2009年第6期內(nèi)蒙古石油化工1天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究李征(遼河油田公司特種油開發(fā)公司,遼寧盤錦124000)摘要:氣田地面集輸管網(wǎng)工程是氣田地面工程的主體工程,也是一個(gè)投資巨大、內(nèi)容復(fù)雜的來統(tǒng)。氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化,即明確氣井與集氣站的最佳歸屬關(guān)系、最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)布局以及最優(yōu)管徑組合。在調(diào)研國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)管道經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)可靠性原則，建立集輸管網(wǎng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,采用分級(jí)優(yōu)化的方法及遺傳算法,對(duì)集輸管網(wǎng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解,最終解決氣田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的整體優(yōu)化問題。關(guān)鍵詞:集輸菅網(wǎng);優(yōu)化設(shè)計(jì);遺傳算法;程序1天然氣集輸管網(wǎng)優(yōu)化模型的建立一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)所有站點(diǎn)都包括在內(nèi)時(shí),程序便結(jié)束運(yùn)目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的是多級(jí)集輸流程,所采用行,否則繼續(xù)循環(huán)。的集輸系統(tǒng)管網(wǎng)主要有放射狀(或稱星形)、樹枝狀3參數(shù)的優(yōu)化--最優(yōu)管徑組合的確定和環(huán)狀,以及這三種方式的組合形式?？紤]到實(shí)際使當(dāng)初始最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)布局確定之后,就需要確定使用的情況和研究方便,本設(shè)計(jì)研究的氣田集輸管網(wǎng)管網(wǎng)投資和操作維護(hù)費(fèi)用最小的最優(yōu)管徑組合,即是一種星形管網(wǎng)與枝狀管網(wǎng)相結(jié)合的形式,即各氣管網(wǎng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)針對(duì)輸氣管網(wǎng)結(jié)構(gòu)參井與所屬集氣站以星形連接,集氣站之間以集氣干數(shù)設(shè)計(jì)問題,提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,并討論了含連續(xù)線連接,集氣干線將各集氣站與集氣總站呈枝狀連變量和離散變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的求解方法。接起來。3.1 數(shù)學(xué)模型2數(shù)學(xué)模型的求解3.1.1目 標(biāo)函數(shù)集輸管網(wǎng)的最優(yōu)布局是在集氣站的優(yōu)化站位確采用管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)的一次性投資和在使用年定以后,對(duì)各個(gè)集氣站與總站的連接方式進(jìn)行優(yōu)化限內(nèi)所支付的總經(jīng)營(yíng)費(fèi)用之和為目標(biāo)。其中- -次性研究.在暫不考慮某些因素影響的條件下,要使得整投資包括管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用(這里不包括壓縮機(jī)建設(shè)的個(gè)網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)的可行管線總長(zhǎng)為最短,對(duì)于這類問題，相關(guān)費(fèi)用),同時(shí)考慮投資的時(shí)間性，引入“折算費(fèi)可采用圖論的方法進(jìn)行系統(tǒng)分析和確定”。用”的概念“。因此，目標(biāo)函數(shù)可表示為本設(shè)計(jì)采用Prime算法2確定集輸管網(wǎng)最優(yōu)s(D,8)= E(ao+alD.+ayG)Lu i1+i2" +布局。.(1+i,)-1(1)Prime算法如下:coLi(1假設(shè)網(wǎng)絡(luò)圖的固定節(jié)點(diǎn)為:A= {A1,Az,A.,..式中:S表示輸氣管網(wǎng)的年折合費(fèi)用,萬元/a;A.} ,再假定兩集合B.和B2,則Prime算法的具體步ao表示管道勘察、設(shè)計(jì)投資費(fèi)用等,萬元/km;a1表驟如下:示管道施工投資系數(shù),與防腐絕緣層、挖溝回填等有Step1:B,←{A1},B2←{Az,A..*An}.關(guān)，萬元/(mm●km);az表示購買及運(yùn)輸管道投資Step2:在B,中的諸節(jié)點(diǎn)與B2中的諸節(jié)點(diǎn)有邊系數(shù),萬元/t;D表示管道外徑,mm;G表示單位管相連的所有邊中,找出最短距離的邊。假設(shè)B:中A道長(zhǎng)度的重量,它與管道管徑D、壁厚δ等有關(guān),t/與Br中A;兩點(diǎn)連線最短,則連接A;與A;作為解的km;L表示管道長(zhǎng)度,km;y表示管道使用年限,a;n部分枝,并且:B1←B,∪{A;},B2←B2- -{As}。表示管道數(shù);io表示內(nèi)部收益率,一般為0. 12~0.Step3:若Br是空集,結(jié)束搜索,否則，回到15a~'gco表示單位管長(zhǎng)管道的年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用系數(shù),萬Step2.元/