Способ управления работой нефтяных перекачивающих станций
Изобретение м.б. использовано в технике оперативно-диспетчерского управления работой нефтеперекачивающих станций на линейных участках магистральных нефтепроводов. Цель изобретения - сокращение общего числа изменений режимов и повышение надежности работы оборудования при уменьшении энергозатрат. Технологический отказ путем изменения режима перекачки при обеспечении плановой произв-сти трубопровода. Выбирают два ближайших режима перекачки, ограничивающих сверху и снизу плановую произв-сть. Устанавливают величину макс. и миним. допустимого запаса нефти в буферной емкости на каждой станции. Разбивают станции в пределах линейного участка на две группы. В первой группе станций ликвидацию отказа осуществляют путем изменения режима на предыдущей. Отказ на станциях второй группы ликвидируют за счет изменения режима работы на станциях с отказом. Рассчитывают среднее время работы всех станций без изменения режимов перекачки и устанавливают кол-во станций, входящих в первую группу, для к-рого достигается наибольшее значение среднего времени непрерывной работы всех станций без изменения режимов перекачки. Среднее время работы определяют из заданного соотношения. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ° г\ (А 0с О 21) 4609287/29 (22) 25.10.88 (46) 15.08 91 Бюл. М 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и про ктно-конструкторский институт по проблемам освоения нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа (72) V Б.Басович, Б.C.Капцанов, И.А.41а лашов, h А.Сафонов, A.Â.Ñîêîëoâ, Б.Л.Стзмблер, M.À. Гигашов, В.Б.Фогельсон и 3. З,Хациев (53) 621.643(088.8) (56) Правила техническсй эксплуатации магистральных нефтепооводов, М.; Недра, 1979, с. 126 136. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ НЕФТЯНЫХ ПЕРЕКАЧИВАЮ .ЦИХ СТАНЦИЙ (57) Изобретение может быть использовано в технике оперативно-диспетчерского управления работой нефтеперекачивающих станций на линейных участках магистральных нефтепроводов. Цель изобретения — сокращение общего числа изменений режимов и повышение надежности работы Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к способам управления операциями перекачивания различных продуктов с переключением подачи текущей среды с одного резервуара на другой, и может быть использовано в области оперативно-диспетчерского управления работой нефтеперекачивающих станций (НПС) на линейных участках магистральных нефтепроводов для реализации режимов перекачки нефти. SU, 1670288 А1 оборудования при уменьшении энергозатрат. Технологический отказ ликвидируют путем изменения режима перекачки при обеспечении плановой производительности трубопровода. Выбирают два ближайших режима перекачки, ограничивающих сверху и снизу плановую производительность. Устанавливают величину максимального и минимального допустимого запаса нефти в буферной емкости на каждой станции, Разбивают станции в пределах линейного участка на две группы. В первой группе станции ликвидацию отказа осуществляют путем изменения режима на предыдущей. Отказ на станциях второй группы ликвидируют эа счет изменения режима работы на станциях с отказом. Рассчитывают среднее время работы всех станций беэ изменения режимов перекачки и устанавливают количество станций, входящих в первую группу, для которого достигается наибольшее значение среднего времени непрерывной работы всех станций без изменения режимов перекачки. Среднее время работы определяют иэ заданного соотношения. 1 ил, Целью изобретения является сокращение общего числа изменений режимов перекачки на станциях линейного участка магистрального нефтепровода и повышение надежности работы оборудования при уменьшении энергозатрат. На чертеже показаны моментьi изменения режимов перекачки на НПС в соответствии с предлагаемым способом. Предлагаемый способ управления работой НПС базируется на следующих положе1670288 ниях, доказательство которых проводится методом математической индукции. Для реализации перекачки плановых объемов нефти по линейному участку магистрального нефтепровода: 1. На и-й (и < N) НПС осуществляют штатное изменение технологического режима перекачки при возникновении технологического отказа на (n + 1)-й НПС и нештатное изменение при возникновении технологического отказа на данной НПС при невозможности его ликвидации эа счет изменений режимов на предшествующих НПС (на N-й НПС реализуются только нештатные изменения режимов перекачки). 2. На остальных К - N+ 1 НПС осуществляют штатное изменение режима перекачки при технологическом отказе на данной НПС. 3. Нештатные изменения режима íà и-й НПС (и N) происходят тогда и только тогда, когда все буферные емкости на предыдущих НПС заполнены до максимального или опустошены до минимального технологического запаса, 4, В момент времени нештатного изменения режима перекачки и-й НПС (и < N) происходит нештатное изменение режима на всех предыдущих НПС. 5, На интервале времени между нештатными изменениями режима и-й НПС(п Ч N), не содержащем штатных изменений. происходит одно нештатное и одно штатное изменения режима (n - 1)-й НПС, 6. На интервале времени между нештатными изменениями режима и-й НПС, содержащем одно штатное изменение режима, количество, время и характер изменения режимов (n - 1)-й НПС совпадают с и-й НПС. 7. Количество штатных изменений режима и-й НПС при и < N равно количеству нештатных изменении режима и-й НПС. Основываясь на указанных положениях, можно рассчитать суммарное количество изменений режимов перекачки на линейном участке нефтепровода за единицу времени, если для кооперативного управления выбрано (no - 1) НПС, начиная с второй. Для этого рассмотрим интервал времени между первыми двумя парами нештатных изменений режима на по-й НПС, отмечая их на верхней оси а (см. чертеж). В силу п,З состояние первых и НПС, на которых осуществляется кооперативное управление, в точках А и В идентично, и для времени с > В система будет функционировать так же, как и на интервале АВ. В силу пп.4 и 5 на интервале времени АВ изменения режимов (и, - 1)-й НПС имеет вид о (см.чертеж), В силу пп.4-6 на интервале АВ изменения режимов (по — 2)-й Н П С имеют вид с (см. чертеж). Поскольку пп.4-6 полностью определя5 ют правило построения диаграммы изменения режимов (n — 1)-й НПС при известной диаграмме и-й НПС, нетрудно установить, . что числа Sп изменений режимов Hà и-й НПС в интервале времени АВ удовлетворяют со10 отношению Sn-1 = Sn + 4, п Ри и по, Sno = 2. Тогда общее число изменений режимов на первых по НПС в интервале времени АВ равно 15 по Sn =2n ( п Согласно п.7 количество изменений режимов на оставшихся К вЂ” no НПС в интервале времени АВ равно: Sno (К-no) = 2 (К-no) Тогда суммарное количество изменений режимов на всем линейном участке нефтепровода составит =gS n =2 (k+n o — n ) и =1 Учитывая положение п.З можно опреде.1ить протяженность времени интервала АВ; ;з5 По t AD —, Л у о (цмакс чо) + и =1 По 4() +,, ЛМ4 l(Qo — С1мин) = и =1 По (С макс — Цмин) ЛУЧ <(QMBKc — Qo) Х п =1 45 < (QO Цмин) Следовательно, количество изменений ре жима в единицу времени равно; S ==- =2 ТАв Ч макс С1 мин К + по по g w. а среднее время непрерывной работы всех НПС рассматриваемого линейного участка 1670288 ТА S-. Цмакс Цмин по , . Ли. X и =1 K +п0 — п0 20 магистрального нефтепровода без изменения режима перекачки продукции определяется выражением 2 Гр ц, — ротГро — q ) Таким образом, максимиэируя выражение (1) по пп, обеспечим наибольшее значение среднего времени непрерывной работы всех НПС без изменения режимов перекачки, откуда и следует справедливость математического выражения, приведенного в формуле изобретения. Для осуществления предлагаемо о способа проводят следующие операции, На основании решения задачи р >спределения потоков в:етях, например мер одом Форда-фалкерсона (2), определяют производительности линейных участков тру(зпроводов, обеспечивающие выполнение плановых заданий при учете существующих ограничений в системе. На основании анализа карт режимов определяют энергетически допустимые режимы перекачки на НПС, ограничивающие сверху и снизу рассчитанную в п.1 производительность линейного участка трубопровода. а также устанавливают максимальный и минимальный допустимый технологический запас нефти в буферных емкостях на каждой НПС. Рассчитывают значения выражения (1) для всех значений параметра и от 1 до К, Определяют количество базовых НПС (N), соответствующее значению и (п,3), при котором выражение (1) прижимает максимальное значение. Ликвидацию технологического отказа на первых (N - 1) НПС, начиная с второй, осуществляют путем изменения режима перекачки на предыдущей НПС, а на остальных — за счет изменения режима работы на НПС с технологическим отказом. Рассмотрим работу линейного участка нефтепровода, включающего пять НПС (К5). Пусть на основании решения задачи о распределении потоков в сети определена плановая производительность данного линейного участка трубопровода q, = 50 тыс.т/сут. Допустим, что на основании проведенного анализа выбраны два режима работы НПС цмакс = 70 тыс,т/сут и цмин =- 30 тыс.т/сут. Максимальное значение выражения (1) достигается при и =- 2, поэтому количество базовых емкостей N принимают равным 2, Суммарное количество изменений режимов работы НПС по предлагаемому способу и по прототипу эа одно и тоже время равно 14 и 17, а среднее время непрерывной работы всех НПС линейного участка без переключений в этих случаях равно 0,64 и 0,54 сут, соответственно. Таким образом, уменьшение суммарного количества переключений и увеличение среднего времени работы НПС между переключениями составляет около 18; . Формула изобретения Способ управления работой нефтяных перекачивающих станций, включающий ликвидацию технологического отказа, осуществляемую путем изменения режима перекачки нефтяных перекачивающих станций при обеспечении плановой производительности трубопровода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения общего числа изменений режимов на нефтяных перекачивающих станциях линейного участка магистрального нефтепровода и повышения надежности работы оборудования при уменьшении энергозатрат, выбирают два ближайших режима перекачки нефти, ограничивающих сверху и снизу плановую производительность трубопровода, устанавливают величину максимального и минимального допустимого запаса нефти в буферной емкости на каждой нефтяной перекачивающей станции, разбивают станции в пределах линейного участка на две группы, в первой группе, включающей первые и - 1 станций, начиная с второй, ликвидацию технологического отказа, заключающегося в достижении максимального или минимального технологического запаса нефти в буферной емкости при рассогласованных входном и выходном потоках, осуществляют путем изменения режима перекачки на предыдущей станции, а технологический отказ на станциях второй группы ликвидируют эа счет изменения режима работы на станциях с технологическим отказом, рассчитывают среднее время работы всех станций без изменения режимов перекачки и устанавливают количество станций, входящих в первую группу N — 1, для которого достигается наибольшее значение среднего времени непрерывной работы всех станций без изменения режимов перекачки 1670288 A W! = У!/мвкс УУмин 1, Э-иештатяие и Х- шляпные и ненекця рюкупфрЖпв/HflC Составитель И.Салькова Техред М,Моргентал Корректор М,Максимишинец Редактор А,Лежнина Заказ 2732 Тираж 307 Подписное 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 нефти, при этом среднее время работы всех станций определяют из выражения ЬЩ т— 1=! 2 СУт. K+h -h где К вЂ” количество нефтяных перекачивающих станций в пределах линейного участка, шт., 10 Фlмвкс t, 1ймин — МаКСИмаЛЬНЫй И МИНИмальный допустимый технологический запас нефти в буферной емкости íà I-ой станции, тыс.шт.; n — число, не превосходящее К, шт.; омвкс qM H, qo — соответственно максимальный, минимальный и плановый режимы перекачки нефти, тыс,т/сут, 
