一种基于层次分析法的原油管输*耗评价体系分析方法技术

本发明专利技术涉及的是一种基于层次分析法的原油管输㶲耗评价体系分析方法，具体为：一：对原油管输过程进行㶲分析，并根据分析指标建立原油管道㶲耗评价体系层次结构模型；二：依据步骤一所建立的原油管道㶲耗评价体系层次结构模型，将不同层级各指标釆用1～9标度法构造判断矩阵，根据各层级矩阵采用“方根法”求解各层次指标权重，在求解最大特征根的特征向量时归一化进行处理；三：判断矩阵一致性检验，如果相关指标满足要求,则接受判断矩阵的一致性,根据各层次结构的指标权重，整理得出最下层对最上层影响程度的大小；四：结合管道的生产数据对原油管输过程进行能效评价；计算管输原油能耗系数。本发明专利技术系统的判断节能潜力和用能的改进方向。

【技术实现步骤摘要】
一种基于层次分析法的原油管输*耗评价体系分析方法
本专利技术涉及一种原油管道能效评价领域，具体涉及一种基于层次分析法的原油管输耗评价体系分析方法。
技术介绍
管道输送原油一般采用加热输送的方式，需耗费大量燃料，同时还伴随着热力损耗与动力损耗，导致管输原油总能耗量巨大。进出站温度、油品性质、外界环境条件以及各站能量供应情况都会对复杂的原油输送过程产生影响。一般情况下，研究人员通过对运行方案进行优化调整来使得某些技术经济指标达到最优化。因此，能耗最小便是管道运行优化研究的最终目标，经过研究者们一系列的理论实验研究，取得了一定的进展。传统的能耗评价指标侧重点一般为供能站，而很少关注消耗能量的管段本身，并且传统的基于热力学第一定律建立的能耗评价指标体系仅仅考虑了能“量”在管输过程中的利用以及损失状况，并没有全面考虑到管输过程中能“质”的变化，这种无法区分不同品质能量的方法显然是不够严谨科学的。由于传统能耗评价指标的局限性和欠严谨性，人们开始关注这一概念。能效指标是对油气管道运行情况进行分析评价的重要依据，国内一些专家、学者对于管道的能耗评价指标也进行了进一步的研究，并提出某些耗评价指标作为对传统能耗评价指标的补充，但目前尚无专门针对油气管道运行能效评价的完整指标体系。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于层次分析法的原油管输耗评价体系分析方法，这种基于层次分析法的原油管输耗评价体系分析方法用于解决传统的原油管道能耗评价分析方法不精确的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于层次分析法的原油管输耗评价体系分析方法：步骤一：对原油管输过程进行分析，通过输入输出耗，计算系统总损失、不可避免损失、耗输量比、单耗，求解压热总损失率、耗偏差指数、平衡指数，并根据分析指标建立原油管道耗评价体系层次结构模型，第一层管输原油能耗系数；第二层的四个指标从四个方面对输油管道能耗划分，四个指标为实物层级指标、强度层级指标、效率层级指标、指数层级指标；第三层包括总损失、不可避免损失；耗输量比、单耗；管道压损率、热损率、总损率；管道耗偏差指数、平衡指数；步骤二：依据步骤一所建立的原油管道耗评价体系层次结构模型，将不同层级各指标采用1～9标度法构造判断矩阵，根据各层级矩阵采用“方根法”求解各层次指标权重，在求解最大特征根的特征向量时归一化进行处理；步骤三：判断矩阵一致性检验，验证步骤二所产生的矩阵思维逻辑的一致性，如果相关指标满足要求，则接受判断矩阵的一致性，根据步骤二计算的各层次结构的指标权重，整理得出最下层对最上层影响程度的大小；步骤四：通过建立的原油管道耗评价体系层次结构模型，结合管道的生产数据对原油管输过程进行能效评价；为了计算综合能效，采用计算隶属度进行无量纲处理，结合步骤二中得出的第三层级指标权重进一步求出第二层级指标能耗系数，最终根据第二层级指标能耗系数与指标权重计算管输原油能耗系数；结合各层级指标能耗系数，分析不同输量、不同出站温度工况下能源利用率不高的原因，有针对性的进行调整，实现原油管道高效低耗运行。上述方案中步骤一中总损失表示油流热损失和油流压损失的和，总损失Ex计算如下：Ex＝Ex(T)+Ex(P)式中：Ex表示总损失，kJ；Ex(T)表示管输过程中的热损失，kJ；Ex(P)表示管输过程中的压损失，kJ；式中：G表示油品质量流量，kg/h；c为油品比热容，kJ/kg·K；A为管道横截面积，m2；T0表示环境温度；T1表示管道起点温度；T2表示管道终点温度；p0表示大气压力；p1表示管道起点压力；p2表示管道终点压力；步骤一中不可避免损失Ex，U为热损失和压损失的理论最小值Ex(T)min和Ex(p)min的加和，即不可避免热损失与不可避免压损失之和：Ex，U＝Ex，U(T)+Ex，U(p)式中：Ex，U表示不可避免损失，kJ；Ex，U(T)表示不可避免热损失，kJ；Ex，U(p)表示不可避免压损失，kJ；上述方案中步骤一中耗输量比Ryg是将可避免压损失换算成标准热值后与质量流量的比值，表示为：式中：Ex，U(p)表示管输过程中的不可避免压损失，kJ；ry表示油品折标准煤系数，1t油＝1.4286t标煤；G管段中原油的质量流量，kg/s；步骤一中单耗My是总损失与原油管道周转量的比值，表示为：My＝Ex/Qy式中：Ex表示管输过程的总损失，kJ；Qy表示原油管道周转量，104kg·km。上述方案中步骤一中压损率ηy是指各站间除不可避免压损失之外的压损与输油干线的压耗的比值，按下式计算：式中：Ex(p)表示管输过程的压损失，kJ；Ex，U(p)表示管输过程的不可避免压损失，kJ；步骤一中热损率ηr是指各站间输油干线除不可避免热损失之外的热损与该站加热干线介质所消耗的热耗比值的百分数，按下式计算：式中：Ex，U(T)表示管输过程的不可避免热损失，kJ；Ex(T)表示管输过程的热损失，kJ；步骤一中损率ηz是指管输过程中除不可避免损失之外的损与总损失的比值，按下式进行计算：上述方案中步骤一中耗偏差指数Di是指报告期生产单耗与历史平均生产单耗相对百分比偏差，按下式计算：式中：Myi表示报告期生产单耗，MJ/(104t·km)；表示历史平均生产单耗，MJ/(104t·km)；步骤一中平衡指数Bi是指报告期供给输油管道的不可避免压损失与总损失的比值，按下式计算：Bi＝Ex，U(p)/Ex。上述方案步骤三中“方根法”的求解各层次指标权重步骤如下：(1)判断矩阵中每一行分值乘积Ni：(2)计算Ni的n次方根(3)对向量进行归一化处理：向量W＝(w1，w2，…wn)T为特征向量。上述方案中检验步骤二所产生的矩阵思维逻辑的一致性的步骤如下：(1)判断矩阵最大特征根λmax：(2)判断矩阵偏离的一致性指标C.I.：(3)随机一致性比率C.R.：其中，R.I.为平均随机一致性指标，由随机一致性指标R.I.值表查得。本专利技术具有以下有益效果：1、结合现阶段传统能效评价指标，本专利技术从含蜡原油管道能耗角度出发，应用分析法提出九个原油管输过程耗评价指标，并初步建立多层级能耗评价体系构造矩阵。从整体出发，通过权重的计算得出原油管输过程中耗能较大，能效较低的层级指标，利用各耗指标对管道的用能状况进行分析评价，从而判明系统的节能潜力和用能的改进方向，科学合理精准的提高原油管道系统运行效率，起到节能降耗的目的。2、本专利技术将管输原油耗评价指标进行详细地评价，建立更加具有科学性、全面性的管输原油能耗评价体系，可以为降低原油管输过程能耗、提高能源利用效率提供更加充分的理论指导及技术支持。附图说明图1是本专利技术原油管输系统耗指标体系层次结构图；图2不同输量下管道综合能耗指标；图3不同出站温度下管道综合能耗指标。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：这种基于层次分析法的原油管输耗评价体系分析方法，包括如下步骤：步骤一：建立层次结构模型。从上而下的将系统划分成若干层次，同一层次的各因素从属于上一层因素或者对上一层因素有影响，并支配下一层因素或者受到下一层因素的作用，在此能耗指标体系中从实物、强度、效率、指数四个角度出发，评价能耗的状况，其中G、M、C代表指标。指标体系共分为3层，第一层综合各子层的综合影响；第二层的四个指标是输油管道能耗划本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层次分析法的原油管输

【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析法的原油管输耗评价体系分析方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：对原油管输过程进行分析，通过输入、输出、耗，计算系统总损失、不可避免损失、耗输量比、单耗，求解压、热、总损失率、耗偏差指数、平衡指数，并根据分析指标建立原油管道耗评价体系层次结构模型，第一层管输原油能耗系数；第二层的四个指标从四个方面对输油管道能耗划分，四个指标为实物层级指标、强度层级指标、效率层级指标、指数层级指标；第三层包括总损失、不可避免损失；耗输量比、单耗；管道压损率、热损率、总损率；管道耗偏差指数、平衡指数；步骤二：依据步骤一所建立的原油管道耗评价体系层次结构模型，将不同层级各指标釆用1～9标度法构造判断矩阵，根据各层级矩阵采用“方根法”求解各层次指标权重，在求解最大特征根的特征向量时归一化进行处理；步骤三：判断矩阵一致性检验,验证步骤二所产生的矩阵思维逻辑的一致性，如果相关指标满足要求,则接受判断矩阵的一致性,根据步骤二计算的各层次结构的指标权重，整理得出最下层对最上层影响程度的大小；步骤四：通过建立的原油管道耗评价体系层次结构模型，结合管道的生产数据对原油管输过程进行能效评价；为了计算综合能效，采用计算隶属度进行无量纲处理，步骤四：通过建立的原油管道耗评价体系层次结构模型，结合管道的生产数据对原油管输过程进行能效评价；为了计算综合能效，采用计算隶属度进行无量纲处理，结合步骤二中得出的第三层级指标权重进一步求出第二层级指标能耗系数，最终根据第二层级指标能耗系数与指标权重计算管输原油能耗系数；结合各层级指标能耗系数，分析不同输量、不同出站温度工况下能源利用率不高的原因，有针对性的进行调整，实现原油管道高效低耗运行。2.根据权利要求1所述的基于层次分析法的原油管输耗评价体系分析方法，其特征在于：所述的步骤一中总损失表示油流热损失和油流压损失的和，总损失Ex计算如下：Ex＝Ex(T)+Ex(P)式中：Ex表示总损失，kJ；Ex(T)表示管输过程中的热损失，kJ；Ex(P)表示管输过程中的压损失，kJ；式中：G表示油品质量流量，kg/h；c为油品比热容，kJ/kg·K；A为管道横截面积，m2；T0表示环境温度；T1表示管道起点温度；T2表示管道终点温度；p0表示大气压力；p1表示管道起点压力；p2表示管道终点压力；步骤一中不可避免损失Ex,U为热损失和压损失的理论最小值Ex(T)min和Ex(p)min的加和，即不可避免热损失与不可避免压损失之和：Ex,U＝Ex,U(T)+Ex,U(p)式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：成庆林，刘扬，孙巍，国丽萍，郑安博，盘辰琳，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23