動(dòng)態(tài)編碼，有序串編碼等。同樣在選擇適應(yīng)度函數(shù)的時(shí)候，對(duì)于要研究的問(wèn)題，該選取什么樣的比例變換也是可以改進(jìn)的點(diǎn)。而在遺傳操作中，也可以根據(jù)實(shí)際的情況，進(jìn)行精度較高的，適應(yīng)性更好的方法選擇。,論文工作計(jì)劃,研究方案及進(jìn)度安排： (1)2011年9月2011年1月 實(shí)際與理論相結(jié)合立題，廣泛收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)資料并做分析研究，熟悉相關(guān)知識(shí)，掌握相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)； (2)2012年3月2012年9月 在先前工作的基礎(chǔ)上，對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和求解等相關(guān)的工作。 (3)2012年10月2012年12月 進(jìn)一步完善理論和程序，進(jìn)行編程。 (4)2011年1月2011年3月 撰寫畢業(yè)論文、準(zhǔn)備答辯。,預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)、預(yù)期的研究成果,(1) 在國(guó)內(nèi)期刊上發(fā)表相關(guān)文章至少一篇。 (2)以動(dòng)力費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù), 建立長(zhǎng)輸管道全線泵機(jī)組優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。以某長(zhǎng)輸管道為例, 采用所建立的數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)最佳開泵方案,參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)情況,1.劉 楊； 用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法計(jì)算泵- 管系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì) ； 國(guó)外油田工程, 1994, 10(1)；47-51 2.崔艷雨；陳世一；確定開泵方案的兩階段優(yōu)化法；石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào) 2005(04) 4.汪亞超；動(dòng)態(tài)規(guī)劃法在泵站運(yùn)行管理中的應(yīng)用 1991(02)；67-69 5吳 明, 王金華, 劉建鋒, 邱姝娟；長(zhǎng)輸熱油管道運(yùn)行方案的優(yōu)化；遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào) 2006，26(03)；35-39 6 易大義； 數(shù)值方法M .； 北京: 科學(xué)技術(shù)出版社, 1984；124-168 7 趙睿；王岳；翁蕾； 原油儲(chǔ)運(yùn)站泵機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化；油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010, 29( 8): 582- 584 8陳庭輝；煉廠原油罐區(qū)輸油泵的優(yōu)化匹配運(yùn)行； 石油石化節(jié)能與減排，2011,1(18)；25-28,9 李 勇；魯寧輸油管線降低輸油電耗的可行性分析； 能源技術(shù)，2004.4,25（2）；81-83 10 羅煥；劉揚(yáng)；馬明利；魏立新；原油庫(kù)輸油泵輔助調(diào)度決策方案研究； 2010.2,29（2）；12-14 11 李 晉 ,馬英利 ,張 靜 ,吳 明；原油管道安全優(yōu)化運(yùn)行研究；遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào)；2009.3 29（1）；48-49 12 馬立新；申龍涉；孟祥謙；馬啟富；孫維；長(zhǎng)輸管道泵機(jī)組優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010,29（4）31-34 13 戴?？?； 吳迪；南輸管道泵機(jī)組的優(yōu)化配置；油氣儲(chǔ)運(yùn)，1995 11（3） 22-26 14 常新科；襄樊站輸油泵優(yōu)化運(yùn)行研究；油氣儲(chǔ)運(yùn)，1996 12（15）9-12 15 RAMEY H J. Well bore h eat t ransmis J . JPT 1962( 4) : 427- 435. 16 H ASAN A R, KABIR C S. Heat t ransf er during tw o - phase f low in w el l bores: - w el l bore f luid t emperature C . SPE22948, 1991: 695- 708. 17 H ASAN A R, KABIR