枝状天然气管网调峰方案综合评价研究

【摘要】：随着国内输气管道建设的不断推进,将形成一个全国范围内的大型输气管网。随着天然气管网规模的扩大,其运行的规律越来越复杂,天然气的供需平衡已成为运营管理工作中的重中之重。而天然气的供需平衡主要通过供气系统的调峰过程实现,由于大型输气管网的结构复杂性等特点,使得在技术上可行的基础上为其制定经济上合理的最佳调峰方案是运行管理中的难题。根据大量资料调研和实际生产运行情况得知,必须通过计算机仿真和综合评价方法才能获得经济效益和社会效益并重的最佳调峰方案。故本文针对枝状天然气管网——以川气东送为例,开展了以下几个方面的研究： 首先,在国内外资料收集以及现场调研的基础上,对输气管道调峰技术、综合评价方法以及综合评价技术在油气储运工程领域中的应用现状进行了收集、整理和吸收,分析比较了调峰技术和综合评价技术在国内外发展现状以及研究成果。 其次,搜集了大量川气东送管道运行资料和数据,通过系统的了解和学习输气管道仿真软件SPS,建立了川气东送管道仿真结构模型。根据川气东送天然气管道的具体结构、运行条件以及用户的用气规律,引入相应的边界条件和初始条件,通过不断调整管网工艺参数,分别得到了无压气站投入运行和有压气站投入运行两种工况下的预选调峰工艺方案集。 然后,分别确定了无压气站投入运行和有压气站投入运行工况下的综合评价指标体系和相应的指标权重,通过建立秩和比法、累积值法、优异度法和线性加权综合法的综合评价模型,对两种工况下预选调峰方案集进行评价,分别得到对应的优劣排序结果。引入最大兼容度模型对不同评价方法的评价结果进行综合评价,最终得到兼容四种评价方法优点的调峰方案排序结果。 最后,基于调峰方案综合评价模型,应用MATLABR2010b编制了调峰方案综合评价计算程序,对两种工况下调峰方案进行了评价,并对排序结果进行了对比分析。通过分析得出：在压气站未投入运行的工况下,优异度法为最佳评价方法,该工况下应在保证合同供气的前提下,应尽可能把多余的天然气分配给下游用户,以获得最大的经济效益；在压气站投入运行的工况下,线性加权综合法为最佳评价方法,该工况下天然气的分配与压气站运行的动力消耗密切相关,应通过综合评价获得既考虑安全平稳供气,又考虑经济效益的调峰方案。 【关键词】：枝状天然气管网 川气东送 调峰 SPS 综合评价
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE973
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究的目的与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 国内外天然气管道调峰技术研究现状10-13
• 1.2.2 国内外综合评价决策理论发展进程13-16
• 1.2.3 国内油气储运工程中综合评价技术应用现状16-17
• 1.3 国内调峰技术与综合评价技术研究评述17-18
• 1.4 主要的研究内容和技术路线18-19
• 1.4.1 本文主要研究内容18
• 1.4.2 研究的技术路线18-19
• 1.5 本文主要创新点19-20
• 第2章 川气东送管道工程概况20-27
• 2.1 川气东送管道线路概况20-21
• 2.2 管道沿线站场概况21-22
• 2.3 配套储气库概况22-23
• 2.3.1 江汉储气库23
• 2.3.2 金坛储气库23
• 2.4 基本参数23-26
• 2.4.1 气源参数23-24
• 2.4.2 天然气分配24-25
• 2.4.3 其他数据25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 基本数学模型与SPS软件介绍27-33
• 3.1 模型理论基础27-29
• 3.1.1 天然气管道基本方程27-28
• 3.1.2 模型定解条件28-29
• 3.2 SPS软件介绍29-32
• 3.2.1 SPS软件基本介绍30
• 3.2.2 SPS功能程序模块30-31
• 3.2.3 SPS文件系统31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 川气东送管道仿真模型构建33-47
• 4.1 输气管道模型构建33-45
• 4.1.1 SPS管道建模方法33-34
• 4.1.2 川气东送管道模型基本参数34
• 4.1.3 SPS建模主要气体计算方程的确定34-38
• 4.1.4 川气东送管道仿真模型的构建38-45
• 4.2 瞬态模拟控制指令INTRAN文件的编制45-46
• 4.3 川气东送管道模型的边界条件与初始条件46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 川气东送管道调峰方案的制定和模拟47-56
• 5.1 下游用户的用气量变化规律47-50
• 5.1.1 用气不均匀系数47-48
• 5.1.2 川气东送管道用户用气不均匀系数48-50
• 5.2 川气东送输气管道管存和储气能力50-51
• 5.3 预选调峰方案的制定和模拟51-54
• 5.4 川气东送天然气预选调峰方案54-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第6章 调峰工艺方案综合评价理论与方法56-70
• 6.1 综合评价方法的一般步骤56-58
• 6.2 综合评价指标体系选择和权重的确定58-61
• 6.2.1 指标体系的选择58-60
• 6.2.2 权重的确定60-61
• 6.3 调峰方案综合评价模型61-69
• 6.3.1 秩和比法62-63
• 6.3.2 优异度法63-65
• 6.3.3 累积值法65-66
• 6.3.4 线性加权综合法66-67
• 6.3.5 最大兼容度法67-69
• 6.4 本章小结69-70
• 第7章 调峰方案综合评价结果分析70-85
• 7.1 调峰方案综合评价MATLAB计算程序的编制70-71
• 7.2 无压气站运行工况管网调峰方案综合评价71-75
• 7.2.1 各评价方法对调峰方案的评价结果71-72
• 7.2.2 最大兼容度模型对各评价方法的评价结果72-73
• 7.2.3 调峰方案评价结果分析73-75
• 7.3 有压气站运行工况管网调峰方案综合评价75-84
• 7.3.1 各评价方法对调峰方案的评价结果75-81
• 7.3.2 最大兼容度模型对各评价方法的评价结果81-82
• 7.3.3 调峰方案评价结果分析82-84
• 7.4 本章小结84-85
• 第8章 结论与建议85-87
• 8.1 结论85
• 8.2 建议85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-94
• 附录A 无压气站投入运行工况调峰方案SPS模拟结果94-117
• 附录B 有压气站投入运行工况调峰方案SPS模拟结果117-145
• 附录C 调峰方案综合评价MATLAB计算程序代码145-147
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果147

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