CN102679157A - 一种输油操作中避免串油的方法 - Google Patents

Abstract

一种输油操作中避免串油的方法，通过将调度任务转化为在联通图中搜索最简的树状图，实现了对油库和泵站的调度任务自动计算操作流程的算法；通过设置节点的属性，并反复执行判断节点是否与“已搜索”的节点相连，可以保证搜索出的最简操作流程不会发生串油和甩泵等生产事故；本发明计算过程不受输油站或油库规模及复杂程度限制，可对任意油库或输油站进行操作。

Description

一种输油操作中避免串油的方法

技术领域

本发明涉及输油工艺处理，特别涉及一种输油操作中避免串油的方法。

技术背景

管道输油是一类危险性大、技术含量高、地域跨度广的复杂系统。准确的操作对于管道输油企业的安全生产、经济效益有着直接和决定性的影响。但大型油库或输油站的工艺流程复杂，进库和出库操作往往同时并存，操作人员有时很难根据当前的实际工况判断出完成调度任务所需要动作哪些阀门、泵、加热炉或换热器，错误的操作很容易导致串油等事故的发生。

特别是当已有工况复杂时，操作人员如何才能找出最为简化的操作路径，是一个较为困难的问题。目前的做法是根据人工肉眼进行判断，或者是将油库或输油站的所有设备进行编号，利用广度或深度搜索的方法进行试探，通过比较多条可行路径确定最简单的操作方案。前者容易发生误判，后者则会导致计算时间长，影响生产效率。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种输油操作中避免串油的方法，能够避免串油事故的发生，具有处理时间快的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种输油操作中避免串油的方法，包括以下步骤：

步骤一、将输油工艺流程图作为一张联通图，将输油系统中各个装置及输油管道的交叉点均作为连通图中的节点进行编号，并对每个节点设置至少“是否搜索”和“节点类型”两个属性，节点的属性应反映出该节点是实际装置还是输油管道的交叉点，所述的装置包括输油系统中的泵、加热炉、换热器、计量器和罐等装置；

步骤二、将步骤一中所有节点间实际存在的路径进行编号，同时记录各个路径两端节点的编号；

步骤三、通过SCADA系统，或实时数据库读取所有设备的状态，所有正在运行设备和检修设备所对应节点的“是否搜索”属性设置为“已搜索”，其它节点的“是否搜索”属性设置为“未搜索”；

步骤四、通过逐个检查实际存在的路径两端节点的编号，判断输油管道交叉点是否和属性为“已搜索”的节点直接相连，若是，则该输油管道交叉点的“是否搜索”属性设置为“已搜索”，重复本步骤至少2次或以上，以确保所有和运行及检修装置直接相连或通过输油管道交叉点相连的节点属性被设置为“已搜索”；

步骤五、逐个检查联通图每一条路径两端节点的“是否搜索”属性，若任一节点的“是否搜索”属性为“已搜索”，则在联通图中删去该路径；

步骤六、根据调度任务，确定两个端点的节点编号，利用“广度搜索”或“深度搜索的方法”在删去部分路径的联通图中确定调度任务两个端点之间的最短路径；

步骤七、通过SCADA系统，对最短路径所涉及到的节点对应的装置触发“开”指令，避免串油的输油系统进行输油工作。

本发明通过将调度任务转化为在联通图中搜索最简的树状图，实现了对油库和泵站的调度任务自动计算操作流程的算法；通过设置节点的属性，并反复执行判断节点是否与“已搜索”的节点相连，可以保证搜索出的最简操作流程不会发生串油和甩泵等生产事故。本发明计算过程不受输油站或油库规模及复杂程度限制，可对任意油库或输油站进行操作。

附图说明

图1是某场站商储区的工艺流程图。

图2是对应图1的连通图。

图3为计算实例图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做详细叙述。

一种输油操作中避免串油的方法，包括以下步骤：

步骤一、将输油工艺流程图作为一张联通图，将输油系统中各个装置及输油管道的交叉点均作为连通图中的节点进行编号，并对每个节点设置至少“是否搜索”和“节点类型”两个属性，节点的属性应反映出该节点是实际装置还是输油管道的交叉点，所述的装置包括输油系统中的泵、加热炉、换热器、计量器和罐等装置；

步骤二、将步骤一中所有节点间实际存在的路径进行编号，同时记录各个路径两端节点的编号；

步骤三、通过SCADA系统，或实时数据库读取所有设备的状态，所有正在运行设备和检修设备所对应节点的“是否搜索”属性设置为“已搜索”，其它节点的“是否搜索”属性设置为“未搜索”；

步骤四、通过逐个检查实际存在的路径两端节点的编号，判断输油管道交叉点是否和属性为“已搜索”的节点直接相连，若是，则该输油管道交叉点的“是否搜索”属性设置为“已搜索”，重复本步骤至少2次或以上，以确保所有和运行及检修装置直接相连或通过输油管道交叉点相连的节点属性被设置为“已搜索”；

步骤五、逐个检查联通图每一条路径两端节点的“是否搜索”属性，若任一节点的“是否搜索”属性为“已搜索”，则在联通图中删去该路径；

步骤六、根据调度任务，确定两个端点的节点编号，利用“广度搜索”或“深度搜索的方法”在删去部分路径的联通图中确定调度任务两个端点之间的最短路径；

步骤七、通过SCADA系统，对最短路径所涉及到的节点对应的装置触发“开”指令，避免串油的输油系统进行输油工作。

长输管道输油主要将原油、天然气及其它产品，从油气田的油库、转运码头或外输首站，通过长距离油气输送管线输送到炼油厂、石油化工厂等用户的过程。输油场站的工作任务是对油品进行存储和外输，将其它场站或油厂的油品存储于该输油场站的储油罐内，并且可以将储油罐里的油品传输到场站的其它区或跨站运输。

某大型输油场站共分为商储1区、商储2区及中转区三个模块。图1所示为场站的商储1区工艺流程图，调度任务下达的方式主要有油品入库调度和出库调度，其中入库调度任务需要明确给出来油的位置和入库的储油罐，出库调度任务需要明确给出具体出库的储油罐，操作人员须根据实际的生产需求选择合适的泵组，由泵组的排量大小自动计算选择管径合适的输油管道。当具体的调度任务下达后，工作人员可根据指示准确地操作油阀并明确其开关状态以确保油品能输入或输出正确的油罐。

分析场站的工艺流程可知，在调度任务下达后，确定工艺流程所涉及的装置主要有：1)电动阀；2)泵组；3)油罐。这三种装置之间通过管道相连。若将这三种装置视为节点的话，那么场站可以等效为一个连通图。这一连通图中的线路既是连接各个装置的管道。从图1还可发现，等效场站工艺流程的连通图不同于普通的连通图，它应该同时包含了有向图和无向图。因为场站的部分管道可以双向输油，部分管道(如图1中和输油泵相连的管道)只能单向输油。

为了清楚的用一个连通图来表示场站的工艺流程，本文将连通图中的节点分为以下三类：1)阀门，用符号v表示；2)泵，用符号P表示；3)空节点用符号N表示；4)特殊装置(如计量站)，在图中直接标出。四种类型的节点中，空节点表明该节点在工艺流程中只起中转的作用，集油管就是一种典型的空节点。在明确了连通图节点的定义后，可以直接根据工艺流程画出对应的连通图。以图1为例，其对应的连通图可以用图2表示。

一般而言，下达到场站的调度任务仅仅指明来油位置和存储位置。例如：“1号入口来油经计量间至G-101”就是一典型的调度任务。仅仅依靠图1或图2利用计算机直接确定执行该调度任务需要动作那些阀门相对较难实现。但在图2的基础上我们可以发现，确定需要动作那些阀门和泵实际是一个明确了“始点”和“终点”的辐射状连通图的搜索过程。

仍以调度任务“1号入口来油经计量间至G-101”为例，“1号来油”位置在几何模型图中编号为1，G-101罐编号为81。可以发现，确定完成该调度任务的操作方案实际只需确定图2中节点1至节点81的辐射状连通图即可，节点1至节点81之间的辐射状连通图所涉及的节点既是完成该调度任务所需要动作的阀门和泵。

但由于在搜索联通图的过程中，必须考虑到输油站当前的实际工况，否则计算出的路径有可能导致串油的生产事故，因此在搜索前，我们首先定义节点最简结构如下：

Type RW＝Record  //节点结构

Style：Integer；//节点类型1为装置，0为联通点

Find：Boolean；//搜索标志，True为搜索过，False为未搜索节点

Serial：Integer；//节点编号

Up：Integer；//上级节点编号

End；

以一真实的调度任务：“1号入口来油经计量间至G-103罐”为例，计算出的结果如图3所示，和现场有经验的操作人员做出的处理完全一致。对某大型场站全天调度任务进行了操作指导计算，正确率为100％，证明本发明的正确性。

Claims (1)

1.一种输油操作中避免串油的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将输油工艺流程图作为一张联通图，将输油系统中各个装置及输油管道的交叉点均作为连通图中的节点进行编号，并对每个节点设置至少“是否搜索”和“节点类型”两个属性，节点的属性应反映出该节点是实际装置还是输油管道的交叉点，所述的装置包括输油系统中的泵、加热炉、换热器、计量器和罐等装置；

步骤二、将步骤一中所有节点间实际存在的路径进行编号，同时记录各个路径两端节点的编号；

步骤三、通过SCADA系统，或实时数据库读取所有设备的状态，所有正在运行设备和检修设备所对应节点的“是否搜索”属性设置为“已搜索”，其它节点的“是否搜索”属性设置为“未搜索”；

步骤四、通过逐个检查实际存在的路径两端节点的编号，判断输油管道交叉点是否和属性为“已搜索”的节点直接相连，若是，则该输油管道交叉点的“是否搜索”属性设置为“已搜索”，重复本步骤至少2次或以上，以确保所有和运行及检修装置直接相连或通过输油管道交叉点相连的节点属性被设置为“已搜索”；

步骤五、逐个检查联通图每一条路径两端节点的“是否搜索”属性，若任一节点的“是否搜索”属性为“已搜索”，则在联通图中删去该路径；

步骤六、根据调度任务，确定两个端点的节点编号，利用“广度搜索”或“深度搜索的方法”在删去部分路径的联通图中确定调度任务两个端点之间的最短路径；

步骤七、通过SCADA系统，对最短路径所涉及到的节点对应的装置触发“开”指令，避免串油的输油系统进行输油工作。

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