Способ управления работой нефтяных перекачивающих станций Советский патент 1991 года по МПК F17D3/00 

ниях, доказательство которых проводится методом математической индукции.

Для реализации перекачки плановых объемов нефти по линейному участку магистрального нефтепровода:

1.На n-й (n N) НПС осуществляют штатное изменение технологического режима перекачки при возникновении технологического отказа на (п + 1)-й НПС и нештатное изменение при возникновении технологического отказа на данной НПС при невозможности его ликвидации за 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 на n-й НПС (n 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 n-й НПС (n N) происходит нештатное изменение режима на всех предыдущих НПС.

5.На интервале времени между нештат- ными изменениями режима n-й НПС(п N),

не содержащем штатных изменений, происходит одно нештатное и одно штатное изменения режима (п - 1)-й НПС,

6. На интервале времени между нештатными изменениями режима n-й НПС, содержащем одно штатное изменение режима, количество, время и характер изменения режимов (п - 1}-й НПС совпадают с п-й НПС.

7. Количество штатных изменений ре- жима n-й НПС при п N равно количеству нештатных изменении режима n-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 (п0 - 1) НПС, начиная с второй.

Для этого рассмотрим интервал времени между первыми Двумя парами нештат- ных изменений режима на п0-й НПС, отмечая их на верхней оси а (см. чертеж). В силу п.З состояние первых п НПС, на которых осуществляется кооперативное управление, в точках А и В идентично, и для времени t В система будет функциониро вать так же, как и на интервале АВ. В силу пп.4 и 5 на интервале времени АВ измене ния режимов (п0 - 1)-й НПС имеет вид о

(см.чертеж). В силу пп.4 6 на интервале АВ изменения режимов (п0 - 2)-й НПС имеют вид с (см. чертеж).

Поскольку пп.4-6 полностью определяют правило построения диаграммы изменения режимов (п - 1)-й НПС при известной диаграмме n-й НПС, нетрудно установить, что числа Sn изменений режимов на n-й НПС в интервале времени АВ удовлетворяют соотношению

Sn-i Sn + 4, при n n0; Sno 2.

Тогда общее число изменений режимов на первых п0 НПС в интервале времени АВ равно

по 2

п 1

(1)

Согласно п.7 количество изменений режимов на оставшихся К - по НПС в интервале времени АВ равно:

Sn0 (К-По) 2 (К-п0)

Тогда суммарное количество изменений режимов на всем линейном участке нефтепровода составит

К п - 1

(k+n2-no) ,

Учитывая положение п.З можно определить протяженность времени интервала АВ;

.30

по TAG 2, AWr/(qMaKC -qo) +

n 1

+ 2, AWn /(P° РМИН) n 1

(Рмакс -Рмин) Д W /(дмакс - Qo) X

n 1

X (qo - QMHH) ,

Следовательно, количество изменений жима в единицу времени равно:

с - St rj (дмакс - до) (до - дмин) ,

I АВЧмакс QMHH

К 4- По - П0

AWn

а среднее время непрерывной работы всех НПС рассматриваемого линейного участка

магистрального нефтепровода без изменения режима перекачки продукции определяется выражением

Пиане 0,мин

2 (Ямакс - qo ) ( QO Рмин)

ПО

2 AWn п 1

К +п§ по

Таким образом, максимизируя выражение (1) по По, 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 предлагаемого способа проводят следующие операции.

На основании решения задачи распределения потоков в сетях, например ме одом Форда-фалкерсона (2), определяют производительности линейных участков трубопроводов, 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 п от 1 до К.

Определяют количество базовых НПС (N), соответствующее значению п (п.З), 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 (К- 5).

Пусть на основании решения задачи о распределении потоков в сети определена плановая производительность данного линейного участка трубопровода q0 50 тыс.т/сут.

Допустим, что на основании проведенного анализа выбраны два режима работы НПС Рмакс 70 тыс.т/сут и дмин 30 тыс.т/сут.

Максимальное значение выражения (1) достигается при п - 2, поэтому количество базовых емкостей N принимают равным 2. Суммарное количество изменений режимов работы НПС по предлагаемому способу и по прототипу за 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 суммарно- го количества переключений и увеличение среднего времени работы НПС между переключениями составляет около 18%.

20

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, отличающийся тем, что, с целью сокращения общего числа изменений режимов на иефтяных 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 п - 1 станций, начиная с второй, ликвидацию технологического отказа, заключающегося в достижении максммального 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 за 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

нефти, при этом среднее время работы всех станций определяют из выражения

$ AW,

дмжс дмнн

i 1

2 ( - Qo ) ( ро - QMMH ) К + П2 - П

сут.,

где К - количество нефтяных перекачивающих станций в пределах линейного участка, шт.;

AW| WMBKC I-WMMH I

WMSKC (. WMHH i - максимальный и минимальный допустимый технологический запас нефти в буферной емкости на l-ой станции, тыс.шт.; п - число, не превосходящее К, шт.; QMBKC , QMHH, Qo - соответственно максимальный, минимальный и плановый режимы перекачки нефти, тыс.т/сут.

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.

А

н

8

®

8)8)

V А,

® нештатные и Х-штатные изменения PVK.UHO&работыН№

е

В

V /

Х(ф ф Су А