Разработка методики проведения многомерной оптимизации энергопотребления системы магистральных нефтепроводов за счет формирования грузопотоков нефти различных месторождений

UDK: 622.692.4.053
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-6-98-103
Ключевые слова: разветвленная магистральная нефтепроводная система, смешение нефтей, многосортная смесь нефтей, рациональное смешение
Авт.: Р.Р. Ташбулатов (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н., Р.М. Каримов (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н., А.Р. Валеев (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н., Б.Н. Мастобаев (Уфимский гос. нефтяной технический университет), д.т.н.

В статье поставлена новая задача формирования грузопотоков нефти различных месторождений по системе магистральных нефтепроводов с возможностью управления реологическими свойствами перекачиваемой продукции за счет рационального смешивания в узловых точках трубопроводной системы – на нефтеперекачивающих станциях с резервуарными парками. Актуальность постановки этой задачи обусловлена современной тенденцией увеличения доли добычи высоковязкой и застывающей при высоких температурах нефти, а также необходимостью их вовлечения в магистральный трубопроводный транспорт в ближайшей перспективе. Решение рассматриваемой задачи позволит формировать маршруты движения потоков нефти различных месторождений таким образом, чтобы обеспечивались минимальные суммарные затраты энергии на перекачку. Для определения параметров смешивания в узловых точках в качестве основного расчетного модуля предложено использовать стандартный алгоритм многомерной оптимизации – симплекс-метод. Целевая функция представлена в виде суммарных энергозатрат на перекачку в зависимости от концентраций смешеивания нефти в узловых точках системы магистральных нефтепроводов. Предложен способ расчета целевой функции для любой разветвленной сети магистральных нефтепроводов с применением алгоритмов построения дерева смешивания и определения свойств нефти с использованием алгоритма обхода дерева. Также рассмотрены вопросы определения границы допустимого смешивания исходя из обеспечения массового баланса и сохранения запаса качества сдаваемой потребителям нефти. В качестве примера задача решена для элемента магистральной нефтепроводной системы с четырьмя узлами смешивания нефти в случае повышения вязкости нефти одного из поставщиков. Проведение многомерной оптимизации энергопотребления для данной системы позволило выявить возможность повышения ее энергоэффективности более чем на 2 %.

Список литературы

1. Кацал И.Н. О качестве нефти в системе магистрального транспорта ОАО «АК «Транснефть» // 4-ая Международная конференция Argus Рынок российской нефти 2014. – https://www.transneft.ru/pressroom/docs8.

2. О формировании грузопотоков нефти в системе магистральных нефтепроводов ОАО «АК «Транснефть» / И.Н. Кацал, А.Ю. Ляпин, Е.С. Дубовой [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 2 (22). – С. 92–95.

3. Каримов Р.М., Ташбулатов Р.Р., Мастобаев Б.Н. Повышение энергоэффективности перекачки за счет перераспределения грузопотоков и оптимального смешения реологически сложных нефтей // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2017. – № 3. – С. 13–18.

4. Ташбулатов Р.Р. Прогнозирование вязкостно-температурных характеристик течения смесей при совместной транспортировке различных нефтей в системе магистральных нефтепроводов: дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2019. – 135 с.

5. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. – М.: Высшая школа, 1985. – 327 с.

6. Montgomery D.C. Design and Analysis of Experiments. – Hoboken: John Wiley, 2017. – 629 p.

7. Управление качеством нефти: Информационное обеспечение / М.С. Гришанин, С.А. Андронов, И.Н. Кацал, Н.А. Козобкова // Трубопроводный транспорт нефти. – 2016. – № 4. – С. 4–11.

8. Закиров А.И. Обоснование режимов трубопроводного транспорта битуминозной нефти: дис. … канд. техн. наук. – СПб., 2016. – 170 с.

9. Method for Calculating the Viscosity of Multicomponent Oil Blend / R.R. Tashbulatov, R.M. Karimov, B.N. Mastobaev, O.A. Makarenko // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. – 2019. – DOI:10.1088/1755-1315/272/2/022196

10. Коршак А.А., Нечваль А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов . – СПб: Недра, 2008. – 488 с.

11. Ремез Е.Я. Основы численных методов чебышевского приближения. – Киев: Наукова думка, 1969. – 624 с.

12. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов / П.И. Тугунов, В.Ф. Новоселов, А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. – Уфа : ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. – 658 с.

13. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. – Киев: Техника, 1975. – 168 с.

14. Stephens R. Essential Algorithms: A Practical Approach to Computer Algorithms . – Hoboken: John Wiley, 2013. – 759 p.

15. Узловая реологическая задача смешения нефтей для оптимального распределения грузопотоков в разветвленной сети нефтепроводов / Р.Р. Ташбулатов, Р.М. Каримов, А.Р. Валеев, Б.Н. Мастобаев // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2018. – № 5. – С. 532–539.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.