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。     

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。     

压气站优化运行模型及算法研究

长距离输气管道运行费用中,压气站的运行费用所占比例较大,实际运行中,可使用优化方法指导压气站运行方案来降低该部分费用。针对站内配备多台不同型号压缩机的优化问题,通常采用的简化算法误差较大。设计了二级递阶结构设计算法,算法中使用隐枚举法和罚函数法作为二级递阶结构的上、下级,分别求解最优开机方案和流量分配。该算法能够在使用详细压缩机模型的条件下,有效地求解复杂压缩机配置情况下的站内优化问题,为求解类似问题提供了一种新的思路。     

天然气长输管道压气站压缩机组选型

在天然气长输管道压气站的设计中,压缩机组配置是否合理,直接影响工程投资和管道运行的效益及稳定性。以西气东输三线西段红柳站等四座压气站为例,通过工艺计算和经济比选,确定压缩机组配置方案为:各压气站采用压比约为1.4的输送方案;选择适用于大排量、低压比条件的离心式压缩机;驱动机选型由各压气站外部供电、供水情况决定,在外电可靠情况下首选电驱方案;压缩机组备用原则为燃驱站设备机、电驱站不设备机、电驱与燃驱联合运行站隔站设备机。     

天然气输送管道设计中值得借鉴的燃压机组

天然气长输管道不同于输油管道,其动力源和重要安全保证主要来自压气站.而燃压机组是压气站的心脏部分,燃压机组的投资和经营费用在站场的总投资及年经营费用中所占比例较大.FT8是一种功率较大的燃压机组,该机组已在我国发电领域有使用业绩,它也可用于长输管道的增压站,且能满足压比偏大的增压要求.FT8燃压机组如能成功应用于西气东输管道,则可部分实现大型燃气轮机的国产化,将为我国在该领域填补空白.     

考虑电气价因素的压气站运行优化模型研究

针对压气站运行优化模型，引入了两个开关型变量：压气站开关变量和压缩机开关变量：同时还引入了考虑提供单位功率所需的能耗量两个变量。其优点是考虑了压气站越站和站内压缩机停机的情形，而且还直接引入与价格相关的变量，使得模型在运行优化的结果上更能体现某种方案的经济性，这对于管道运行商来说，更具有直观性。     

中缅天然气管道(国内段)首座压气站投产

<正>2014年12月8日,贵港压气站压缩机组远程启停及控制测试结束,全面进入压缩机组运行状态,标志着中缅天然气管道(国内段)首座压气站投产运行。据悉,贵港压气站投产后,中缅天然气管道(国内段)日输气量增加400万立方米,成为今冬明春西南管道公司保障两广地区天然气供应的重要支撑。     

天然气增压站经济优化:压缩机运行

对于外输管道的天然气增压站,其全周期运行经济性很大程度上取决于压缩机组的运行情况。概述了影响压气站经济运行的基本要素,着重描述了管道与压气站的相互影响。通过多个典型方案的描述,指明了管道经济运行必须着重考虑负荷变化的事实。为明确管线运维中离心式压缩机的控制与运行,描述了压缩机与管道系统的内在联系,指出了影响压缩机运行点的方法。稳态运行及瞬态运行均被纳入考虑。根据给定曲线,讨论了管线输量波动情况下机组的优化,强调了驱动机选型和数量选择的重要性。     

天然气管道压气站安全仪表系统的应用探究

压气站作为天然气管道重要的构成环节,包括压缩机组、SIS系统、火气、电气控制系统、过程控制系统等主要的控制系统,并且每一套控制系统都有独立的设计和控制单元回路。天然气管道压气站安全仪表系统能否稳定运行直接影响着天然气压气站的安全,所以必须要对天然气管道压气站安全仪表检测进行深入的分析,明确压气站工艺系统的主要特点以及天然气压气站安全仪表的重要作用,有效提高压气站仪表系统应用的稳定性和可靠性。     

天然气压气站设计及运行研究

以具体天然气压气站为设计实例,介绍了天然气输送压气站项目设计过程,在理论设计、自动化设计、安全设计、设备选型、开车运行等各个环节中,提出了合理的设计、选型及优化方案,使压气站设计达到环保、安全的要求。并通过分析实际运行的数据,为天然气压气站的设计提出了合理的设计运行方案,可供相关天然气压气站设计作参考。     

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。     

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“西气东输”管道全长3900 km，设计输气量为120×108 m3/a，设计压力为10 MPa，外径为1016 mm，采用带内涂层的X70钢管敷设，管道沿线分布着10座压气站和11条分气支线。在“西气东输”管道达到120×108 m3/a的设计输气能力时，全线投运的压气站和压缩机组数目较多。利用笔者自行研制的“西气东输”管道优化运行专用软件，计算了在多种条件下的稳态优化运行方案，并从输气工艺角度对计算结果进行了较深入的分析与讨论，在此基础上总结了“西气东输”管道优化运行的基本规律，对该管道投产后的运行调度及后期的增输改造具有参考价值。     

西二线东段11座压气站年内投产

西气东输二线东段共计11座压气站将全部于2012年下半年投产。西气东输管道公司采取多项措施，确保这些压气站顺利点火。同时，该公司全面提升已投产压缩机组运行水平，保证管道安全平稳供气。截至2012年8月26日．西气东输管道全线各型压缩机组累计运行111万h以上，全线压缩机组和SCADA系统可靠性及可用率持续提高。     

压缩机润滑油管道清洗技术

压缩机润滑油管道的洁净度关系到压缩机组的使用寿命及机组运行的稳定状态,因此润滑油管道清洗至关重要。文章以西气东输二线张掖压气站的压缩机润滑油管道清洗为例,介绍了改进的管道组对、焊接、吹扫、酸洗、扫水除湿、油冲洗等步骤,以及优化不锈钢临时管道的连接,从而解决管道清洗问题,取得理想效果和明显的经济效益。     

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。     

天然气长输管道设计中的节能分析

长输管道在输送天然气过程中需消耗大量能源,输气管道节能问题一直是我国管道行业发展中需要重点解决的问题。通过分析长输管道系统和选用设备的能耗情况,为项目后续的节能评估提供明确的依据。从分析管道输送能耗入手,提出了天然气长输管道节能降耗的着力点应放在降低管道直接损耗。设计过程中根据能耗分析来确定工艺方案和设备选型等,指出采用内涂层技术和高压输送;适宜的输送温度;在外部条件适宜情况下合理选用压气站压缩机组的驱动方案;在未达到设计输量下减少运行压气站数量等,以优化输送工艺和设备选型来降低管道的直接能耗。     

中-亚天然气管道压气站HAZOP分析

通过对中-亚天然气管道压气站工艺过程和操作程序的危险及可操作性分析（HAZOP）的系统分析,识别操作运行过程中潜在的不安全问题和可操作性问题,以保证设备的作用符合工艺设计意图,确保系统安全,将危险发生的后果降低到最低水平。详细介绍了HAZOP分析的程序、要求和单元划分,总结了中-亚天然气管道压气站HAZOP分析涉及的主要问题及解决方案,HAZOP分析丰富并优化了系统整体的安全和可靠性,很好地指导了详细设计。     

电驱压气站的变配电系统配置方案探讨

天然气长输管道中,电驱压气站通常配置2台最大容量为63 000 k VA的110/10 k V变压器,但随着用电负荷的增加,常规设计已无法满足要求,需要寻求其他的解决方案。通过分析电驱压气站的负荷特性,结合压缩机组的运行工况,提出增加变压器台数或增大单台变压器容量两种比选方案,采用综合能效费用法计算,确定增加变压器台数为较优配置方案;同时对变压器的经济运行方式进行研究,结合工艺可靠性分析提出运行方式的调整意见。类似方法可供其他规模电驱压气站借鉴参考。最后提出了研究110 k V隔离移相变压器的建议。     

中缅油气管道工程电驱站冷却水方案比选

中缅管道分输压气站多为电驱站,压缩机运行时,电机和变频器会产生大量热,影响运行状态与设备寿命。因此选择技术经济合理的冷却水方案对分输压气站及整个管网的安全稳定运营至关重要。以中缅油气管道工程某电驱压气站压缩机电机与变频设备为例,论述现阶段存在的主要冷却方式;首次系统地结合工程实践,针对耗水量、耗电量及其他经济指标,介绍并分析工程设计中冷却方案的比选思路与过程;比较水冷、空冷、机冷方式在站场投资、节能环保、维护工作量、环境适应能力等方面所需费用及工作量。结果表明水冷方式在站场运营中具有较强可行性并通过已建工程得以验证,冷却方案的比选思路与过程可供后续站场与有关设计人员参考。