本文關(guān)鍵詞：天然氣管網(wǎng)指定時(shí)段運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究

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【摘要】：隨著天然氣管網(wǎng)規(guī)模增大和輸量增長(zhǎng),耗能設(shè)備不斷增加,能耗成本不斷上升,目前能耗成本占專業(yè)公司現(xiàn)金成本的比例已達(dá)45%。迫切需要集中優(yōu)勢(shì)力量,重點(diǎn)在管輸運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。在為輸氣管道制定中長(zhǎng)期運(yùn)行方案或?yàn)槿蛰斄勘容^平穩(wěn)的輸氣管道制定日運(yùn)行方案時(shí),通常采用穩(wěn)態(tài)優(yōu)化方法;但在輸氣管道日常運(yùn)行管理過程中,當(dāng)供氣壓力、溫度、流量改變、用氣量變化、切斷或接通緩沖用戶、啟/停壓縮機(jī)組、開/關(guān)閥門、管道發(fā)生事故性漏氣或斷裂時(shí),輸氣管道系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入非穩(wěn)態(tài)工況運(yùn)行,此時(shí)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運(yùn)行的方法不能精確地描述輸氣管道系統(tǒng)內(nèi)天然氣的真實(shí)流動(dòng)過程,不足以為其提供充分、合理的運(yùn)行方案,此時(shí)應(yīng)采用指定時(shí)段運(yùn)行優(yōu)化運(yùn)行的方法指導(dǎo)輸氣管道系統(tǒng)的運(yùn)行管理。針對(duì)以上問題,本文進(jìn)行了天然氣管網(wǎng)指定時(shí)段運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究,自主開發(fā)了天然氣管網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化軟件OptNGP。首先,由于天然氣各類物性對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響,本文選取BWRS狀態(tài)方程對(duì)天然氣物性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算方法研究,結(jié)合天然氣管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的特點(diǎn),選用了合適的天然氣管道流動(dòng)計(jì)算和壓縮機(jī)、壓縮機(jī)站能耗計(jì)算方法,并開發(fā)了OptNGP軟件物性計(jì)算模塊、管路計(jì)算模塊和壓縮機(jī)站計(jì)算模塊,對(duì)結(jié)果進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算與對(duì)比,對(duì)比結(jié)果合理�？捎糜诤罄m(xù)管網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化計(jì)算。其次,本文建立輸氣干線穩(wěn)態(tài)運(yùn)行優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行求解,基于出站壓力離散步長(zhǎng)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響,本文對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)分析,綜合考慮計(jì)算速度和精度,確定出應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解輸氣管道運(yùn)行優(yōu)化問題時(shí),建議離散步長(zhǎng)選取0.02~0.04MPa為宜�；趯�(duì)離散步長(zhǎng)影響的研究提出了變步長(zhǎng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃法,此方法大大提高了計(jì)算速度。開發(fā)了OptNGP軟件天然氣管道穩(wěn)態(tài)運(yùn)行優(yōu)化模塊,使用TGNET軟件對(duì)優(yōu)化方案的合理性進(jìn)行驗(yàn)證,采用控制條件法進(jìn)行了最優(yōu)性驗(yàn)證,結(jié)果顯示OptNGP軟件適用于天然氣管線穩(wěn)態(tài)優(yōu)化計(jì)算,對(duì)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化有較高的實(shí)用價(jià)值。最后,本文建立了天然氣管線指定時(shí)段優(yōu)化運(yùn)行模型,提出了基于“獨(dú)立時(shí)間層”的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法,將多個(gè)時(shí)間層的動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變成若干個(gè)獨(dú)立的單時(shí)間層優(yōu)化問題,大大提高了計(jì)算速度�；诖碎_發(fā)了OptNGP軟件天然氣管道指定時(shí)段運(yùn)行優(yōu)化模塊,并用TGNET驗(yàn)證方案的合理性。TGNET運(yùn)行結(jié)果顯示,基于“獨(dú)立時(shí)間層”的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的方案精度不高,只能為運(yùn)行優(yōu)化提供參考性建議。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE973

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