Способ управления работой нефтяных перекачивающих станций

САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЛЬСТВУ асокраще мов пере рубопроводпособам упкачивания чением подзервуара на вано в облауправления их станций истральных и режимов тосится к т а именно к с циями пере ов с переклю с одного ре ть использо спетчерского рек ачивающ участках ма я реалиэацИзобретение оному транспорту,равления операразличных продуктачи текущей средыдругой, и может бысти оперативно-диработой нефтепе(НПС) на линейныхнефтепроводов длперекачки нефти. о участка и повышеования при ы иэмене- соответстния р вии с П той Нлеия ра их полож ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт попроблемам освоения нефтяных и газовьхресурсов континентального шельфа,56) Правила техническсй эксплуатации магистральых нефтепооводов, М.; Недра,1979, с. 126 136(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙНЕФТЯНЫХ ПЕРЕКАЧИВАЮ.ЦИХ СТАНЦИй(57) Изобретение может быть использованов технике оперативно-диспетчерского управления работой нефтеперекачивающихстанций на линейных участках магистральных нефтепроводов. Цель изобретения - сокращение общего числа измененийрежимов и повышение надежности работы 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 уч ска 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 являетсние общего числа изменений режкачки на станциях линейногмагистрального нефтепроводание надежности работы оборудуменьшении энергозатрат.На чертеже показаны моменежимов перекачки на НПС впредлагаемым способом.редлагаемый способ управПС базируется на следующниях, доказательство которых проводитсяметодом математической индукции.Для реализации перекачки плановыхобъемов нефти по линейному участку магистрального нефтепровода:1, На и-й (ий) НПС осуществляютштатное изменение технологического режима перекачки при возникновении технологического отказа на (и + 1)-й НПС инештатное изменение при возникновениитехнологического отказа на данной НПСпри невозможности его ликвидации эа счетизменений режимов на предшествующихНПС (на 1 ч-й НПС реализуются только нештатные изменения режимов перекачки).2. На остальных К - М+ 1 НПС осуществляют штатное изменение режима перекачки при технологическом отказе на даннойНПС,3. Нештатные изменения режима на и-йНПС (ий) происходят тогда и только тогда, когда все буферные емкости на предыдущих НПС заполнены до максимального илиопустошены до минимального технологического запаса,4, В момент времени нештатного изменения режима перекачки и-й НПС (иМ)происходит нештатное изменение режимана всех предыдущих НПС.5, На интервале времени между нештатными изменениями режима и-й НПС(пМ),не содержащем штатных изменений. происходит одно нештатное и одно штатное изменения режима (л - 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(п -1)-й НПС совпадают с и-й НПС,7. Количество штатных изменений режима и-й НПС при иМ равно количествунештатных изменении режима и-й НПС.Основываясь на указанных положениях, можно рассчитать суммарное количество изменений режимов перекачки налинейном участке нефтепровода за единицувремени, если для кооперативного управления выбрано(по - 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), Всилу п,З состояние первых и НПС, на которых осуществляется кооперативное управление, в точках А и В идентично, и длявремени 1В система будет функциониро.вать так же, как и на интервале АВ. В силупп.4 и 5 на интервале времени АВ изменения режимов (и, - 1)-й НПС имеет вид Ь(см.чертеж), В силу пп,4-6 на интервале АВ изменения режимов (по - 2)й НПС имеют вид с (см. чертеж),Поскольку пп.4-6 полностью определя ют правило построения диаграммы изменения режимов (и - 1)-й НПС при известной диаграмме и-й НПС, нетрудно установить, . что числа Яи изменений режимов на и-й НПСв интервале времени АВ удовлетворяют со отношению Яи= Яи+ 4, пРи п по, Яио = 2. Тогда общее число изменений режимов на первых по НПС в интервале времени АВ равно 15 ио5 и =2 п 1 20Согласно п.7 количество изменений режимов на оставшихся К - по НПС в интервале времени АВ равно: 2 Япо (К по) = 2 (К-по)Тогда суммарное количество изменений режимов на всем линейном участке нефтепровода составитк 5 =ХБ и =2 (1+и 2 - и о)и =1Учитывая положение п.З можно опреде.1 ить протяженность времени интервала АВ; ;з 5 Чдй = , Ауи(цмакс чо) +ии 40 +,; ЛЮи /(Цо - Цмин) = и =1и - ц )ЛУЧ и(р - оо) Хи =1 45(ЦО - С)мин) Следовательно, количество изменений ре жима в единицу времени равно; 50 Я .=- =2 Тдвакс - ч мини = а среднее время непрерывной работы вс НПС рассматриваемого линейного участТАВ Цмакс Цмин 5 10 15 ло,: ЛщХи =1К +пО - пО 20 магистрального нефтепровода без изменения режима перекачки продукции определяется выражением 2 Цмммс - РО ) ГЦО - Цммм) Таким образом, максимиэируя выражение (1) по по, обеспечим наибольшее значение среднего времени непрерывной работывсех НПС без изменения режимов перекачки, откуда и следует справедливость математического выражения, приведенного вформуле изобретения,Для осуществления предлагаемо о способа проводят следующие операции,На основании решения эадачи распределения потоков в:етях, например ме 1 одомфорда-фалкерсона (2), определяют производительности линейных участков трубопроводов, обеспечивающие выполнениеплановых заданий при учете существующихограничений в системе.На основании анализа карт режимовопределяют энергетически допустимые режимы перекачки на НПС, ограничивающиесверху и снизу рассчитанную в п.1 производительность линейного участка трубопровода, а также устанавливают максимальный иминимальный допустимый технологическийзапас нефти в буферных емкостях на каждой НПС,Рассчитывают значения выражения (1)для всех значений параметра и от 1 до К,Определяют количество базовых НПС(И), соответствующее значению и (п,З), прикотором выражение (1) прижимает максимальное значение,Ликвидацию технологического отказана первых (М - 1) НПС, начиная с второй,осуществляют путем изменения режима перекачки на предыдущей НПС, а на остальных - за счет изменения режима работы наНПС с технологическим отказом.Рассмотрим работу линейного участканефтепровода, включающего пять НПС (К 5).Пусть на основании решения задачи о распределении потоков в сети определена плановая производительность данного линейногоучастка трубопровода ц, = 50 тыс.т/сут. 25 30 35 40 45 50 55 Допустим, что на основании проведенного анализа выбраны два режима работы НПС Цмакс = 70 ТЫС,ТIСУТ И Цмин =- 30 ТЫС,Т/СУТ,Максимальное значение выражения (1) достигается при и =- 2, поэтому количество базовых емкостей й 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 ющ и й с я 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 )ч - 1, для которого достигается наибольшее значение среднего времени непрерывной работы всех станций без изменения режимов перекачки