天然气管网参数优化概述.pdf

第43卷第8期
当代化工
Vo1.43,No.8
2014年8月
Contemporary Chemical Industry
August, 2014
天然气管网参数优化概述
朴晓旭,吴明,曹桂芝2
(1.辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001:2,中国石油抚顺石化公司乙烯化工厂,辽宁抚顺13004)
摘
要:在天然气管网的建设过程中,由于要兼顾技术性与经济性两个重要因素,因此需要在众多可行
方案中做出最优选择。重点介绍了天然气管网参数忧化的原则,以投资运行费用最小为目标建立目标函数,并
在满足管道强度、稳定性、气体流动性以及节点流量的约束条件下进行运算。介绍了常用的复合型算法、罚函
数算法以及遗传算法,将多种算法相结合可以简化对优化数学模型的运算。
关鍵词:管网;参数;优化;讨算
中图分类号
文献标识码:
文章编号:1671-0460(2014)08-1620-03
Review on the Parameter Optimization of Natural Gas Pipeline Network
Pl4oxiao-xu, WU Ming, CAO Gui-zhi
]. College of Petroleum and Natural Gas Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China
2. Fushun Petrochemical Corporation Ethylene Chemical Factory, Liaoning Fushun 113004, China)
Abstract: In the construction of natural gas pipe network, due to consideration of two important factors of technology
and economy, so we need to make the best choice among these feasible schemes. In this paper, the principle of
parameters optimization of natural gas pipeline network was introduced. The objective function for minimizing the
investment and running cost was established, then it was solved under the premise to meet the pipeline strength
stability, gas flow and node flow conditions. The complex algorithm, penalty function method and genetic algorithm
were introduced and these algorithms were combined to simplify the calculation of the optimization mathematical
model
Key words: Pipeline network; Parameter; Optimai; Calculation
天然气作为高效清洁的能源,是目前最为理想建设中其投资金额很大,而且天然气管网在运行中
的城市气源,未来在国家能源建设中势必扮演着越其运行维护费用往往也是一笔不小的开资,所以,
来越重要的角色。随着天然气资源被广泛的开发和管网的投资和运行费用是衡量天然气管网优劣的重
利用,输气管网系统的规模也日趋庞大和复杂,如要因素。因此,在确定天然气管网建设方案时,要
何合理经济的实现输气管网的建设,就成为了当下从众多可行方案中选择投资运行费用最小的方案,
最具活力的课题之一。天然气管网参数优化的目的而天然气管网的参数优化就是在满足技术要求的前
是使管网的投资运行费用最小,是以管网的结构为提下确定投资以及运行费用最小的优化方法。
基础,以合适的壁厚以及管径,并且是在满足管网
在天然气管网参数优化的计算过程中,以总费
的节点流量和压力的前提下进行优化。通常需要用用最小为优化目标,构建与之相对应的臼标函数,
数学方法来实现对管网的参数优化,简单的说就是将整体管网成本作为指标,整体管网成本由一次性
根据参数变量,建立相应的目标函数,给出对应投产建设时的投资费用和之后使用过程中维持运营
的约束条件,并选取最优化方法对其进行求解,的费用组成。通过“复利系数”把投产时的费用转
求得所需结果,从而达到预期的优化目标。
换为折算费用,这样一来,就解决了投产费用与经
营费用在时间上的同步性,根据管网的经济评价指
天然气管网参数优化的目标函数
标,得到表达式
天然气管道的建设,必须建立在天然气管网安
Z=4x(D)+x2(D)
(1
全运行的基础上,有了技术上的支持,天然气管网
才能保证安全运行。但是,技术上的可行方案很多.
式中:x(D)一首次投资成本,万元;
x:(D)一运营成本.万元;
单从这一点无法确定方案的好坏。在天然气管网的
A一资金的恢复系数。
收稿期:2014-01-08
作者介;晓旭(1988-)、女,辽宁抚版人,在读砢亡研究生、研究方向:天然气管网伏化。E-mail:xiac15341334273@126.com
通讯作者:吴明(1961-),男,教授,博士,博士生导,蔚从事油气储运工程方向的研究工作。E-Rail: Wuming90413@163.c0m