天然气集输管网的优化设计研究1.docxVIP

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天然气集输管网的优化设计研究

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摘要作为一种珍惜资源，天然气可以为城市及工业提供高品质的燃料及原料。而长输管道天然气技术管网系统可以为用户输送所需能源。通常情况下，长输天然气集输管网系统的距离跨度较大，其周围环境相对比较复杂，且因为建设及管理等因素的影响，导致集输管网系统在运行过程中存在诸多的安全隐患，这些隐患对于人们的生命财产安全都会产生一定的威胁。因此，降低集输管网系统运行中的风险，是长输集输管网优化设计所要考虑的主要问题。本篇文章从集输管网系统布局优化、设计优化及运行优化三大方面分析了长输天然气集输管网优化的具体内容，以供参考。?关键词长输管道；天然气；集输管网；优化设计?1我国天然气管道发展现状?“新疆克拉玛依—独山子”原油管道，是中国首条油气长输管道。经过管道技术与建设工艺的迅猛发展，境内油气长输管道总里程逐年增大，包括原油、成品油、天然气等长输管道。天然气“十三五”规划提出，2020年中国干线管道总里程将达到10.4万公里，在2018年底，我国天然气长输管道总里程近7.6万千米。海气登陆与北气南下等全国油气管线网络逐渐完善，油气供应格局覆盖全国且纵贯南北。?我国长输天然气管道建设，正处于摸索性前进阶段，“陕京一线”是我国首条真正意义上的长输天然气管道。随后西气东输管道工程投产建成，我国正以平均每年新增4000公里管道里程的速度，以天然气产量年均增长12%的步伐，向新时代天然气工业格局迈进。尤其是近十年，天然气长输管道总里程快速发展，天然气管道主干线初步形成，包括中贵线、中缅线、西气东输、川气东送等。?2天然气管道发展趋势?2.1设施改造力度加大?在北方地区清洁取暖、冬季天然气保供等工程与会议精神的影响下，中石化与中石油等主要油气企业，加大了基础设施改造力度，各企业所属管道的独立问题逐渐得到解决，使得干线管道互联互通成为了可能，应急保供能力随之提高，如西二线广州末站、管网鳌头分输站的互联。2018年，鄂—安—沧天然气管道、蒙西煤制气管道等设施互联互通项目建设步伐加速，国内天然气串换与应急调峰等能力随之加强。?2.2管道输送能力加强?为提高管道输送能力，提出了提升钢级以及加大管径、压力等措施计划，在政策等支持影响下，管道行业发展成就显著。尤其是管道断裂控制试验场的建设，展开了管材X80与1422mm管径的直缝管爆破试验，为这一措施计划落实提供了基础保障。在俄罗斯与美国等国外发达管道设计经验引导下，我国超大输量管道技术研究步入正轨。?2.3设备与控制系统自给自足?大型球阀、管道压缩机等关键设备，基本实现了国产化生产。随后20MW电驱与30MW燃驱的国产化压缩机组正式投入使用。关键阀门与执行机构、流量计等管道设备基本实现自给自足。工业性试验56Class900全焊接球阀、管道流量计已完成验收工作。呼和浩特—鄂尔多斯成品油管道建设中，首次使用了国产阀室PLC、RTU控制系统。国产设备与控制系统的研究成果，其转化速度加快，推动了我国天然气管道工程与控制系统国产化生产的进程。?2.4智能化管道建设成为可能?在冀宁联络线项目中，数字化油气管道建成后，信息技术整合力度加大，掀起了我国油气管道建设信息化管理、机械化施工与数字化设计的新篇章。中俄东线当作智能化管道建设试点，通过工程全生命周期管理，智能化运营与数字化移交，全面打开我国长输智慧管网建设的新征程。?3天然气管网系统优化设计概述?天然气集输管网系统规模较大且兼具复杂性。在气田开发地面工程施工中要考虑到集输管网系统的规划。在气田开发地面工程中，包括了布置由一级集气站至二级集气站以及由井口至一级集气站的管网，同时也要合理布局各级集气站及每个集气站。以往，在布局管网及集气站的过程中，因为计算机技术等诸多原因，缺乏布局的整体考虑，导致集输管网系统在后期运营中难以满足运营要求，从而导致二次建设或工程改建等，进而导致人力、物力的浪费，加大了工程投资。所以，必须要优化设计天然气集输管网。进入经济快速发展阶段，我国集输管网的建设数量不断增多，为了降低集输管网的运营成本，提高其安全程度，必须要优化设计长输管道天然气集输管网。?优化设计集输管网，涉及到了诸多学科，包括图论方面的数学理论、运筹学、技术经济评价、最优化和计算机技术的应用等。通常情况下，长输管道天然气集输管网优化设计要解决如下几个问题：?第一，解决布局优化问题：明确网络拓扑形式，具体指的就是对布站方式及管网连接方式进行明确。?第二，对位置进行优化，明确中间站的具体位置。?第三，优化相关参数，明确管道管壁厚度、管