天然气长输管网的模拟与优化模型研究

针对天然气长输管网能耗高的问题,研究了基于Aspen Plus的计算机模拟模型及优化算法。采用BWRS热力学方法,考虑了燃气轮机消耗天然气对管网的影响,并采用Calculator模块计算燃气消耗量,建立了天然气管网模型。以压缩机站能耗最低为目标函数,以节点流量、压力、压缩机转速为操作变量,以压缩机特性参数、各节点流量、压力、管道的压力限制等为约束条件,采用SQP算法(序列二次规划法)对含15个节点、9条管段、6个压缩机站的循环天然气管网进行优化,分别采用不同的压降计算方法,并得到了各最优管网运行方案。与文献值相比,该方案燃料消耗速率降低24.2%。相对于不考虑天然气消耗的管网,该优化方案使得能耗降低1772.6 k W。燃料消耗速率降低4.83%。不同压降计算方法优化结果表明,采用Weymouth法能耗最高,AGA法次之,Panhandle B法最低。