天然气集输管网系统规划设计优化研究
天然气集输管网的优化设计研究
天然气集输管网的优化设计研究摘要作为一种珍惜资源，天然气可以为城市及工业提供高品质的燃料及原料。
而长输管道天然气技术管网系统可以为用户输送所需能源。
通常情况下，长输天然气集输管网系统的距离跨度较大，其周围环境相对比较复杂，且因为建设及管理等因素的影响，导致集输管网系统在运行过程中存在诸多的安全隐患，这些隐患对于人们的生命财产安全都会产生一定的威胁。
因此，降低集输管网系统运行中的风险，是长输集输管网优化设计所要考虑的主要问题。
本篇文章从集输管网系统布局优化、设计优化及运行优化三大方面分析了长输天然气集输管网优化的具体内容，以供参考。
关键词长输管道；天然气；集输管网；优化设计1 我国天然气管道发展现状“新疆克拉玛依—独山子”原油管道，是中国首条油气长输管道。
经过管道技术与建设工艺的迅猛发展，境内油气长输管道总里程逐年增大，包括原油、成品油、天然气等长输管道。
天然气“十三五”规划提出，2020年中国干线管道总里程将达到10.4万公里，在2018年底，我国天然气长输管道总里程近7.6万千米。
海气登陆与北气南下等全国油气管线网络逐渐完善，油气供应格局覆盖全国且纵贯南北。
我国长输天然气管道建设，正处于摸索性前进阶段，“陕京一线”是我国首条真正意义上的长输天然气管道。
随后西气东输管道工程投产建成，我国正以平均每年新增4000公里管道里程的速度，以天然气产量年均增长12%的步伐，向新时代天然气工业格局迈进。
尤其是近十年，天然气长输管道总里程快速发展，天然气管道主干线初步形成，包括中贵线、中缅线、西气东输、川气东送等。
2 天然气管道发展趋势2.1 设施改造力度加大在北方地区清洁取暖、冬季天然气保供等工程与会议精神的影响下，中石化与中石油等主要油气企业，加大了基础设施改造力度，各企业所属管道的独立问题逐渐得到解决，使得干线管道互联互通成为了可能，应急保供能力随之提高，如西二线广州末站、管网鳌头分输站的互联。
2018年，鄂—安—沧天然气管道、蒙西煤制气管道等设施互联互通项目建设步伐加速，国内天然气串换与应急调峰等能力随之加强。
浅析天然气集输管网优化设计的原则及思路
浅析天然气集输管网优化设计的原则及思路发布时间：2021-10-09T07:53:15.678Z 来源：《科技新时代》2021年7期作者：蔡新华、程槟、蔡新林、谭东林、陈波[导读] 做好必要的设计原则控制，全面提升设计管理控制机制，突出设计管理的设计效果。
西南油气分公司采气一厂四川省德阳市 618000摘要：天然气集输管网优化设计工作的开展，需要分析天然气集输管网概念及内涵，掌握天然气集输管网优化设计的原则，如成本投入最小化原则、运行稳定原则，把握天然气集输管网优化设计的思路，重点做好井组优化设计、田站地址优化设计、集气站管网布局优化，管网类型设计优化，在科学设计优化中，发挥天然气集输管网的设计控制能力，突出设计管理的实际效果。
关键词:天然气集输管网;优化设计;原则;思路1引言天然气集输管网优化设计工作的开展，需要做好设计思路的全面分析，进行系统性设计布局，重点解决设计细节问题，分析各种影响因素，做好必要的设计原则控制，全面提升设计管理控制机制，突出设计管理的设计效果。
2天然气集输管网概念及内涵天然气集输管网是利用环状管网、放射状管网以及枝状管网运行系统，满足不同的运输管理需要，提升运输效率，以集气站的集气收集能力，实现对集气干线、直线的汇总和集气分配运输，满足社会需求。
通过各种特殊设计方案，实现科学化管理，通常以枝状管贯穿油气田，环状管网集输功能，使得天然气能被有效的获取和运输，消除网络的拓扑结构的问题，以可靠的集输管网设计优化，实现成本控制，扩到经营利润空间，做好布局的优化管理，识别存在问题，可靠进行设计技术方面的改进。
3天然气集输管网优化设计的原则3.1成本投入最小化原则天然气集输管网优化设计，需要做好必要的成本控制，提升成本管理能力，做好必要的控制分析，重视消除各种不稳定问题，做好必要的经济成本控制，分析有关的费用投入问题，做好前提投入的全面预算控制，完成设计目标，做好投入经济优化管理。
天然气集输管网系统优化建设
1 天然气集输管网系统优化设计内涵集输管网系统在整个的输气工程中遍布范围较广，对此必须对其进行优化设计。
具体的规划设计项目主要涵盖：各个等级集气站中间的管道线路，从井口到一级集气站的管线，一级不同等级集气站的选址、布局等。
传统的管网与集气站的设计、规划与布局缺少全局意识，使得后期管网运行过程中出现了诸多问题，例如：管道运行达不到输气要求，检修也不达标，无法深入维护等，管网出现故障时，得不到及时的处理和解决，不得不实施工程的二次改造，增加了工程建设的成本。
由此可见，燃气集输管道的优化任务艰巨，必须加大优化设计力度。
特别是随着输气工程规模的不断扩大，要想获得预期的输气经济效益，就必须控制柜管网的建设与运营成本。
燃气集输管网优化重点面向以下几大方面：管网的优化布局，弄清网络拓扑结构，也就是集气站布局模式以及管网链接方式等的确定，同时，也要科学定位集气站等的位置，并优化各类参数的设计。
2 天然气集输管网系统的优化2.1 井组区域的合理规划对于整个的天然气集输管网系统来说，实际的气井组合输送方式包括：单独的气井管网传输，不同气井同步配合的集输模式。
具体的井组区域规划应该结合各个油田的资金实力、技术能力、油气资源储备、地貌条件等来科学规划、分类。
如果是大规模、大范围、油气储备丰富的大型油田，可以尝试着气井分组模式这样一方面能提高设备的使用效率，另一方面也方便油气开采，也就是一个小组内油气的开采依托于相同的集输站，这样能够有效控制鬼狐按成本，也能使得集输管道无论在长度、直径还是流量等方面都达到最合理的水平。
2.2 集输场站的科学定位场站的科学选址与定位会从根本上影响到集输管网系统的优化建设与优化设计，对此需要优先定位与选择场站位置，从而确保气田的数量达到规定要求，也就是达到井组与集输气站位置的复数，而且要确保成本最小、距离最合适等，这主要是由于场站特殊的地位和功能，主要负责燃气集输的中转、存储等，气场的数目将直接关系到油气输送成本。
燃气输配管网系统优化设计浅析
燃气输配管网系统优化设计浅析近年来，我国大力倡导发展低碳经济，利用低碳能源逐步取代煤炭的使用，不仅能够有效地改善我们的生活环境，而且对于发展和完善我国的管理体制和经济体制也有着重要的意义。
随着我国居民生活用水量的增加和对天然气需求的增加，必须对城市燃气输配网络进行合理的规划。
标签：燃气输配管网;优化设计;发展作为一种新的清洁能源，天然气在国家经济和社会发展以及提高人民生活质量方面发挥着重要作用，其特点是易于使用和低排放。
天然气现在已成为煤炭和石油等不可再生资源的有效替代品。
近年来，随着我们对环境保护的认识和对能源的关注日益提高，已发现的天然气的开发和储备也加快了速度。
根据相关统计数字，预计未来20年中国天然气的增长率将保持在10%。
此外，中国丰富的天然气储量和先进的天然气开发技术为我们应用天然气提供了有力的保障。
由于我国实施了有关天然气存储和开发的大型项目，例如将天然气从西部输送到东部，大部分天然气通过长途运输储存和运输到城市，而输送管道的建设与城市天然气的使用直接相关。
健全的城市间天然气分配网络是优化天然气使用的重要手段。
一、燃气管网输配现状管道运输是天然气运输的主要方式，与其他运输方式相比，具有费用低、输送能力大、作业方便、不用转运等优点，因此该方式广泛运用在燃气输送上。
而管网敷设情况往往决定了一个企业的发展，作为燃气行业的末端产业链，要想有充足的发展市场，道路管网建设是起决定性作用的。
目前燃气管网逐渐向周边蔓延，这是城市化进程的需要，同时也是企业自身发展的必然趋势，只有具备充沛的管网系统，企业才具备后续发展的可能性。
但是管网的后期维护和管理则是关键问题。
管网的质量是保障管网安全运行的首要条件，无论是管网的前期建设还是后期的维护都至关重要。
燃气管网的前期建设和规划会影响后期的供气能力。
燃气管道在地下敷设往往就是十几年，随着城市化进程的发展，现有的燃气管道输配能力可能无法满足周围的用气需求，严重制约了企业的发展。
天然气管道管网的设计与优化
天然气管道管网的设计与优化天然气作为一种清洁、高效的能源，正逐渐在各国得到广泛应用。
与此同时，天然气的输送也成为了能源行业发展的重要环节。
而在传输天然气的过程中，一个关键的环节便是天然气管道管网的设计与优化。
在本文中，我们将探讨这个话题，并尝试寻找最优方案。
一、天然气管道管网概述天然气管道是输送天然气的必要设施，其由管道、阀门、附件等部分构成。
天然气管道的主要作用是将从油田或气田开采出来的天然气输送到储气库、工厂或家庭等地方进行利用，其中，天然气管网则是由多条天然气管道组成的复杂系统。
目前，世界上主要的天然气生产国包括俄罗斯、美国、加拿大等，而天然气消费国则主要包括欧洲各国、印度等。
由于各地天然气的开采和利用需求不同，因此天然气管网的设计也需针对不同的地域和需求进行优化。
二、天然气管道管网的设计原则1. 安全第一在天然气管道的设计与优化过程中，安全是最为重要的原则。
天然气是一种易燃易爆的气体，若在输送过程中出现泄漏、燃烧等情况，不仅会损失大量的能源，也会对人民的生命和财产造成巨大的威胁。
因此，在进行天然气管道布局时需要遵循安全原则，最大限度地减少可能出现的风险和事故。
2. 经济性天然气管道的建设和维护都需要投入大量的资金，因此其经济性也是设计时需要考虑的重要因素。
天然气管道的建设应根据不同地域的需要，进行合理布局，避免重复建设，减少资源浪费。
同时，在管道建设时应选择性价比高的材料和设备，以减少投入成本。
在管道运行时，应加强设备的维护和管理，延长设备的使用寿命，减少因设备故障导致的资金损失。
3. 环保天然气作为一种清洁能源，我们需要在管道建设过程中保证其环保性。
建设天然气管道要根据具体情况选址，并进行充分环境影响评价，避免对当地环境和生态造成损害。
同时，在管道的运行过程中，应注意天然气的排放情况，减少环境污染。
4. 适用性天然气管网的设计需根据不同地区的天然气需求和天然气的运输距离等因素进行优化。
天然气集输管网优化设计研究的开题报告
天然气集输管网优化设计研究的开题报告一、选题背景天然气作为清洁能源，其需求量逐年增长，集输管网作为天然气输送的重要组成部分，也随之发展壮大。
随着市场竞争的不断升级，天然气集输管网优化设计愈发显得重要。
本次开题报告旨在对天然气集输管网优化设计进行研究，探讨其优化设计方法与技术。
二、选题意义天然气集输管网是我国天然气输送的重要方式之一，其运营的效率对整个天然气行业的发展具有重要的作用。
优化天然气集输管网设计可以帮助提高天然气运输的经济效益、安全性和环境友好型，具体表现在以下几个方面：1.提高天然气输送的效率，降低运输成本优化天然气集输管网可以根据天然气供需的不同特征，设计合理的管网系统，从而降低天然气输送的能耗和成本。
特别是在燃气运输是通过长距离管道进行输送的情况下，优化天然气集输管网对于节约运输成本的作用尤为重要。
2.保证天然气运输的安全性天然气是一种易燃易爆的能源，天然气集输管网的设计应该遵循安全、稳定的原则，从而保证天然气运输的安全性。
同时，针对可能的故障情况，采取及时有效的应急措施，可以保证天然气输送的安全性。
3.提高天然气运输的环境友好型天然气作为一种清洁能源，其运输应该尽可能的减少对环境的影响。
通过优化天然气集输管网的设计，减少泄漏和排放等问题，从而提高天然气运输的环境友好型。
4.助力天然气产业的可持续发展天然气集输管网的设计与运营，直接影响着我国天然气行业的发展前景。
通过优化设计、提高运营效率，可以促进天然气行业的可持续发展，为经济发展做出积极贡献。
三、研究内容和方法1.研究内容本次开题报告旨在对天然气集输管网优化设计进行研究，主要包括以下内容：（1）天然气集输管网现状分析：分析天然气集输管网的组成、结构、功能及其存在的问题，为优化设计提供依据。
（2）天然气集输管网优化设计方法：根据天然气集输管网的物理特性，构建其运输模型，基于网络分析方法和优化算法，设计出合理的管网系统。
（3）优化设计方案的实施与评价：选择一条具有代表性的管线，将优化的设计方案应用于该管线上，通过计算和评价，检验所设计的优化方案的效果，为天然气集输管网的优化设计提供参考。
探究长输管道天然气集输管网优化设计
探究长输管道天然气集输管网优化设计摘要：作为一种节能、环保和经济的能源，天然气被广泛地用于制造业和交通运输等许多行业，特别是在发电和供热等方面，它起到了非常大的作用。
随着我国能源消费水平的提高，油气资源开采的规模日益扩大，集输管网的覆盖面也日益扩大，同时，集输管网的结构也日趋复杂，风险日益加大。
因此，企业需要对集输管网进行设计优化，在节省能量和费用的前提下，保证长输管道的使用。
关键词：天然气；集输管网；长输管道；设计引言集输管网具有覆盖面广，输送距离长，系统比较复杂的特点，并且随着时间的推移越来越多。
建造集输管网，不仅要花费巨大的投资，还要花费很长的时间，而且要花费很多的物资和人力，如果不进行合理规划，不仅会提高集输管网的建设和运营费用，而且还会产生很多安全问题。
对集输管网进行设计优化，不仅可以将费用降到最低，而且可以根据本地的具体条件，对天然气的运输和利用进行更加合理的计划，而且还可以保证天然气的传输安全。
1集输管网设计原则在气田的开采过程中，气田的集输网由井群、井口和气田三部分组成。
在进行管网的设计时，设计者要清楚各个环节的归属，还要进行科学的布置，才能保证在较低的费用下，保证安全、高效的输送。
然而，许多设计者对城市集中输管道的规划不够合理，造成了城市集中输管道无法适应城市的运行需要，造成了资源浪费和返工等一系列问题。
所以，在进行设计的过程中，掌握一些基本的原理是十分重要的。
首先是功能性的原理，设计者必须对集输管网的功能有一个完整的认识，然后根据输送管道的需求和特征，在设计中将集输管网的功能最大限度地表现出来，以保证在运行中可以最大限度地发挥出它的作用。
其次是安全，由于集输管网规模较大，如果发生故障，需要耗费大量的资金和资源，所以集输管网的安全非常重要。
在进行设计时，设计人员既要确保在正常运行的时候，也要确保在发生突发事件的时候，有其他方案可以保障应急的安全供应。
第三，经济性原理，集输管网的布局、规模、站点位置、距离长度等因素对集输管网的建造费用有很大影响，若没有进行适当的规划，或是新增了一些不需要的站点，或是没有达到最佳距离，都会导致建造费用提高，并且在实践中，会加大燃气损耗，造成能源浪费。
浅析天然气集输管网的优化
总站 ，形成 “ 集气 站一集 气总站 ”两级 布站 系统 。 ３ ． 集气站 管 网布局优化 如 何将 各集 气 站与集 气 总站 连接起 来 ，最 终形 成气 田集输 系 统是 本 节所 讨论 的 问题 。在 以往 的管 网布局 优化 中 ，一 般是 根据 图 论知 识 将 问题 分解 为 两个 子 问题 来考 虑 ，一 个 是树 枝 管 网 的连 接方 式 优 化 ， 另一 个是 中 心集气 站 的选址 问题 。在 问题一 的求 解 过程 中 ，采用 的顶 点加权 的方法 进行 加权 计算 得 出最 小 的流量 长度 之 和 ，求 出 最小 生成 数 ，但 是 ，当无 向数转 化为 有 向数 后 ，这 个 最小 的流 量长 度之 和不 一 定 就是 干 线各 管段 的最 小流 量长 度之 和 。虽然 在 中心集 气 站 的选址 问 题 中考 虑了流 量的分 配问题 ，目的是为 了避免某 些管 段 流量过 度集 中 ， 造 成管 径过 大 增加 费用 ，这 样 ，当把 问题 二 的 中心集 气站 加入 到 问题 的最 小生 成 数时 ，会 出现 某些 集气 站 的气体 输往 中心站 所经 过 的管 线 距离 过长 ，而使各 管 段的 流量 长度 之和 没有 达 到最小 。因此 ，必 须 将 这些 集气 站 的气体 进 人集 气干 线接 入 点进行 适 当的调 整 。求 得使 整 个 集气 干线 的 流量长 度之 和 达到 最小 的管 网布 局 。集气 总 站的 选址 问 题 是属 于上 述 第二 类问题 中的 中心 问题 ，即在 给定 的集 气 站 中选 出一 个 集气 站作 为集 气 总站 ，使 得其 它集 气站 距离 集气 总站 的 最大 距离 为 最 小 。集 气 总站 作为 整个 气 田 中综合 开 发 的生 产处 理 、外输 及 管理 ， 其位 置 的选 择要考 虑 到整 个气 田管 网的流 量分 布 ，应使 管 网的 流量分
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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）
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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。