Внедрение компьютерной системы управления в магистральные нефтепроводы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ой части, взаимного влияния и нелинейной части); - соответственно, давление и плотность нефти на входе насоса.
Линейная часть:
На основе экспертных методов и модифицированного метода последовательного включения регрессоров определены следующие нечеткие уравнения множественной регрессии, описывающие работу линейной части нефтепровода:
(37)
где - выходные параметры, соответственно, объем нефти на выходе линейной части (производительность), плотность нефти на выходе, температура нефти давление; идентифицируемые коэффициенты регрессии; - входные параметры, соответственно, объема нефти на входе (в начале ЛЧ), плотность поступающей в ЛЧ нефти, температура и давление на входе ЛЧ.
Получение по этой методике числовые значения нечетких коэффициентов регрессии введены в программное обеспечение созданной компьютерной системы поддержки принятия решений, для поиска оптимальных вариантов проекта или эффективных режимов работы действующих магистральных нефтепроводов.
С повышением температуры грунта в весенне-летний период часть тепловых станций (например, 80 км, 242 км и 435 км) можно останавливать (что делается на практике), при этом возникает необходимость несколько повышать температуру подогрева па остальных работающих пунктах подогрева нефти. В этом режиме, за iет исключения эксплуатационных расходов остановленных станций подогрева нефти, получается определенный экономический эффект (эксплуатационный расход составляет 573.6 млн. тенге в год). Однако, при этом на участках сразу после пунктов подогрева потери тепла существенно возрастает, что приведет к повышению эксплуатационных расходов.
Если же оставить в работе всех станций подогрева нефти в течение всего года, а при повышении температуры грунта (весенне-летний период) снижать температуры подогрева нефти, то потери тепла будет существенно меньшими и снижаются затраты на перекачку.
В нефтепроводах с большим объемом перекачки нефти, каким является магистральный нефтепровод Узень-Атырау-Самара, технология перекачки при снижении температуры подогрева нефти всех станций подогрева оказывается более экономичной (эксплуатационный расход составляет 555.9 млн. тенге в год). В проектном варианте эксплуатационный расход составляет 678.5 млн. тенге в год [4].
2.4 Математическая модель проектирования и управления нефтепроводами с учетом динамики их функционирования
Магистральные нефтепроводы являются объектами, характеризирующимися длительным сроком эксплуатации, нестабильными показателями годовых объемов перекачки, сложностью управлении. В связи с эти, при проектировании и управлении нефтепроводами возникает необходимость анализа и оценки вариантов, отличающихся сроками осуществления затрат iелью обоснованного планирования затрат, оправданных с точки зрения эффекта, ожидаемого в настоящее время и в будущем. Выбор начальной конфигурации нефтепровода и очередности осуществления мероприятий по увеличению его пропускной способности с учетом динамики капитальных вложений и нечеткости исходной информации является важной задачей.
Задача выбора оптимальных параметров нефтепровода с учетом динамики его функционирования формулируется следующим образом.
Имеется план трассы нефтепровода, связывающего нефтедобывающие узлы с группой нефтеперерабатывающих заводов и наливных станций. Данная трасса характеризуется инженерно-геологическими, топографическими показателями, протяженностью магистрали, станциями подогрева и перекачки нефти. Для каждого года раiетного периода известны количество перекачиваемых нефтей и их физико-химические свойства.
При математическом описании часто возникает проблемы нехватки достоверной статистической информации. В этом случае, недостающая информация дополняется за iет информации, полученной от специалистов-экспертов. Такая информация представляется как в виде оценочной количественной, так и в словесной, нечеткой форме. Нечеткая информация, как уже отмечалось, обрабатывается методами теории нечетких множеств.
Допустим, требуется определить оптимальную трассу и технологические параметры нефтепровода (диаметра труб, расстановку и режимные параметры насосных и тепловых станции), план мероприятий по увеличению его пропускной способности при заданных технико-экономических и технологических ограничениях, чтобы затраты на строительство, эксплуатацию и управлению трубопроводами в раiетном периоде были минимальными.
Приведем математическую формализацию данной задачи.
Пусть продолжительность планового периода составляет Т лет, N - количество видов нефтей в течение планового периода; тt - количество отводов в году t; тs - количество притоков в году t; - производительность нефтепровода по j-му виду нефти в году - сброс j-го вида нефти по i-тому отводу в году t; - подвод j-того вида нефти в k-м пункте в году t; х0j,t- раiетная производительность нефтепровода по j-му продукту в году t; хijt - раiетный сброс j-го продукта по i-му отводу в году t; хkjt - раiетный подвод j-го продукта по k-му пункту в году t; - эксплуатационные расходы в году t при работе нефтепровода в режиме если он расiитан на режим
Пусть K1(0,х1) - стоимость строительства нефтепровода в раiете на режим x1; Kt+l(xt,xt+l) - капитальные вложения для осуществления наиболее экономического мероприятия по реконструкции трубопровода с режима xt в году t на режим хt+1 в гoдy t+1,
Тогда при наличии дополнительного ограничения для всех t, и с учетом ограни?/p>