寒区“三高”原油一般采用热油管道输送方式,输送过程中需要消耗大量的热能和电能。不同的运行方案能量消耗差异巨大,凭经验制定运行方案难以保障最优运行,且决策时间长、效率低。综合考虑管道特性、油品物性、环境温度等影响因素,研究热油管道生产运行调度优化理论及方法,有助于提高决策效率、降低运行能耗。针对寒区某热油管道,开展了生产运行调度优化技术研究,主要成果如下:首先,分析寒区热油管道工艺流程和生产运行数据,测试了该管道所输原油的密度、比热容、凝点和粘度等物性参数。采用最优化拟合技术建立了输油管道各站间热力和水力修正计算模型,热力计算平均相对误差分别为5.5%、4.4%和3.7%;水力计算平均相对误差分别为5.1%、4.6%和3.8%,误差较小能够较准确的进行热力和水力计算。研究建立了给定输量条件下的热油管道生产运行参数优化模型。该模型是在管道能耗设备开启方案确定的前提下,以输油温度、输油压力设计变量,以总能耗费用最低为目标函数。该模型属于多约束非线性优化设计问题,采用了高效烟花算法进行求解。以各设备开启方案、输油温度、输油压力为设计变量,以总能耗费用最低为目标函数建立给定输量条件下热油管道设备开启方案优化模型。该模型属于混合变量优化设计问题,采用混合蚁群-烟花算法的求解策略。研究建立了热油管道月度输油任务优化模型。该模型在管道月总输量确定的前提下,以总能耗费用最低为目标函数,优化最佳的分输台阶、分输量、分输时间、分输设备开启方案、分输输油温度和输油压力。针对模型的结构特点,采用了混合粒子群-蚁群-烟花算法进行求解。在理论研究工作基础上,编制了“寒区热油管道优化运行软件”。软件能够实现管道基础数据管理、系统仿真计算、管道运行优化等功能。实例计算表明,输油成本受环境温度和输油温度影响较大,当输量分别6000t/d和8500t/d时,冬季输油总成本比夏季输油总成本分别升高163.8%、78.3%;当输油温度由30℃升到35℃时,平均总成本分别升高22.4%、8.6%。3月总输量为255000t时,优化后比优化前总成本减少40.35%;5月总输量为281000t时,优化后比优化前总成本减少33.85%,优化效果明显。