普光高含硫氣田集輸管網(wǎng)優(yōu)化研究.pdf

1、普光氣田位于四川省達(dá)州市宣漢縣普光鎮(zhèn)一帶,氣田天然氣含硫量和二氧化碳量較高,H2S和CO2濃度分別平均高達(dá)15.16％和8.64％,是典型的高含硫氣田。氣田井口在集氣站內(nèi),共有生產(chǎn)井39口,設(shè)計生產(chǎn)能力為3120×104m3/d。氣陽共設(shè)16座集氣站,1座集氣木站,各站之間采用枝狀連接方式。進入集輸管線的天然氣有兩處來源:一是集氣站內(nèi)井口來氣;而是上一級集氣站來氣,集輸管網(wǎng)內(nèi)采用氣液混輸?shù)妮斔凸に?天然氣最終輸送至集氣末站,進行氣液分離

2、。需要采用一定的優(yōu)化理論對普光氣田地面集輸規(guī)劃方案進行優(yōu)化,在不改變其集輸模式的情況下,篩選最優(yōu)的集輸規(guī)劃方案。
　　 在規(guī)劃方案優(yōu)化的研究中,首先采用分級優(yōu)化的方法,以管網(wǎng)總長最小為目標(biāo),確定樹狀管網(wǎng)布局,然后對管網(wǎng)各管段管徑進行優(yōu)化,然后針對對普光氣田天然氣的高含硫特性,在考慮了輸氣管沿線的環(huán)保和安全因素以及輸氣管運行管理的經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上,對管道沿線閥門數(shù)目進行了優(yōu)化,接著闡述了分級優(yōu)化方案人工干預(yù)的實現(xiàn)。考慮到分步優(yōu)化難

3、以得到全局管網(wǎng)投資費用最省的方案,對集輸管網(wǎng)整體優(yōu)化進行了研究,首先提出了遺傳算法與Prime算法相結(jié)合的優(yōu)化方法,雖然對比傳統(tǒng)分級優(yōu)化方法,這種方法有一定優(yōu)越性,但仍沒有完全實現(xiàn)整體優(yōu)化。接著建立了站間連接路徑和管徑參數(shù)以及閥門數(shù)目同步優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,該模型的目標(biāo)函數(shù)中包含了閥門費用項,待優(yōu)化設(shè)計變量包括了各站間的連接方式和所有管線的管徑,求解時將圖論中的破圈法與雙重編碼遺傳算法相結(jié)合,最終得到全局最優(yōu)解。該方法成功將樹狀管網(wǎng)以二進制編

4、碼的形式放入染色體中,以此為基礎(chǔ),針對所有星型和樹枝狀相結(jié)合的集輸管網(wǎng),建立了集氣站位置、站間連接路徑、管徑參數(shù)和閥門數(shù)目同步優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)了四者的同步優(yōu)化。最后通過投資費用對比證明了整體優(yōu)化的優(yōu)越性,同時將整體優(yōu)化得到的方案作為普光氣F日集輸管網(wǎng)最優(yōu)設(shè)計方案。
　　 采用C＃編制了管網(wǎng)優(yōu)化軟件,為保證計算的準(zhǔn)確性和結(jié)果顯示的直觀性,采用C＃與0penGL混合編程技術(shù)制作了氣田區(qū)域三維地理信息顯示系統(tǒng),可以清楚地看到氣田區(qū)域