作为一种清洁的优质能源,天然气在国外的能源结构中,比国内的比例更大。当前,我国将天然气能源已经提高了战略高度。并带动了相关技术的不断完善。管道是连接生产气田与用户的枢纽,为了满足人们的生活需求,必须保证输送的稳定性。从国外天然气管道发展上来看,管道技术的优化非常重要,关系到天然气工业的健康发展。然而,由于我国天然气技术的研究比较晚,特别是在大口径管道设计,复杂大口径试压,自己管道系统维护方面,技术与经验还很不足。鉴于此,要求引入国外的先进技术,然后加快天然气管道技术的优化,以此来促进天然气的高速发展。
1 天然气管道输送技术现状
1.1 国内天然气管道输送技术
我国天然气管道每年持续增长,并呈现出不断上升的趋势。据相关数据统计,我国每年建设的管道任务为7000公里。在十一五期间,我国单管年输量得到了很大程度的提升。然而,与国外国家相比,输送效率依然比较低。因此,在后期的天然气管道设计中,必须将提高输送效率作为重点工作来抓,力求实现质的飞跃。在西气东输工程中,成功建立了西一线、西二线、西三线。同时,积累了大量经验。从实际建设的情况来看,要进一步提高压力或者扩大口径尺寸,面临很大困难。主要是在钢管设计、制造、运行方面,存在很大难题。因此,为了实现以上目标,必须加大天然气管道技术的研究力度。只有这样,才能提高天然气管道的输送效率,最终保证天然气管道的快速发展。
1.2 天然气管道优化设计
在天然气管道优化中,要综合考虑多方面的因素。包括:管道管段的数量,管道材料的价格、馆内防腐材料的价格、敷设管道需要的费用、单位经营管理方面的费用、管道设计的费用、管道的耐温性、压气站的起始压力、压气站的数量、每个管道的流量,以及技术经济方面的参数。在约束条件下,利用最小的投入,建立优化设计模型。通常情况下,约束条件为:管道强度、管内气体流动、流量的平衡条件,以及管道的稳定性等。
1.2.1 最小优化模型
下面是参数优化费用最小化模型。如式(1)所示:
1.2.2 约束条件
在以上模型中,N-1代表管段数量。b0表示管材的价格与费用。单位(kg km)。b1代表敷设安装记忆防腐绝缘方面的费用。单位(元)。Li表示:i管道的管径与管长。其中,管径的单位为(m),管长的单位是(km)。Qi表示:第i-1与i节之间管段的流量。单位为(m3/d)。Pzi指的是:第i根管道的终点压力。Z、R分别是:气体、压缩常数。C'代表管径与壁厚之间的比值限制值。
在西气东输管线优化中,采用了总费用最小化管道优化模型。有一组模型能反应管道费用、压力,对实际使用的影响。同时,将管线费用的参数设计到最低。除此之外,与实际压缩机布置相比,应用模型设计压缩机后,差生的误差更小。所以,在西气东输工程中,采用管线优化设计模型后,具有很高的价值。
2 结论
通过以上分析与研究的基础上,可以得出这几个方面的理论。第一,世界天然气在发展的过程中,不是一帆风顺的。最早,发展的特点为:传输距离短、输送压力小、管道口径小等。随着天然管道的快速发展,具有输送距离长、输送压力大、输送条件复杂、管线错综复杂的特点。当前,国外国家在这方面的发展逐渐趋于成熟,我们应该积极借鉴。第二,建立天然气输送管线费用最小优化设计模型,要考虑多个方面的因素。包括各种管道的价格、仿佛绝缘材料的费用、管道敷设安装的费用、管道耐温性能、管壁厚度、压气站起始压力、压气站的数目、每个管段的流量,以及技术经济方面的系数。在西气东输中,已经证实了优化模型的合理性、科学性。因此,值得在以后的应用中大力推广。
3 结语
当前,天然气在国内的需求量不断扩大。同时,在科技力量的推动下,日益促进了天然气管道技术的发展。然而,与国外国家相比,我国在这方面还比较落后。鉴于此,本文结合实际工作经验,分析了天然气管道输送技术的现状。然后,在天然气管道优化中,提出了两种优化模型。最后,通过实例分析的办法,证实了优化模型的正确性、合理性。希望可以起到参考的作用。
摘要：天然气属于清洁、优质能源,具有环保的作用。随着社会、经济的快速发展,我国在天然气方面的需求量也不断增加。因此,在后续的工作中,必须采取针对性的办法,不断完善、优化天然气管道。当前,我国天然气管道技术得到了进一步发展,进而建立了管线费用最小的优化设计模型,并得到了普遍应用。其中,在西气东输二线管线优化中,创作了较高的价值,已经得到了证实。
关键词：天然气管道,输送技术,优化模型,设计
参考文献
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