天然气管网优化技术研究及软件开发

【摘要】：本文调研了国内外大量文献，紧跟国内外天然气管网系统优化设计及运行方面的最新研究成果，结合天然气集输配管网系统的实际运行状况，采用分级优化法，开展集输站场优化布局研究、集输管网结构优化研究、地面输送系统优化运行研究等方面的深入研究。 根据气田开发阶段的不同，以管网投资为目标，以星形管网与枝状管网相结合的形式，最终形成了气田集输系统。本文提出了管网布局优化模型，由于该模型中既有连续变量又有离散变量，所以采用单纯形法和边割法进行求解。 在管网布局的基础上，以管网投资净现值为目标，建立了管网结构参数优化模型，并充分考虑了输气量、管径、输气压力、管长、增压比、压缩机数目之间的关系，采用混合变量优化方法进行求解。 在进行天然气管网系统优化设计的基础上，以系统工程的观点，综合考虑天然气生产部门、经营部门和用户之间的关系，以天然气经营部门的最大经济效益为目标，通过对天然气管网系统采、输、配过程中各种影响因素的分析，建立了管网系统运行方案优化的数学模型，并采用可行方法和线性逼近法求解模型。 根据本文的研究成果，综合利用GUI技术、计算机图像技术、OLE技术、DDE技术、数据库技术、面向对象技术等计算机技术，编制了“天然气集输配管网系统优化设计及运行”软件。该软件具有良好的图形界面、适用性广、操作方便、计算精度高等特点，并成功应用于指导四川地区某天然气管网的改、扩建，同时该软件也适用于其它气田的天然气管网的优化设计。 【关键词】：天然气 集输系统 管道 优化设计 管网布局 优化运行 规划 软件
【学位授予单位】：西南石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TE832
【目录】：

• 1．引言7-20
• 1．1 研究目的及意义7-8
• 1．2 天然气管网现状及发展趋势8-9
• 1．2．1 天然气管网建设现状8
• 1．2．2 天然气管道发展趋势8-9
• 1．3 最优化技术概述9-13
• 1．3．1 最优化数学模型的建立11
• 1．3．2 最优化问题的分类11-13
• 1．4 管网系统优化设计及运行优化发展概况13-16
• 1．4．1 管网系统优化设计及运行优化发展现状13-15
• 1．4．2 管网系统最优化技术发展趋势15-16
• 1．5 研究目标及内容16-17
• 1．5．1 研究目标16
• 1．5．2 研究内容16-17
• 1．6 本文研究的技术路线17-18
• 1．7 主要研究成果及创新点18-20
• 1．7．1 主要研究成果18
• 1．7．2 创新点18-20
• 2．天然气管网优化技术20-40
• 2．1 引言20
• 2．2 管网系统布局优化20-31
• 2．2．1 引言20-21
• 2．2．2 井组最优划分21-24
• 2．2．3 集气站站址优化24-28
• 2．2．4 干支管网布局优化28-31
• 2．3 管网系统结构参数优化31-35
• 2．3．1 引言31
• 2．3．2 数学模型31-33
• 2．3．3 数学模型的求解33-35
• 2．4 管网系统优化运行35-40
• 2．4．1 引言35
• 2．4．2 数学模型35-37
• 2．4．3 数学模型的求解37-40
• 3．软件开发40-69
• 3．1 引言40
• 3．2 开发的原因、基本目标和可行性分析40-42
• 3．2．1 原因40-41
• 3．2．2 基本目标41
• 3．2．3 可行性分析41-42
• 3．3 需求提出和需求分析42-45
• 3．3．1 需求的提出42-43
• 3．3．2 需求分析43-44
• 3．3．3 需求44-45
• 3．4 软件设计45-65
• 3．4．1 软件结构及特点45-46
• 3．4．2 模块设计46-48
• 3．4．3 可视化对象技术48-65
• 3．5 软件界面65-69
• 3．5．1 软件主窗口65-66
• 3．5．2 工程设计图形界面66
• 3．5．3 元件参数输入界面66-67
• 3．5．4 参数设定计算界面67
• 3．5．5 工程设计计算界面67-69
• 4．实例分析69-85
• 4．1 某气田管网布局优化69-73
• 4．1．1 某气田管网现状69-71
• 4．1．2 管网规划及优化结果71-73
• 4．2 某气田管网结构参数优化73-78
• 4．2．1 某气田规划后的集输管网结构73-77
• 4．2．2 管网参数优化结果77-78
• 4．3 某气田运行优化78-85
• 4．3．1 某气田气源和用户参数78-81
• 4．3．2 优化运行结果81-85
• 5．结论及建议85-87
• 5．1 结论85
• 5．2 建议85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91
• 附图一 气田管网布置现状图91-92
• 附图二 气田管网布置规划图92-93
• 附图三 气田管网规划节点图93-94
• 附图四 输气管网图94-95

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