城市天然气管道的参数优化设计.pdf

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1、第41卷第9期当代化工Vo1．41，No．92O12年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember，2012城市天然气管道的参数优化设计刘杰，陈保东，王秋莎，代堪亮，李征博，官学源，莫海元(辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺I13001)摘要：通过管段的管径、壁厚、节点流量、强度、稳定性等约束条件，优化设计了城市天然气管网。同时根据技术经济学原理，引入了复利系数等作为管道的经济指标，建立了管网的数学模型，并且进行了参数优化。利用二次插值法和罚函数相结合，

2、可将相关约束条件与目标函数构造为无约束函数求解，证明该设计方法具有可行性，对城市天然气管道的优化设计具有一定的实践指导意义。关键词：城市天然气管道；管网；优化设计；计算方法中图分类号：TE624文献标识码：A文章编号：1671—0460(2012)09—0900—02ParameterOptimizationDesignofUrbanNaturalGasPipelinesLIUJie，CHENBao一馏，WANGQiu—sha，DAIKan—liang,L1Zheng-bo，GUANXue-yua

3、n，MOHai-yuan(LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：Throughanalysisofpipediameter,wallthickness，nodeflow,strength，stabilityandotherconstraints，optimizationdesignofcitygaspipelinenetworkwascarriedout．Accordingtotheprincipleoftechn

4、icaleconomics，throughin~oducingacompoundingfactoraseconomicindicatorofthepipeline，mathematicalmodelofthepipenetworkwasestablishedandparameteroptimizationwasca~iedout．Byquadraticinterpolationmethodandpenaltyfimction，relatedconstraintsandobjectivefuncti

5、onconstructedunconstrainedfunctiontosolve．It’sprovedthatthedesignisfeasible，andhaspracticalguidingsignificancefortheoptimumdesignofurbangaspipelines．Keywords：Citynaturalgaspipeline；Pipelinenetwork；Optimaldesign；Calculationmethod天然气作为一种新型燃料，具有洁净、高效、以得到

6、以下表达式：优质、无污染的特点，迅速成长为是世界三大支柱Z=Ax(D)+(D)(1)能源之一。我国的各个城市天然气的使用已经快速的发展起来。城市天然气管网参数优化设计是以确式中：(D)一管网投资费用，万元；(D)一管网年经营费用，万元；定的管网结构为基础，以合适的管径、壁厚，在满足管网节点流量和压力的为前提，优化管网的投资一资金的恢复系数，：寺予兰。和运行费用，使其最小。管网的参数优化用数学方式中：fc_一折现率；法实现，就是依照参数变量，建立相应的目标函数"一管线的使用年限，a。，给出相应的约束

7、条件，并且选取最优化方法1．1管网的投资进行求解，求得所需结果，达到预期的优化目标。管网的投资包括管道造价、管道运输、管道敷设、管道防腐等费用。用公式表示：1优化模型的建立城市天然气管网的投资可以简化为管道的投xI(D)=∑ktGili+∑Gf+∑k3D／,+∑k4D,l~(2)lf=1f=1i=1资，可以分为投资费用和运行费用。其中投资费用式中：k。一管材价格，元／t；有：(1)管道本身的造价和建设费用；(21调压室、天G厂管段i的单位质量，t／km；然气储配站、压送站的造价。经营费用包括：管网

8、，厂管段i的长度，km；”一管段总数；折旧费；管网维修和维护管理费用。本文采用了一管道的运费，元／(t·km)；“复利系数”将一次性的投资费用转换为了折算岛一管道的敷设费用，元，(mm·km)费用，这就消除了投资费用与经营费用在时间上的Df_一管段i的内径，mm；一管道的防腐费用，元，(mm·km)。差异，将年折合费用作为管网的经济评价指标，可收稿日期：2012-03—19作者简介：刘杰(986一)'男，内蒙古自治区赤峰人，辽宁石油化工大学油气储运工程在读硕士研究生，研究方向：城市