靖西三线管道输送工艺优化的研究.pdf

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1、分类号TTE8学号152020367密级全日制专业学位硕士学位论文题目靖西三线管道输送工艺优化的研究作者姓名王博华导师姓名、职称李谦益高工学科(专业领域)名称动力工程提交论文日期2018年6月2日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有

2、不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________I中文摘要论文题目：靖西三线管道输送工艺优化的研

3、究专业：动力工程硕士生：王博华(签名)______________导师：李谦益(签名)______________摘要天然气是一种清洁优质能源，提高天然气在一次能源中的比重，对于优化我国能源结构，缓解我国能源需求紧张和环保压力有着重要的意义。近年来随着天然气开发规模和使用规模的不断增大，天然气输气管线建设也快速发展，天然气输气管线系统日趋庞大和复杂，管线的建设投资和运行费用相应增大，进行天然气输气管线系统进行优化设计和运行研究，对增加管线系统经济效益和保证管线系统安全运行有着重要意义。本文论述了国内外天然气输气管线系统优化设计和动态数值模拟的研究现状。针对

4、靖西三线天然气输气管线系统优化设计具体的问题，建立了以输气管线系统总费用最小为目标函数的技术经济模型，约束条件包括边界条件约束、管道强度约束和水力学约束等，优化变量为管径、压缩机压比、压缩机出站压力和管壁厚度。利用遗传算法对数学模型进行了求解分析，通过案例计算与方案比较，模型比较合理的反映出管径、输气压力和管壁厚度对总费用的影响，与实际设计数据误差较小，验证了该模型的可靠性。天然气输气管线在运行中由于用户用气量随生产负荷的变化、管道进/分气支线的接通或关闭、压缩机站的启停等原因，导致系统处于非稳态工况。针对输气管线系统非稳态工况的特点，根据流体连续性方程、

5、运动方程和能量方程，分别建立了非稳态快瞬变过程和慢瞬变过程的数学模型，采用特征线法和隐式中心差分法分别对快瞬变和慢瞬变模型进行求解，并分析了特征线法和隐式中心差分法求解偏微分方程的数学方法及边界条件的处理方法。将所建立的模型分别应用于输气管线系统的快瞬变工况案例和慢瞬变工况案例，模拟结果与文献值所描述的管道末端压力变化趋势相同，能够较好的反映输气管线的不稳定运行状态，证明了模型的可靠性，可以用来指导天然气输气管线实际运行操作。关键词：输气管线；优化；数学模型；不稳定流动论文类型：应用研究II英文摘要Subject：Studyonoptimizationof

6、pipelinetransportprocessinjingxithirdlineSpeciality：PowerengineeringName：Wangbohua(signature)______________Instructor：Liqianyi(signature)______________ABSTRACTNaturalgasisacleanandhighqualityenergy,increasetheproportionofnaturalgasinprimaryenergy,tooptimizetheenergystructureinourc

7、ountry,relievethestrainonChina'sdemandforenergyandenvironmentalpressurehasimportantsignificance.Inrecentyears,withtheincreaseoftestgasdevelopmentscaleandtheuseofscale,naturalgaspipelineconstructionandrapiddevelopmentofincreasinglylargeandcomplexnaturalgaspipelinesystem,pipelinecon

8、structioninvestmentandoperationco