天然气管网输配气量优化研究

天然气管网系统管理部门为了明确天然气管网的输气能力和提高天然气管网的利用率，需要对天然气管网系统的输配气量进行优化。为此，以天然气管网系统的最大流量为目标函数，同时考虑了管道强度、节点压力和流量限制等约束条件，建立了天然气管网输配气量优化的数学模型。在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上，提出了一种由二者结合构成的具有全域搜索、快速收敛和鲁棒性强等特点的混合遗传算法。结合实例，采用这一新算法求解了天然气管网输配气量优化的数学模型。实例优化结果表明，所建立的数学模型和采用的混合遗传算法是可行和有效的，能够对天然气管网系统输配气量的调度运行起到指导作用。     

油气管道堵塞检测及定位技术研究

针对油气输送管道中的堵塞现象,提出利用管道堵塞前后两端压差的剧烈变化,以及利用管道两端压力的模拟值与实际测量值的差异来检测管道的堵塞,提出通过检测管道水力坡降曲线奇异点的方法确定油气管道的堵塞位置的原理和方法,通过采集管道两端运行参数,并建立管道运行的数学模型,对管道实施仿真,获得整条管线的水力坡降曲线,再应用小波变换对管道的水力坡降曲线进行奇异性检测,而管道水力坡降曲线的奇异点将对应管道的堵塞位置.该方法具有所需设备少,操作费用低,操作简单等优点,优于现有管道堵塞位置确定方法.     

输油管道各加热站输油温度的优化计算

以节能降耗为目的，以热力费用、动力费用之和最小为衡量指标，建立了输油管道优化运行的数学模型，通过计算机编程运用MDCP法对各加热站的输油温度进行了优化计算。该计算方法速度快、准确度高、在实际应用中取得了令人十分满意的结果。     

埋地输油管道的热力计算

在埋地热油管道中，当其输送工况变化后，管内油品及土壤中的热力平衡会遭到破坏，油温及土壤温度将重新分布。因而，研究这一非稳定热力过程就必须对非稳定温度场进行分析。通过运用数学分析法（保角变换、拉普拉斯变换等）对管道内介质和周围半无穷大土壤的不稳定传热问题进行了分析，得出土壤温度场的计算公式。同时研究了埋地热油管道的停输理论计算问题。     

NaCl-KCl-Na2SiO3四元盐水体系溶解度研究

为计算NaCl-KCl-Na_2SiO_3-H_2O中离子溶解度,基于Bromley电解质模型,以NaCl为研究对象建立四元盐水溶解平衡模型,克服了硅酸盐因反应复杂,溶解平衡常数难以计算的问题,并对所收集实验数据,采用最小二乘法得出该模型所需、考虑温度变化的Na~+-Cl~-、Na~+-K~+、K~+-Cl~-、Na~+-SiO■、Cl~--SiO■二元相互作用系数函数。结果表明:相对于实验数据,本文模型平均绝对误差为5.1%,较Zeng方法准确度提升32%,表现出更好的准确性,以及升温、减小Na~+浓度、增大K~+浓度,可提高SiO■溶解度。由此,文中模型可用于NaCl-KCl-Na_2SiO_3水溶液的离子浓度计算及影响因素分析,并为成分更复杂的硅酸盐水溶液以及溶解平衡常数不易获得的盐水体系,提供一种构建溶解平衡模型的新思路。     

基于泛函理论分析输气管道不稳定流动

在天然气输送管网中,枝状管网是的一种常见的形式.针对天然气枝状管道系统的组成特征,采用系统分析的观点,将管道系统划分成一系列基本组成单元,建立单元中不稳定流动方程,并根据单元之间的关系,综合考虑相关的连接条件、边界条件以及初始条件,从而提出了整个系统的联立模型.然后基于泛函分析理论和算子级数法求解联立模型,得到了问题的广义解.该方法具有解析解和数值解的特点,当所划分的基本单元较大时,可以得到直观的近似解析解;当所划分的基本单元较小时,可以得到更准确的数值解.由于管道单元和时间步长的取值可长可短,这就提高了求解的灵活性.以此为基础,编制了计算机程序,并应用于四川某气田管网的实际模拟.通过分析和应用表明,其模型和算法具有计算方便,精度高,省时和适用范围广等优点.     

模糊层次分析法确定管线风险因素权重

采用美国W.K.Muhlbauer提出的管线风险因素评分法,用模糊层次分析法和改进层次分析法分别计算其权重,并与层次分析法得到的结果进行比较,得出如下结论①层次分析法和改进层次分析法计算得到的结果并不理想,甚至严重偏离W.K.Muhlbauer提出的权重;②模糊层次分析法计算得到的结果和W.K.Muhlbauer提出的权重非常吻合;③层次分析法存在需要检验判断矩阵一致性的缺陷,改进层次分析法存在步骤繁琐,操作不便的缺陷;④模糊层次分析法可以应用于管线风险因素和其他类似因素权重的确定。     

管网可视化调度技术在川西气田的应用

管道仿真技术是日常天然气集输管理中，提高天然气集输调度科学水平、提高管网运行的经济性和安全性的关键。文章介绍的管道仿真调度是根据川西气田管网特点建立的一套服务于管网设计、改造以及运行分析和调度管理等方面的实用技术。它与地理信息可视化技术相结合，形成了具有管网分析功能特征的管道可视化调度技术，使管网规划、管理和运营变得科学、直观和高效。该技术在川西气田天然气集输配调度、管道系统的维护改造、增压方案优化以及新井投产路线规划等方面都发挥了重要作用，保证了该地区集输管网的安全营运。     

输气管道优化运行技术

输气管道的输送效益取决于购气价格、售气价格以及购气量和售气量。由于生产气量、气压和用户用气量、气压是可以在一定范围内变化的，这就决定了管道运行调度方案具有多样性。因此针对生产条件和用户条件，合理地确定管道系统的输压、分配用户的用气量，从而科学地确定其经营策略是十分必要的。文章以管道运输部门的最大收益为目标，综合考虑上游生产条件、下游用气条件以及管道系统的工况条件，建立了管道系统优化运行数学模型，并采用线性化法和单纯形法讨论了模型的求解。该模型和算法既考虑了管道元件和非管元件，又考虑了管网的任意结构形式，因而可适用输气干线、集输管网和配气管网的优化运行分析。最后通过算例验证了模型和算法的可行性。     

湿天然气管路持液率计算方法研究

持液率计算在多相流工艺计算中占有重要的地位,各种相关式都是依赖于实验或现场数据得出的经验或半以验相关式。文中叙述了10种持液率相关式,利用实验数据和现场数据进行了评价。结论是Minami-Brill Ⅰ式、Minami-Brill Ⅱ式、Lockhart-Martinelli式的计算结果与实际误差较小,推荐采用这3个公式作为湿天然气管路持液率计算公式。