天然气集输管网系统规划设计优化研究

天然气集输管网系统规划设计优化研究

【摘要】进行天然气集输管网系统的优化设计，主要就是在进行集输管网规划设计过程中，对于气井和集气站的归属关系以及集输管网的布局方式、集输管网管径组合等，进行最优化设置与处理，以实现对于天然气集输管网系统的最优化规划设计实现，节省天然气集输管网系统的规划设计成本费用，提高规划设计经济效益。本文主要从天然气集输管网系统规划设计中井组最优化设置、集气站位置的最优化选择、枝状管网布局的最优化实现等方面，对于天然气集输管网系统规划设计的优化实现进行分析论述。

【关键词】天然气集输管网系统规划设计优化方法数学模型

天然气集输管网系统是天然气田地面建设工程的主体建设部分，不仅规划建设投资成本比较大，而且管网建设系统性比较强，对于天然气田工程建设的经济效益影响作用比较大。传统的天然气集输管网系统的规划设计，主要是在确立集输管网规划建设的最优化准则之后，通过建立数学计算模型，使用计算机进行计算分析以得集输管网规划设计的最优化结果。本文主要从天然气集输管网系统规划设计中井组最优化设置、集气站位置的最优化选择、枝状管网布局的最优化实现等方面，对于天然气集输管网系统规划设计的优化实现进行分析论述，并从整体上对于枝状管网最优化布局问题进行

分析考虑，以提高天然气集输管网系统优化设计的适用性。 1 天然气集输管网中井组的优化设计分析

在进行天然气集输管网系统的优化设计中，对于集输管网系统中的井组规划设计实现最优化，也就是要对于集输管网系统中气井和集气站之间最佳归属关系的确定，以保证天然气集输管网系统中，各气井与集气站之间的距离之和达到最小值，从而实现对于天然气集输管网规划设计成本费用的节约，提高集输管网规划设计经济效益。通常情况下，天然气集输管网系统中井组的优化设计情况，直接对于整个集输管网系统的规划设计实施有着很大的影响。

在进行天然气集输管网系统中的井组规划设计中，对于井组的传统最优化设计实现，通常都是遵循集输半径以及一定井式条件要求下，在不进行集输管网管道流量情况的考虑条件下，只按照各气井与集气站之间的距离之和最小的优化原则进行划分确定。这样的井组优化设计方案在进行井组的优化设计过程中，由于优化设计考虑条件的局限性，使得在实际中的合理性往往比较低，适用性较差。针对上述问题，在进行集输管网井组的优化设计中，不仅将集输管网系统中各个集气站的集气量规模作为优化设计中的一个需要考虑的要求条件，以保证井组优化设计计算中各集气站之间的集气量更加合理，并且在进行气井和集气站之间距离的计算中，还对于各计算点之间的高差进行考虑，以满足对于优化设计中对于计算结果

准确性的要求，此外，在进行集输管网井组的优化设计中，还将传统优化设计中井式的约束条件作为迭代计算的初始条件进行保留处理。如下公式（1）所示，为根据井组优化设计方法要求建立的数学计算模型公式。（式2）

在上示计算公式模型中，ωij表示的是集输管网系统中i井到j 集气站之间的管线单位长度的造价加权系数，计算单位为万元每千米。

3 集输管网系统枝状管网布局的优化设计分析

在进行天然气集输管网系统的规划设计中，对于枝状管网布局的最优化设计实现，主要是为了保证集输管网系统中各个集气站之间的集气管线的连接建设投资成本实现最小，以实现节约天然气集输管网整体规划设计成本的目的。通常情况下，在进行集输管网系统中的枝状管网布局方式的最优化设计过程中，通常需要根据集输管网系统中枝状管网布局设计的图样，通过对于集输管网系统中枝状管网连接方式的优化设计分析，和对于集输管网系统中枝状管网布局设计中的中心集气站位置选择的优化情况进行分析的基础上，实现对于枝状管网布局方式的最优化设计实现。

在传统对于集输管网系统的枝状管网布局方式优化设计中，由于

对于依照图样方向和管网各管段的流量以及流向情况不清楚，因此，在进行最优化设计中，主要是采用顶点加权进行最小生成树的计算求解，以进行枝状管网连接方式的确定，往往计算解决准确性性不够。而对于枝状管网中中心集气站的位置选择，也是在基于无向图样的情况下计算求出的，对于管网布局的整体考虑不足，设计效果并不理想。为了实现对于枝状管网布局的最优化设计实现，在根据传统优化设计问题的情况下，本文主要通过在通过下列数学计算模型公式（3）对于枝状管网连接方式的初步确定情况下，通过公式（4）所表示的数学计算模式，对于枝状管网的集气站中心站位置进行选择确定，最终通过在有向生成树中对于管网布局方式进行调整，以实现对于枝状管网最优布局方案的最终确定。

4 结束语

总之，在进行天然气集输管网系统的规划设计优化过程中，应注意结合集输管网规划建设的具体情况，确定相应的规划设计准则，选择合理的优化设计方案，以提高优化设计的合理性与适用性，节约规划设计成本。

参考文献

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[2] 李天祥，罗佳，赵强，尚纪超，吴建超.冀东油田天然气集输管网系统的优化[j].油气田地面工程，2011（5）

[3] 何川，孟庆华，李渡，谯英，郑凤.川西天然气集输管网系统最优规划研究[j].天然气工业，2006（7）

作者简介

丁萍（1971-），女，四川省内江市隆昌县人，工程师，1992年毕业于四川轻化工学院，化工机械专业；1999年毕业于四川工业学院，工程造价管理专业。研究方向：地面建设及油气储运、规划计划。