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1、成品油输油管道调度计划-输油泵运行方案优化研究 王博冉论文选题意义 节能减排是“十二五”规划的重要目标之一。然而，在 我国很多行业的多数装置上，能源消耗与产出的比值 远远低于发达国家，因此提高生产效益势在必行。而 长输管道输送热油的过程中，就会产生许多不必要的 能量损耗，为了达到节能减排，造福后世的效果，需 要对长输管道的运行费用进行优化分析。而长输热油 管道的运行费用主要由输油泵的动力费用和热力费用 构成, 其中输油泵的动力费用占主导地位, 所以对长输 管道的运行优化通常就是对泵机组的组合优化。通过 对某原油储运站泵机组运行现状的分析, 针对设备利 用不充分、输送过程能耗高等问题, 结合生产
2、实际对 泵机组的配置和运行方案进行比较与分析。在使现有 设备得到充分利用的基础上, 提出输油泵机组的最佳 配置与优化运行方案, 可以有效降低能耗, 也可以提高 运行效率, 经济效益明显。研究目标和拟采取的研究方法 以管道全线动力费用最低为目标函数， 以泵站在实际运行过程中需要完成的油 品输量为约束条件，同时满足管道水力 、工艺及强度等约束条件，建立优化过 程的数学模型，编制计算机程序实现泵 性能参数的计算和优化配泵。 广泛地查阅相关资料，经过大量地数学 计算和模型建立，经过对比选出最优化 的方案。研究内容 （1）建立数学模型，这一项工作中包含 ，第一步，模型的假设，第二步，选取 目标函数，第三
3、步，确定约束条件。 （2）研究改进之后的遗传算法，确定这 种算法的主要步骤，以及接下来要做的 具体工作。 （3）改进后的遗传算法在输油管道泵组 运行优化中的应用，第一，要确定编码 方案，第二，确定适应值函数，第三， 具体的遗传操作。 （4）结合实例进行计算，得出结论，编 制程序技术路线和实验方案及可行性 先确定变量，然后利用算法建立数学模型。第 二步工作是确定开泵方案。应用改进后的遗传 算法可以对整个输送过程优化, 求得各阶段的 最优结果. 在满足工艺要求的同时, 降低输送成 本, 提高经济效益. 长输管道运行消耗的动力费用数目宠大,如果优 化管道运行参数,使管输运行达到最优化,不仅 可以降低
4、输油能耗,而且还可以提高经济效益。 目前,计算输油管道优化运行的方法通常采用动 态规划算法。近年来遗传算法( Genetic Algorithm ,简称GA)的应用越来越广泛,将这种 寻优方法改进之后引入输油泵优化运行数学模 型的求解是可行的。 拟研究解决的关键问题 建立泵站开泵方案优化过程的数学模型 并给出求解方法。采用最优化方法求解 所建立的工艺方案优化模型能更好地寻 求最优解，但是该模型是较为复杂的离 散混合型非线性优化问题，必须深入学 习和了解遗传算法这种优化方法，经过 对具体情况的分析，对方法进行一些改 进之后才能更好地应用，以保证最优解 的正确性及求解速度。可能的创新之处 对常规的
5、基本遗传算法进行改进，也就 是在具体的算法进行过程中，在选择编 码过程中，可以考虑应用Gray编码，动 态编码，有序串编码等。同样在选择适 应度函数的时候，对于要研究的问题， 该选取什么样的比例变换也是可以改进 的点。而在遗传操作中，也可以根据实 际的情况，进行精度较高的，适应性更 好的方法选择。 论文工作计划 研究方案及进度安排： (1)2011年9月2011年1月实际与理论相结合立题，广泛收集国内外相 关领域的文献资料并做分析研究，熟悉相关知 识，掌握相关技术要点； (2)2012年3月2012年9月在先前工作的基础上，对具体实例进行数学 建模和求解等相关的工作。 (3)2012年10月2
6、012年12月进一步完善理论和程序，进行编程。 (4)2011年1月2011年3月撰写毕业论文、准备答辩。预期达到的目标、预期的研究成果 (1) 在国内期刊上发表相关文章至少一篇 。 (2)以动力费用最小为目标函数, 建立长 输管道全线泵机组优化数学模型。以某 长输管道为例, 采用所建立的数学模型设 计最佳开泵方案 参考国内外文献情况 1.刘 杨； 用动态规划方法计算泵- 管系统最优化设计 ； 国外油田工程, 1994, 10(1)；47-51 2.崔艳雨；陈世一；确定开泵方案的两阶段优化法； 石油化工高等学校学报 2005(04) 4.汪亚超；动态规划法在泵站运行管理中的应用 1991(02
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8、策方案研究； 2010.2,29（2）；12-14 11 李 晋 ,马英利 ,张 静 ,吴 明；原油管道安全优化运行 研究；辽宁石油化工大学学报；2009.3 29（1）；48- 49 12 马立新；申龙涉；孟祥谦；马启富；孙维；长输管 道泵机组优化数学模型 油气储运，2010,29（4）31- 34 13 戴福俊； 吴迪；南输管道泵机组的优化配置；油气 储运，1995 11（3） 22-26 14 常新科；襄樊站输油泵优化运行研究；油气储运， 1996 12（15）9-12 15 RAMEY H J. Well bore h eat t ransmis J . JPT 1962( 4) :
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