基于黑箱方法的压气站运行优化模型研究

基于黑箱方法的复杂枝状管网系统压气站运行优化模型主要包括目标函数和约束条件。在约束条件中, 最难以处理的问题之一就是管段的约束, 本文对复杂枝状输气管网的管段约束条件提出了一种新的处理方法。研究证明: 该处理方法有利于实现计算机编程, 并体现了结构化的算法思想。     

地形起伏地区带分支输气管道优化设计

为了保证天然气管道系统设计方案的经济、安全、合理性,通过分析影响天然气长输管道总费用的各种因素,建立了复杂地形条件下天然气长输管道参数优化设计数学模型.在该模型中以管道系统建设时的一次性投资和在使用年限中所付出的总经营费用之和为目标,考虑管道系统的强度约束、稳定性约束、压气站进站气压约束以及参数约束等条件,并采用组合形方法进行求解,对我国山区复杂地形长输管道的优化设计有重要的指导意义.     

蚁群算法在天然气输送管道优化设计中的应用

针对天然气输送管道优化模型中设计变量多，约束条件复杂的特点，以管道建设投资、压气站投资和运行费用最小为原则，运用蚁群算法和MATLAB语言编制了天然气输送管道数学模型的优化仿真程序，并对管道的选型、设计压力、压气站个数、压缩比及站间距离进行了优化设计。优化仿真结果表明，在满足管道强度约束、稳定性约束、能量平衡约束及边界约束的前提下，达到了费用最小，且优化效果好于遗传算法。从而证明了蚁群算法应用于天然气输送管道的优化设计是可行的。     

基于动态规划和黄金分割法的环状天然气管网运行优化

目前中国天然气管道主干线已经相互联接,形成了环套环的大型复杂天然气管网,随着各压气站燃驱压缩机组的增加,如何实现管网的稳态优化运行已成为一个技术难题。为此,在同时考虑管网中环状结构和枝状结构对于管道流量分配的影响,以及燃驱机组耗气量对管道内流量影响的基础上,结合管网模型分割思路,将黄金分割算法与动态规划算法进行融合,形成了改进后的动态规划和黄金分割混合算法。以华北地区某环状管网为案例的计算结果表明:(1)管网运行优化数学模型比单线管道模型增加了管道内过流量、燃驱耗气量等变量,进一步加大了管网模型的求解难度;(2)混合算法能够有效地对运行燃驱和电驱压缩机机组的包含环状和枝状小型管网的稳态运行优化数学模型进行求解;(3)混合算法的优化方案能提高管网压气站的出口压力、提高机组的运行效率,降低系统的功率消耗、减少系统能耗,同时增加管网的管存量,提供了管网额外的应急资源。结论认为,混合算法有效地破解了复杂管网优化技术难题,可以为当前中国大型天然气管网稳态运行优化提供参考。     

长输天然气管道压气站运行分析

为了研究长输天然气管道压气站的调控运行技术,以长输天然气管道压气站运行经验为基础,分别对长输天然气管道压气站运行的平稳工况、启机工况、停机工况和特殊工况进行详细的分析,找出各自的运行规律及特点,提出了采取控制机组转速、启机、停机等相应的压气站及压缩机组的运行调整措施,保障天然气管道的运行安全。对压气站或压缩机组的切换过程进行研究,在切换过程中应首先遵循先启后停原则,根据切换压气站或压缩机组上、下游的压力情况调整机组的转速,从而保证运行平稳。以上研究对长输天然气管道压气站的调控运行具有一定的指导意义。     

中亚管道压气站分布式能源系统运行优化

分布式能源系统具有能源利用率高、能效梯级利用、运行灵活等优点,对实现能源可持续发展有重要意义。为了提升长输管道压气站的经济效益,从能源结构角度优化可以进一步达到节能降耗的目的。针对中亚管道某压气站,对分布式能源系统的运行方案进行合理规划,建立了分布式能源系统运行优化的混合整数线性规划(MILP)模型,该模型以分布式能源系统总耗气量最低为目标函数,考虑了系统中不同设备的能量平衡约束以及运行约束,以不同设备的开启方案与选定设备的负荷分配为决策变量。以中亚管道某压气站为例,应用该模型得出了最优的分布式能源系统运行方案,并通过能耗、经济计算论证了该方案的合理性。     

提高天然气长输管道输气效率的途径

主要从提高管道效率和压气站效率两个方面来介绍如何提高天然气长输管道的运输效率,以及提高管道效率及压气站效率的途径,对天然气长输管道的设计和运行中既满足管道需要的输气能力又能降低工程投资和运行成本有一定的指导意义。     

压气站电机正压通风系统应用与故障分析

某天然气长输管道压气站压缩机组采用变频电机驱动,3台压缩机组电动机采用正压防爆方式。概述了压缩机组在电机启动和运行过程中采取的防爆措施,介绍了正压通风系统的结构原理及运行方式;生产过程中,压气站正压通风系统故障导致压缩机组停机,针对该现象分析了正压通风系统的故障原因,并提出了整改措施,为今后电机正压通风系统的故障处理提供借鉴。     

油品需求型成品油管道分输计划优化

成品油管道的最大特点是采用"背靠背"的方式同时输送多种油品，其运行与管理的一项重要内容是制定批次计划。利用计算机自动优化批次计划对提高成品油管道管理水平与效率具有重要意义。成品油管道批次计划优化问题建模的难点在于如何描述批次在管道内的运移过程以及满足诸多的工艺运行要求。针对单点注入、多点分输油品需求型成品油管道分输计划优化问题，以管道沿线各管段运行流量整体平稳性最高为目标，采用离散时间的表达方法建立了混合整数线性规划模型。模型可满足批次跟踪、管段运行流量、首站输入、中间站分输、末站分输、站场需求等约束条件。为增加优化结果的实用性，模型中引入了两类约束条件：管道沿线任一中间站应既允许执行部分分输作业，也允许执行全分输作业；为减少管道操作人员的工作量，要求在相邻的两个时段内，若同一中间站对同一批次执行部分分输作业，其分输流量应保持一致。以成品油管道历史输油任务为例，成功利用CPLEX软件获得了模型最优解，验证了模型的有效性。     

中东地区某国天然气管网去瓶颈分析

中东国家天然气管网具有气源多、运行压力低、管径大、输量高,以及覆盖面广的特点,水力系统分析面临多用户、多边界条件,气体流向复杂,难以准确查找管网瓶颈点的难题。对管网进行基本工况分析,认为提高气源压力、改变管网气流流向有助于减少瓶颈;对管网进行瓶颈工况分析,发现分输用户采用流量和最低需求压力设定模式能准确地查找管网瓶颈。与压缩机采用出口压力控制相比,压缩机采用控制流量模式有助于控制管网中天然气输量和流向,快速平衡管网气量和压力。去瓶颈工况分析表明,采用新建管道、修建原有管道副管以及增设压气站方法对提高管网输量效果明显,推荐首站增大输压作为管网去瓶颈首选方案。     

国内外石油公司在外防腐保温和阴极保护方面的差异

站内管道外防腐是保证站场区域内的工艺管道和设备安全运行的重要措施,线路管道阴极保护系统是保障线路管道安全运行的重要组成部分。通过对国外石油公司在站内管道防腐、阴极保护系统设计、保温结构设计方面的常规做法的研究,提出了国内站场管道外防腐,线路管道阴极保护系统及站内地面保温管道结构设计的新思路和新理念。     

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。     

基于腐蚀速率预测的管道安全运行技术研究

腐蚀是造成管道油气泄漏和失效事故的重要因素。腐蚀速率是管道阴极保护效果评价准则,也是制定管道维修计划和内检测周期的依据。我国长输管道已全面、强制实施完整性管理,确定管道腐蚀速率已成为完整性管理的一项重要工作。文中阐述了国内外广泛应用的腐蚀速率计算方法的适用范围和应用条件,包括试验法、NACE经验值、数学分析方法和基于内检测技术的完整性评价法。介绍了应用腐蚀速率在保障管道安全运行和延长管道使用寿命方面的实践案例和应用效果。针对管道管理者选择科学、适用的腐蚀速率计算方法,提出选用原则和使用建议,有助于提升我国管道安全管理水平和腐蚀防护工作规范化。     

西气东输二线干线西段清管作业研究与实践

对西气东输二线干线西段清管作业实践进行了分析研究;以张掖至永昌管段和烟墩至红柳段管道为例,深入探讨清管期间存在的水合物堵塞问题;结合国内外大口径长输管道清管作业经验,采取软件计算与管道实际运行参数相结合的方法开展研究。研究表明在清管作业过程中注入水合物抑制剂效果明显,确定了西气东输二线干线西段清管作业注醇量与水合物生成关系,结果表明注醇量为25%时清管效果最佳;提出配套解决方案,为以后天然气管线的安全运行及清管作业提供了数据支持。     

Determination of Optimal Parameters of Distributive Gas Pipeline by Dynamic Programming Method

Abstract

In this article we present a model for determination of optimal parameters of main distributive gas pipelines by dynamic programming (DP) methods. The basic characteristic of this gas pipeline system is that the transported gas quantities are variables. This article presents DP techniques for solving the problem of minimizing investment costs of gas pipeline building. The main objective of this program is to determine the optimal location of compressor station and the optimal diameter of gas pipeline under the constraint of pressure value achievement for all users. The proposed model develops an improved numerical searching technique with the purpose of finding the optimal solution quickly.

Applications for this method for optimal parameter determination of gas pipelines and the results are exemplified by the design of a gas pipeline in Belgrade–Valjevo. The model presented will be applied in a feasibility study to define the optimal parameters of a future gas pipeline, South Stream, from the Russian Federation to central Europe.     

天然气管道经济运行分析

对影响天然气管道建设经济性的相关因素和手段进行了探讨，对压气站压缩机组经济运行的相关指标进行了分析，并以靖西线为例说明保障天然气管道经济运行的方法。认为从设计阶段就要考虑选用合理的管径、压力和工艺参数，同时在输气过程中要对输气管道的工艺运行模式和压缩机运行状况进行不断优化，才能达到节能降耗、提高管道输送效率以及延长管道使用寿命的效果。     

输气管道的典型瞬态工况分析

准确了解输气管道工况的瞬时变化情况,有助于输气管道调度管理部门调控和优化输气管道运行方案,及时采取应急措施,保障输气管道的安全运营。为此,在分析输气管道基本方程的基础上,选用SPS仿真软件模拟了输气管道典型工况的瞬态变化情况,得到以下结论：当压缩机站启机时,该站流量上升,入口压力下降,出口压力上升;停机时,该站流量下降,入口压力上升,出口压力下降;截断阀关断时,上下游流量下降,入口压力上升,出口压力下降;管道发生泄漏时,上下游压力下降,上游流量上升,下游流量下降。该分析结果对输气管道的安全运营具有指导作用。     

应用API 581对输气站场进行定量风险评价

目前专门针对输气站场的风险评价方法还不多，现有的手段也只是根据国家法律法规得出定性的评价结果，然后按照评价结果对照得出整改方案。为此，对输气站场的定量风险评价工作提出了一套新方法，得到了定量的和更加客观的风险排序，为管道站场的完整性管理工作提供了有力的支持；并以陕京输气管道榆林压气站为例，应用美国石油学会标准API 581（基于风险检测的基本源文件）对站内设施进行了风险评价，计算了站内设备和管线的失效后果、失效概率，得到了定量风险值，进而分析了风险值产生差异的原因。最后，针对我国输气管道风险评估工作提出了看法和建议。     

长输管道“建管分离”模式的实践与问题探讨——以陕京三线建设过程为例

随着长输管道建设规模的不断扩大,传统管理模式很难适应管道建设发展的需要,2007年中国石油天然气集团公司推行了长输管道建管分离管理模式,但由于建管分离管理模式实施时间较短,制度本身还需要不断完善。为此,以陕京三线建设工程为例,提出了管道运行单位在建设期应提前组建运行队伍监管工程设计、施工和关键设备质量,以及新建管道与在役管道并行和交叉施工作业等认识;管道运行单位还应在工程投产后利用检测技术测定管道本体质量,建立管道质量数据库,确保管道运行的长久安全。同时,通过分析陕京三线当前存在的遗留问题整治推进缓慢、建设质量责任追究难度大、竣工资料移交滞后影响管道生产运行、水工保护施工质量不满足要求等问题,提出了重新合理划分建设单位与运行单位的工作界面和提供临时档案资料等应对措施,对进一步完善建管分离模式管理制度、提高管道施工质量、保障管道建设和运行的无缝衔接均具有现实意义。     

西气东输干线清管作业实践与建议

分析了西气东输管道干线新疆段清管作业实践，探讨了存在的问题，结合国内外大口径长输管道清管作业经验，进行了深入研究，为以后天然气管线的安全清管作业提供了借鉴