基于*單耗的原油管輸優化方法技術

本發明專利技術提供了一種基于單耗的原油管輸優化方法，該方法包括：確定管輸過程的有效壓耗及無效壓耗；確定原油管輸過程的有效熱耗和無效熱耗；確定原油管輸過程的壓單耗；確定原油管輸過程的熱單耗；確定壓單耗費用及壓附加單耗率；確定熱單耗費用及熱附加單耗率；根據壓單耗費用、壓附加單耗率、熱單耗費用及熱附加單耗率，調整原油管輸起點的油品輸量、輸送壓力及輸送溫度中的至少一種參數，以使原油管輸過程的耗費用最低。本發明專利技術可以為油田生產企業制訂科學管輸方案以提高輸送效率、降低輸送成本，提供理論及技術支持。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及石油管輸
，尤其涉及一種基于單耗的原油管輸優化法。
技術介紹
能源是人類生存和發展的重要物質基礎,也是當今國際政治、經濟、軍事、外交關注的焦點。當前，能源問題已成為制約我國可持續發展的重大戰略問題。因此，提高能源的綜合利用率、減少能源消耗已經成為當前石油行業最迫切的任務。以往基于熱力學第一定律建立的傳統原油管輸能耗指標體系，單純從“量”的角度，評價管輸過程中能量的利用程度，但難以系統、科學地對原油管輸過程的用能狀況進行優化。
技術實現思路
為使原油管輸過程的耗費用最低，本專利技術提供了一種基于單耗的原油管輸優化方法，所述基于單耗的原油管輸優化方法包括：根據管段起點的油流帶入與管段終點的油流帶出，以及原油通過管段所產生的沿程摩阻損失，確定原油管輸過程的有效壓耗及無效壓耗；根據管段起點的油溫與管段終點的油溫，以及原油管輸過程中油溫與環境溫度的溫差，確定原油管輸過程的有效熱耗和無效熱耗；根據原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗、所使用電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入，以及所述無效壓耗、有效壓耗，確定原油管輸過程的壓單耗；根據所述燃料的理論最低單耗、電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入，以及所述無效熱耗、有效熱耗，確定原油管輸過程的熱單耗；根據壓價值、燃料單價、所述無效壓耗以及壓單耗，確定原油管輸過程的壓單耗費用及壓附加單耗率；根據熱價值、所述燃料單價、無效熱耗以及熱單耗，確定原油管輸過程的熱單耗費用及熱附加單耗率；根據所述壓單耗費用及壓附加單耗率、熱單耗費用及熱附加單耗率，調整原油管輸起點的油品輸量、輸送壓力及輸送溫度中的至少一種參數，以使原油管輸過程的耗費用最低。在一實施例中，根據管段起點的油流帶入與管段終點的油流帶出，以及原油通過管段所產生的沿程摩阻損失，確定原油管輸過程的有效壓耗及無效壓耗，包括：根據管段起點的油流帶入與管段終點的油流帶出，確定原油管輸過程中的總壓耗Exp：根據原油通過管段所產生的沿程摩阻損失確定原油管輸過程的有效壓耗ExpL：根據所述有效壓耗ExpL及所述總壓耗Exp確定原油管輸過程的無效壓耗Exph：其中，Exp為總壓耗，kJ；V為原油的體積流量，m3/h；pq為管段起點壓力，Pa；pz為管段終點壓力，Pa；p0為環境壓力，Pa；Tq為管段起點處油溫，K；Tz為管段終點處油溫，K；T0為管段周圍介質溫度，K；ExpL為有效熱耗，kJ；λ為原油管輸過程的沿程摩阻系數，無量綱參數；ρ為油品密度，kg/m3；d為管段內徑，m；L為管段長度，m；ν為油品運動粘度，m2/s；Exph為無效壓耗，kJ。在一實施例中，根據管段起點的油溫與管段終點的油溫，以及原油管輸過程中油溫與環境溫度的溫差，確定原油管輸過程的有效熱耗和無效熱耗，包括：根據管段起點的油溫與管段終點的油溫，確定原油管輸過程的總熱耗Exq：根據油溫與環境溫度的溫差，確定管輸過程中所需的有效熱耗ExqL：根據所述有效熱耗ExqL及所述總熱耗Exq確定原油管輸過程中的無效熱耗Exqh：其中，Exq為總熱耗，kJ；ExqL為有效熱耗，kJ；Exqh為無效熱耗，kJ；ρ為油品密度，kg/m3；V為原油的體積流量，m3/h；c為油品比熱容，kJ/(kg·K)；Tq為管段起點處油溫，K；Tz為管段終點處油溫，K；T0為管段周圍介質溫度，K。在一實施例中，根據原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗、所使用電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入，以及所述無效壓耗、有效壓耗，確定原油管輸過程的壓單耗，包括：根據所述有效壓耗及所述管段起點的油流帶入，確定原油管輸過程的理論最低壓單耗bpmin：根據原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗、管段起點的油流帶入及所述無效壓耗，確定原油管輸過程的附加壓燃料單耗bfIp：根據原油管輸過程中所使用電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入及所述無效壓耗，確定原油管輸過程的附加壓電單耗beIp：根據所述理論最低壓單耗、附加壓燃料單耗及附加壓電單耗確定原油管輸過程的壓單耗bp：其中，bpmin為理論最低壓單耗，kg/kJ；ExpL為有效壓耗，kJ；bfmin為原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗，kg/kJ；Ein為原油管輸過程中管段起點的油流帶入，kJ；Exph為無效壓耗，kJ；bfIp為原油管輸過程的附加壓燃料單耗，kg/kJ；beIp為原油管輸過程的附加壓電單耗，kg/kJ；bemin為原油管輸過程中所使用電力的理論最低單耗，kg/kJ；bp為原油管輸過程的壓單耗，kg/kJ。在一實施例中，根據所述燃料的理論最低單耗、電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入，以及所述無效熱耗、有效熱耗，確定原油管輸過程的熱單耗，包括：根據所述有效熱耗及管段起點的油流帶入，確定原油管輸過程的理論最低熱單耗bqmin：根據所述燃料的理論最低單耗、管段起點的油流帶入及所述無效熱耗，確定原油管輸過程的附加熱燃料單耗bfIq：根據所述電力理論最低單耗、管段起點的油流帶入及所述無效熱耗，確定原油管輸過程的附加熱電單耗beIq：根據所述理論最低熱單耗、附加熱燃料單耗及附加熱電單耗，確定原油管輸過程的熱單耗bq：其中，bqmin為理論最低熱單耗，kg/kJ；ExqL為有效熱耗，kJ；Ein為原油管輸過程中管段起點的油流帶入，kJ；bfIq為原油管輸過程的附加熱燃料單耗，kg/kJ；bfmin為原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗，kg/kJ；Exqh為無效壓耗，kJ；beIq為原油管輸過程的附加熱電單耗，kg/GJ；bemin為原油管輸過程中所使用電力的理論最低單耗，kg/kJ；bq為原油管輸過程的熱單耗，kg/kJ。在一實施例中，根據壓價值、燃料單價、所述無效壓耗以及壓單耗，確定原油管輸過程的壓單耗費用及壓附加單耗率，包括：根據壓價值、燃料單價以及所述無效壓耗、壓單耗，確定原油管輸過程的壓單耗費用cp：根據所述壓單耗費用cp、附加壓燃料單耗bfIp以及附加壓電單耗beIp，確定原油管輸過程的壓附加單耗率ηp：其中，cp為壓單耗費用，元；c0p為壓價值，元/kJ；c0為燃料單價，元/kg。在一實施例中，根據熱價值、所述燃料單價、無效熱耗以及熱單耗，確定原油管輸過程的熱單耗費用及熱附加單耗率，包括：根據熱價值、所述燃料單價以及所述無效熱耗、熱單耗，確定原本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于單耗的原油管輸優化方法，其特征在于，所述基于單耗的原油管輸優化方法包括：根據管段起點的油流帶入與管段終點的油流帶出，以及原油通過管段所產生的沿程摩阻損失，確定原油管輸過程的有效壓耗及無效壓耗；根據管段起點的油溫與管段終點的油溫，以及原油管輸過程中油溫與環境溫度的溫差，確定原油管輸過程的有效熱耗和無效熱耗；根據原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗、所使用電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入，以及所述無效壓耗、有效壓耗，確定原油管輸過程的壓單耗；根據所述燃料的理論最低單耗、電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入，以及所述無效熱耗、有效熱耗，確定原油管輸過程的熱單耗；根據壓價值、燃料單價、所述無效壓耗以及壓單耗，確定原油管輸過程的壓單耗費用及壓附加單耗率；根據熱價值、所述燃料單價、無效熱耗以及熱單耗，確定原油管輸過程的熱單耗費用及熱附加單耗率；根據所述壓單耗費用及壓附加單耗率、熱單耗費用及熱附加單耗率，調整原油管輸起點的油品輸量、輸送壓力及輸送溫度中的至少一種參數，以使原油管輸過程的耗費用最低。

【技術特征摘要】
1.一種基于單耗的原油管輸優化方法，其特征在于，所述基于單耗的原油
管輸優化方法包括：
根據管段起點的油流帶入與管段終點的油流帶出，以及原油通過管段所產生
的沿程摩阻損失，確定原油管輸過程的有效壓耗及無效壓耗；
根據管段起點的油溫與管段終點的油溫，以及原油管輸過程中油溫與環境溫度的
溫差，確定原油管輸過程的有效熱耗和無效熱耗；
根據原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗、所使用電力的理論最低單耗、
管段起點的油流帶入，以及所述無效壓耗、有效壓耗，確定原油管輸過程的壓
單耗；
根據所述燃料的理論最低單耗、電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入，
以及所述無效熱耗、有效熱耗，確定原油管輸過程的熱單耗；
根據壓價值、燃料單價、所述無效壓耗以及壓單耗，確定原油管輸過程的
壓單耗費用及壓附加單耗率；
根據熱價值、所述燃料單價、無效熱耗以及熱單耗，確定原油管輸過程的
熱單耗費用及熱附加單耗率；
根據所述壓單耗費用及壓附加單耗率、熱單耗費用及熱附加單耗率，調
整原油管輸起點的油品輸量、輸送壓力及輸送溫度中的至少一種參數，以使原油管輸
過程的耗費用最低。
2.根據權利要求1所述的基于單耗的原油管輸優化方法，其特征在于，根據
管段起點的油流帶入與管段終點的油流帶出，以及原油通過管段所產生的沿程摩
阻損失，確定原油管輸過程的有效壓耗及無效壓耗，包括：
根據管段起點的油流帶入與管段終點的油流帶出，確定原油管輸過程中的總
壓耗Exp：
Exp=V(pq-p0)T0Tq-V(pz-p0)T0Tz;]]>根據原油通過管段所產生的沿程摩阻損失確定原油管輸過程的有效壓耗ExpL：
ExpL=∫0Lλπρν2d8LdL;]]>根據所述有效壓耗ExpL及所述總壓耗Exp確定原油管輸過程的無效壓耗
Exph：
Exph=V(pq-p0)T0Tq-V(pz-p0)T0Tz-ExpL;]]>其中，Exp為總壓耗，kJ；V為原油的體積流量，m3/h；pq為管段起點壓力，
Pa；pz為管段終點壓力，Pa；p0為環境壓力，Pa；Tq為管段起點處油溫，K；Tz為管
段終點處油溫，K；T0為管段周圍介質溫度，K；ExpL為有效熱耗，kJ；λ為原油管
輸過程的沿程摩阻系數，無量綱參數；ρ為油品密度，kg/m3；d為管段內徑，m；L
為管段長度，m；ν為油品運動粘度，m2/s；Exph為無效壓耗，kJ。
3.根據權利要求1所述的基于單耗的原油管輸優化方法，其特征在于，根據
管段起點的油溫與管段終點的油溫，以及原油管輸過程中油溫與環境溫度的溫差，確
定原油管輸過程的有效熱耗和無效熱耗，包括：
根據管段起點的油溫與管段終點的油溫，確定原油管輸過程的總熱耗Exq：
Exq=ρVc(Tq-Tz)(1-T0Tq-TzlnTqTz);]]>根據油溫與環境溫度的溫差，確定管輸過程中所需的有效熱耗ExqL：
ExqL=ρVc(Tq-TL-T0lnTqTL);]]>根據所述有效熱耗ExqL及所述總熱耗Exq確定原油管輸過程中的無效熱耗
Exqh：
Exqh=ρVc(Tq-Tz-T0lnTqTL);]]>其中，Exq為總熱耗，kJ；ExqL為有效熱耗，kJ；Exqh為無效熱耗，kJ；ρ
為油品密度，kg/m3；V為原油的體積流量，m3/h；c為油品比熱容，kJ/(kg·K)；Tq為
管段起點處油溫，K；Tz為管段終點處油溫，K；T0為管段周圍介質溫度，K。
4.根據權利要求1所述的基于單耗的原油管輸優化方法，其特征在于，根據
原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗、所使用電力的理論最低單耗、管段起點
的油流帶入，以及所述無效壓耗、有效壓耗，確定原油管輸過程的壓單耗，
包括：
根據所述有效壓耗及所述管段起點的油流帶入，確定原油管輸過程的理論最
低壓單耗bpmin：
bpmin=ExpLEin;]]>根據原油管輸過程中所投入燃料的理論最低單耗、管段起點的油流帶入及所述
無效壓耗，確定原油管輸過程的附加壓燃料單耗bfIp：
bfIp=bfminEinExph;]]>根據原油管輸過程中所使用電力的理論最低單耗、管段起點的油流帶入及所述
無效壓耗，確...

【專利技術屬性】
技術研發人員：成慶林，李哲，孫巍，張萌，衣犀，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11