原油管道输送对于能源战略安全具有重大意义,我国原油管道输量大,随着油田开发的持续进行,管输能耗大幅度升高,管道的经济性与安全性至关重要,因此针对原油管道外输系统开展优化运行研究并对优化后的运行方案进行事故工况动态保护模拟具有重要意义。本文针对某原油管道外输系统的实际运行情况,建立适用的原油管道外输系统热力水力分析模型以及站场设备能效模型,并结合原油物性参数、管道和站场的基础信息数据以及历史运行数据对模型进行修正,通过对比,此原油管道外输系统各管段总传热系数经修正后误差在4.31%以下,各管段水力摩阻系数经修正后误差在6.89%以下,各站场加热炉能效模型误差在3.952%以下,输油泵能效模型误差在3.959%以下,能够满足现场实际应用情况;对各管段进行热力水力影响因素分析,可见各管段的管道输送油品温降会随着环境温度的升高、质量输量的增大、起点油温的降低而逐渐减小,各管段的管道输送油品压降会随着体积输量的减小、起点压力的升高而逐渐增大。建立以原油管道外输系统总能耗费用为目标函数的原油管道外输系统运行能耗优化模型,采用动态规划法对外输运行方案进行优化,选取当前输量下总能耗费用最低的外输运行方案作为优化计算结果;针对各输油站能耗费用情况进行了影响因素分析,可知输油站的总能耗费用会随着输量的增大、输送油温的升高而增长,随输量的减小、输送油温的降低而减少;基于上述优化算法开发原油管道外输系统运行能耗优化平台,该平台能确定使原油管道外输系统总能耗费用最低的站场外输参数以及设备运行组合,降低外输系统的整体能耗。结合原油管道外输系统输油站场的实际情况,选取优化后的生产运行方案,建立了原油管道外输系统SPS仿真标准模型并进行稳态最大安全输量模拟;针对包括泵站停电事故、进出站ESD阀门事故关断、管道截断阀事故关断的3类主要水击工况进行了SPS动态仿真模拟,得出了三种事故工况的压力模拟结果,并为避免管道产生负压现象等事故,针对各工况提出了相应的水击保护策略,按顺序执行各控制保护策略,整个管道系统不会发生事故。