长输成品油管网关键设备与管控系统创新及产业化应用

     本项目由中国石化销售股份有限公司华南分公司(简称华南公司)牵头,9家国内相关设备、管控系统研发与制造单位历经13年协同攻关完成的。项目创新开发了长输成品油管网关键设备与管控系统,形成10个类别24个系列390余种产品,并在220余家企业应用,部分产品已销往海外13个国家(地区),2017-2019年累计创造经济效益2.422亿元。
    华南公司是亚洲最大的成品油管道储运企业,所辖管道6282 km,年管输能力3000万吨,保证了华南、西南七省(区)市80%的成品油需求。长输成品油管网点多、线长、面广,高压力、大流量、大功率连续运行,多品种油品同管顺序输送,对输油泵、阀门、执行器等关键设备,及工业控制、调控优化、泄漏监测等管控系统的可靠性、寿命、精度、效率、智能化程度要求高。以往上述关键设备与管控系统长期依赖进口,硬件维修维护不便,软件优化升级困难、费用高昂,致使管道企业运营成本居高不下,本质安全得不到保障。
    项目完成单位自2007年起开展成品油管网关键设备与管控系统创新研发,形成如下创新成果:
    1.开发了大流量高效高压输油泵。创新提出高效水力模型,破解高压中开面密封难题,研制出大流量高压高性能输油泵,满足了15MPa的管道设计压力要求,实测最高效率86%。
    2.首创高精度、高可靠性关键阀门。国内首创可拆卸锥面联接及低摩擦高承载轴套,研制出高精度、长寿命调节球阀,调节精度0.1%(流量);创新提出台阶式小孔多层复合阀笼结构,研制出高可靠性新型减压阀;开发了无摩擦密封和无拆装排污技术,研制出零泄漏双关断旋塞阀。
    3.研制出高性能关键执行器。国内首创全封闭泵控式液压系统、高精度闭环控制和全温区温度补偿新算法、新型液控配流阀和齿轮泵,创新研制出智能泵控式调节型电液执行器,全温区控制精度0.09%;创新设计了高精度电机控制算法和抗干扰传感器反馈电路,研制出高可靠性开关型电液执行器,控制精度0.1%;研发了低惯量、高转矩鼠笼式交流异步电机和CPU诊断系列算法,研制出大扭矩电动执行器,传动效率0.45~0.5,最大输出扭矩400000 N?m。
    4.国内首创成品油管网管控系统。创新提出了安全高效的PLC控制程序编译和功能库动态引用方法,提出了数据库旋转门压缩、数据断点续传等技术,研发出安全高效且自主可控的工业控制软硬件系统,历史数据响应速度2万点/s,实时数据吞吐量20万点/s;提出了适用于3000万吨级成品油管网的快速智能调控优化系统,有效提升调度方案编制速度90%以上;研发了管网泄漏实时监测与诊断系统,诊断准确率99%,定位精度为0.3%×管段长度±100m。