申请/专利权人：中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心;胜利油田检测评价研究有限公司

申请日：2019-08-29

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN112528453B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F16/215;G06F16/28;G06F17/18;G06Q50/06;G06F111/10;G06F119/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2021.04.06#实质审查的生效;2021.03.19#公开

摘要：本发明提供了一种基于数据清洗的集输系统能耗计算系统，属于涉及石油勘探领域。其技术方案为：一种基于数据清洗的集输系统能耗计算系统，其特征在于，包括：采集油田集输系统的运行数据，并对所述运行数据进行分类并通过数据清洗处理获得协调数据；对所述协调数据进行分析，确定主控因素；根据所述主控因素得到所述油田集输系统的主要耗能设备，并建立所述主要耗能设备的生产参数的关系模型；对所述关系模型进行分析得到系统的能耗评价模型并用方程组的方式进行阐述；对所述能耗评价模型进行耦合并建立费用优化模型。本发明的有益效果为：运行数据进行清洗的基础上，建立集输系统主要耗能设备的生产参数的关系模型，对关系模型进行分析拟合得到集输系统的费用优化模型，为确定不同单元的节能潜力空间做参考的。

主权项：1.一种基于数据清洗的集输系统能耗计算系统，其特征在于，包括：采集油田集输系统的运行数据，并对所述运行数据进行分类并通过数据清洗处理获得协调数据；对所述协调数据进行分析，确定主控因素；根据所述主控因素得到所述油田集输系统的主要耗能设备，并建立所述主要耗能设备的生产参数的关系模型；对所述关系模型进行分析得到系统的能耗评价模型并用方程组的方式进行阐述；对所述能耗评价模型进行耦合并建立费用优化模型；所述主要耗能设备包括：电脱水器、加热炉、稳定塔和沉降罐，并建立电脱水器的关系模型、加热炉的关系模型、稳定塔的关系模型和沉降罐的关系模型；所述电脱水器的关系模型具体为，采集破乳剂浓度、破乳温度和脱水率的现场数据，采用Matlab软件对破乳剂浓度、脱水率和破乳温度进行拟合，得到电脱水器脱水率与破乳温度和破乳剂浓度之间的关系为：s＝ft,c＝-1.938e4+2.461t+1312c-0.1332t2+0.1377tc-33.12c2+0.004544t2c0.006442tc2+0.3698c3-3.849e-5t2c2+5.925e-5tc3-0.00154c4所述加热炉的关系模型具体为：现场测定加热炉的燃料参数和热平衡参数，对加热炉进行反方向热力计算，得到加热炉的污垢热阻，然后基于计算出的所述污垢热阻，进行优化计算，得到最优燃料量和最优过量空气系数；所述稳定塔的关系模型具体为：在Hysys中对现场生产工艺进行建模并模拟，然后调用Balance模块计算求得稳定前后的饱和蒸汽压，改变稳定塔内闪蒸压力和温度，模拟出不同温度和闪蒸压力下的饱和蒸气压，分析得稳定塔内压力随来油温度间的关系为：Pm＝1.3524t-25.058，稳定塔出气量与来油温度的关系为：Vys＝1.163t-12.685；所述沉降罐的关系模型具体为：根据现场比例取样，用停留时间法进行沉降实验，对实验结果进行拟合得到沉降温度与含水率的关系为：对实验结果进一步处理，摘取不同药剂浓度下不同沉降温度下对应的油品含水率绘制关系曲线，拟合得到温度与药剂浓度关系为tcj＝1.29×1011cy-5.094+51.72；所述能耗评价模型为： By＝c·Q·10-6式中，Brl为加热炉需要的燃料量，m3d；m为被加热介质的流量，kgs；cpm为脱水加热炉中原油的平均比热容，kJkg·℃；tci、tri为油水出第i台加热炉和进第i台加热炉的温度，℃；Qydw为加热炉使用的燃料的低位发热值，kJkg；ηjrli为第i台加热炉的工作效率，％；ΣBdf为所需电费总量；Qi为第i台泵的体积流量，m3h；Pbci为泵的出口压力即第i条管路起始点压力，MPa；Pbri为泵入口压力即第i条管路的来液压力，MPa；ηbi为第i台泵的效率；Vdti为电脱水器工作电压即第i个电脱水器工作电压，V；Idti为电脱水器工作电流即第i个电脱水器工作电流，A；ηdti为电脱水器效率；Ni为指示功率，kW；ηyi为压缩机组的效率；By加入的化学破乳剂的量，kgd；c为加入破乳剂的浓度，ppm；Q为电脱水系统每天的来液量，m3d；以总运行费用最低为目标，将3个耗量耦合建立的费用优化模型为：minF＝ftgw,Pgw,tcj,twd,cyj,tws,Pws＝Fr+Fd+Fs，其中，tgw为管网优化温度即管网加热炉出口温度，℃；Pgw为管网优化压力即管网泵的出口压力，MPa；tcj为沉降罐优化温度即沉降温度，℃；twd为稳定塔优化温度即稳定加热炉出口温度，℃；cyi为药剂浓度即沉降罐加药浓度，mgL；tws为管网优化温度即外输加热炉出口温度，℃；Pws为外输优化压力即净化油泵的出口压力，MPa；Fr为燃料费用；Fd为电力费用；Fy为药剂费用；所述燃料费用为： 其中Rr为燃料价格，元m3；Qr为燃料发热量，kJm3；ηil为加热炉热效率根据加热炉优化模型得出；Gi为管网加热炉、脱水加热炉、稳定加热炉、外输加热炉流量，th；co、cw为油水比热，kJkg·℃；tci、tri分别为加热炉出口和进口的温度当计算管网燃料费用时，tci、tri分别表示管网优化温度tgw和管网加热炉进口温度；当计算沉降罐前加热炉燃料费用时，tci、tri分别表示沉降罐优化温度tcj和加热炉进口温度tcj；当计算沉降罐前加热炉燃料费用时，tci、tri分别表示稳定塔优化温度和加热炉进口温度twd；当计算外输加热炉燃料费用时，tci、tri分别表示外输优化温度和加热炉进口温度tws，为含水率随时间的变化规律；所述电力费用为： 其中Rd为电费，元kW·h；Qi为第i台泵的体积流量，m3h；Pbci为泵的出口压力即第i条管路起始点压力，MPa；Pbri为泵入口压力即第i条管路的来液压力，MPa；ηbi为第i台泵的效率；Vdti为电脱水器工作电压即第i个电脱水器工作电压，V；Idti为电脱水器工作电流即第i个电脱水器工作电流，A；ηdti为电脱水器效率；Ni为指示功率，kW；ηyi为压缩机组的效率；所述药剂费用为Fy＝c·Q·Ry·10-6，式中，Fy加入的化学破乳剂的费用，元天；c为加入破乳剂的浓度，ppm；Q为电脱水系统每天的来液量，m3d；Ry破乳剂的价格，元吨。

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