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摘要：众所周知，中俄石油管道和西气东输等工程非常巨大，长输管道的产生为油气运输提供了加大便利，目前管道网络已经遍布了我国的大江南北，还有很多项目正在建设当中。原油长输管道设计质量控制作为项目的关键要素，与项目建设过程息息相关，关系到项目安全、管道质量、经济效益等多方面因素，因此，在原油长输管道建设期间要注重对设计质量的控制。
引言
原油长输管道投资高，运行成本高，其运行成本中能源费用所占比例较高。随着输油规模的不断扩大和分支管道的增加，其能源的消耗也越来越大。因此，为改善输油管道泵站的运行状况，降低输油成本，需对原油长输管道进行优化。对于原油长输管道输油量的多变工况，泵站不可能长期处于最优运行中，必须及时有效地调整方可提高效率、降低能耗。随着输油管网辐射面积的增大，节约能源、降低成本、实现输油管道的最优运行具有重要意义。
1优化数学模型
1.1对设计过程中的假设条件进行优化
主要表现在以下几点：一是，离心泵和加热炉与节流阀门当中的减阻剂都是强剪切的一种，在其中所添加的一些减阻剂也只是作用于站间管道。因此，如果已经确定了管道的全长，只要热力和水力条件就可以与工艺要求相符合，可以说，站数的数量越少，那么减阻剂的耗量就会越低。可以假设管路的沿线泵站和加热站共同建设成热泵站；二是，低温区域中高黏与高凝原油流动过程中，加剂之后并没有获得明显的减阻效果。所以，可以假设原油输送的温度十分高，流动是牛顿流体；三是，布置热泵站的等间距，所有热泵站间的管路热力和水力条件都是一致的，都是比较稳定的工况；四是，选择密闭输送的流程，在全线输送总量上是相同的；五是，对全线线路的走向进行确定，对于方案的优化需要按照水平管道进行考虑。
1.2优化摩擦热
想要对能量损失的结果进行精准地计算，就要建立模型时，不但结合原油和管路之间的摩擦生热，还要结合原油和泵机组之间的摩擦生热。因为摩阻损失与加热站的站间距积分的表达式非常复杂，求定积分不能直接进行，所以，运用Gauss-Legendre的数值积分进行求解。
1.3不加剂的原油管道的数学模型的优化
想要证明加剂原油管道的优化方案的经济性如何，可以把加剂和不加剂原油管道的优化方案之间作一对比。所以，还需要对没有加剂的优化数学模型进行建立。在此过程中，可以结合加剂原油管道的优化设计思路进行，不加剂条件下的原油管道的优化数学模型也属于非线性的约束NLP问题。两者之间的主要差异是指，不加剂模型当中的摩阻计算还是运用的是达西公式，同时，模型当中并未形成减阻剂的费用模型。
2对数学模型求解的优化设计
因为原油管道的优化设计的数学模型属于非线性约束和混合离散的变量NLP问题，可以对模型进行分解，主要是管路变量的优化与热泵站管路的匹配优化。前者主要运用的是混合离散变量的遗传算法，同时，运用混合离散变量的复合形法，有助于优化求解更好地搜索全局的最优点。选择混合离散变量的遗传算法对原油管道的设计最优方案进行搜索时，为放在在优化中出现较多的无用方案，可以运用遗传算法和数据库技术当中的快速检索功能融合的一种策略对求解模型进行建立，不但能够确保最优解方案的可靠性和准确性，同时，还能促进寻优速度的加快。
3对设计结果的优化
主要表现在以下几点。一是，遗传算法与复合形法的优化结果非常相似，可以看出，传算法早已对全局的最优解进行了搜索。二是，因为输送量比较大，虽然管径也较大，同时投资费也十分高，就算不运用减阻剂，在原油长输管道中的输油成本也是非常低的，然而需要注意的是必需长时间满负荷地运行；三是，如果不加剂的输送工艺在输送量上比设计的输送量大，就可以运用加剂的输送工艺。使得加剂输送和热力越站的方案进行有效融合，加热站的数量要减少，并对减阻剂用量进行减少。因为输送量越来越大，同时的沿线温降的梯度会逐渐减小。能够使得安全热力的越站有所实现。四是，选择加剂输送的管道在管径上要小于不加剂的方案，能够对钢材的用量进行节省。虽然加剂之后的摩阻损失较小，同时减阻剂的浓度也非常低，然而因为加热站的数量非常多，运用减阻剂的费用方面仍然是比较高的，因此，造成输油成本持续增高。
4原油长输管道设计质量控制措施
4.1设计阶段
对于原油长输管道设计过程中存在的问题要以质量控制为原则，主要体现在如下方面：首先在设计前要对设计项目进行分析，能够确定此项目的设计方法、设计理念、设计质量标准等；其次要建立专门的设计组织机构，明确机构中工作人员的职责，要求全责明确，各尽其职；再次在设计阶段，要求各项负责人对本项工作的质量控制要做到位、落实好，以免在施工阶段发生质量问题；最后在设计完成阶段，要做好对设计稿件的评审和检验，发现问题及时纠正。
4.2施工阶段
施工阶段是质量控制的重点阶段，设计人员应亲临施工现场与施工人员一起熟悉图纸、掌握要点，避免出现一些质量问题，施工阶段的相关质量控制如下：第一，项目部门要对项目进行策划。项目部门要根据图纸对项目进行策划，指定各项程序的负责人，合理有效的规划施工进度，研读施工规范，确保施工质量，为项目的顺利施工做好准备。第二，设计部门要将设计信息准确的传递给施工部门。原油长输管道的设计工序是十分复杂的，设计的图纸要进行严格的审核、会签，这个程序非常关键，是保证设计质量的重要环节，在设计图纸完成以后，设计部门要配合施工部门的施工，将准确的图纸信息传递给施工部门，进一步加强工程质量。第三，设计输入的完整性。设计输入的质量质量影响原油长输管道的施工质量，因此，在设计过程中要有详细的输入文件，明确的设计目标，这样才能有效的保障设计质量。
（1）不断提高设计人员的业务素质
设计人员的业务素质是设计的关键，定期对设计人员进行培训，是强化设计人员素质的有效措施。设计人员的业务素质不断的提高，一方面能将项目的设计质量提升上去，另一方面能有效的丰富设计人员的设计思路、完善设计理念，从而提升设计能力，是设计质量控制的基础措施。
（2）加强与相关方面的信息沟通
要想设计出一项合格的、完美的设计作品，让投资方满意，设计人员在设计之初要与相关管理部门进行有效的沟通，了解设计需要的相关信息，这样才能设计出符合实际需要的图纸。设计人员的沟通方式主要有技术交流会、方案讨论会、评审会、征求意见会等。
结语
综上所述，在本文中对加减阻剂之后的水力坡降和原油流量与黏度以及管径关系，还有减阻剂的浓度和流量与黏度以及管径关系下的数学模型进行了建立。选择遗传算法的优化技术得到两个模型当中存在的回归参数，对数学模式的设计进行优化，提高了方案的可靠性与准确性。从算例的验证结果中可以看出，选择加剂输送的方案优化设计，需要结合减阻剂和电力与燃油价格以及运行管理费等方面所带来的影响，选择不加剂的输送工艺过程中，需要注意的是长时间的满负荷运行，同时电价较低，这样的方案是最经济的。
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