熱油管道的優化設計分析

柯文青（茂名瑞派石化工程有限公司，廣東 茂名 525000）

熱油管道的優化設計分析

柯文青（茂名瑞派石化工程有限公司，廣東 茂名 525000）

熱油管道的建設對于國家整體的經濟發展來說起著至關重要的作用。目前，在熱油管道建設的過程中，建筑工程復雜、投入資金相對較多，造成了熱油管道在建設后的運行過程中耗費的資金量也較為巨大。如何進一步的對熱油管道進行優化設計，成為了有關部門的重點解決問題。基于此，本文首先將對目前熱油管道的發展現狀進行分析，根據現狀中出現的問題對熱油管道進行優化設計，進一步提高熱油管道的運行質量。

熱油管道；發展現狀；優化設計

隨著人們對石油的依賴情況日益增加，我國目前石油的開采情況也不容樂觀，各個地區的石油開采情況逐年遞減。管道運輸成為了石油運輸的主要運輸方式，但是，目前熱油在管道運輸的過程中依舊存在著一些問題，如果不及時解決，將會嚴重影響石油的運輸質量，所以，對管道運輸進行設計優化，成為了提高石油運輸質量的重要手段。

1 熱油管道優化設計現狀

1.1 國外現狀

在上個世紀的五十年代，前蘇聯開始了對熱油管道優化設計的研究，通過微積分的方法計算出了石油在管道中的最佳出站溫度。六十年代初，美國的科學家通過動態規劃的方法對輸送管道內的壓力進行了科學的分配，隨后對管道內設備的組合方式進行了優化。直到上個世紀末期，美國等國家對于熱油管道的優化已將取得了初步的成果，將管道內的消耗情況下降了10%。

1.2 國內現狀

我國在二十世紀八十年代末才開始對熱油管道的優化設計。隨著我國石油工作者的不斷努力，在管道優化的過程中首先提出了兩級階級模型的方法，對管道進行階級性的優化，并且運用規劃法對運輸系統中的的站泵和管道進行了優化的匹配。直到現在，我國的管道優化設計逐步走向成熟，但仍存在一些問題需要改善。

從整體來看，熱油管道優化設計主要分為兩種類型。一種是對已經建成的管道進行優化，例如，對控制管道的出站溫度、降低管道的運行成本等問題進行改善。另一種是對尚未建成的管道進行優化設計，根據實際情況，制定一個科學合理的管道建設方案，在最大程度上提高管道的運行質量。

2 熱油管道優化設計的方案

2.1 數學模型法

在數學模型法的應用過程中，首先要對優化過程中的變量進行研究，其中包括，管道的工藝參數、管道壁的厚度、進站出站的溫度、水力參數以及設備參數等。都是數學模型法中的主要變量，其中最重要的變量是管道的工藝參數。在進行參數的選擇過程中，要從技術、經濟方面進行綜合考慮。

其次，對于模型中的條件進行假設，例如，管道內的石油屬于液態的均勻流動的物質、運輸的過程中管道密封性能良好以及管道運輸的過程中水利熱力的工作情況穩定等。接著，對目標函數進行確立，目標函數能夠直接的對管道優化設計的結構進行計算，對于整個管道優化起著決定性的作用。

最后，根據國家的有關規定，對管道的規格進行選擇。管道根據直徑、管壁厚度以及材料分為很多種，因此，在對管道進行選擇的過程中，不能夠對所有的管道進行分類。正常情況下，管道的內壁越薄，管道內石油的流動空間就越大，石油運輸過程中產生的摩擦就越小，進而造成的損失也就越小。因此，在對管道進行選擇的過程中，要在管壁選擇的基礎上，考慮其他的影響因素。并根據目標函數，將測量中得到的數據進行計算，得出結論。

2.2 軟件編程法

在利用軟件編程對熱油管進行優化的過程中，軟件編程主要負責的工作是文件的管理、數據的錄入以及對設計系統的計算。

首先，進行參數的錄入，熱油管道中涉及的參數主要有各類石油品種的性質參數、工藝計算的數據參數、線路斷面數據的參數以及經濟投資鋼管規格的參數等。接著，將各個參數之間的關系利用曲線關系式表現出來。

其次，將各個管道的規格參數錄入到編程軟件中去，根據編程軟件對數據的分析，選擇出一個最適合的管道規格，省去了許多對管道規格選擇的時間。接著，根據編程中的優化計算模塊，對管道進行優化設計，將模塊得出的數據與方案設計的結果進行對比。優化設計模塊大致可分為遺傳算法模塊以及管道工藝計算模塊兩種。其中，遺傳算法模塊主要是對變量進行編碼、對個體的適應程度進行評價、對模塊的操作方法進行選擇以及交叉操作等。管道工藝計算模塊主要是對管道工藝參數的計算，其中包括對熱力、水力以及經濟的參數計算等。這種模塊計算的結果體現了管道工藝參數的利用價值，作為衡量遺傳算法模塊的標準。

最后，對以上兩種模塊計算出的最終參數進行綜合分析，通過與設計方案的對比選擇出一個較為完善的熱油管道設計方案應用到實際的熱油管道設計中。

3 結語

本文首先通過熱油管道優化在國內外的發展現狀進行分析，根據現狀對我國熱油管道的設計優化提出了幾點建議。其中包括，數學模型法以及軟件編程法。通過這兩種方法對熱油管道進行優化，大大提高了我國熱油管道的運行質量，為我國今后熱油管道的良好發展奠定了基礎。

[1]嚴宏東，汪玉春．用改進混沌綜合法實現熱油管道的優化設計[J]．油氣儲運，2015，24(2)：15～19.

[2]吳明，王金華，劉建鋒，等．長輸熱油管道運行方案的優化[J]．遼寧石油化工大學學報，2016，26(1)：63～65.

柯文青（1979-），女廣東茂名2003年畢業于茂名學院石油化工工藝專業大專現供職于茂名瑞派石化工程有限公司助理工程師研究方向煉油、化工裝置及油氣儲運設施的工藝及配管設計。