王丽娜文献翻译.doc

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1、本科毕业设计外文翻译题目：输气干线的最优化结构学生姓名：王丽娜学号：11082122专业班级：油气储运工程11-2班指导教师：胡其会2015年6月20日中国石油大学（华东）本科毕业设计（外文翻译）输气干线的最优化结构摘要在这篇论文中，我们研究了连续管道系统的最优化设计。假设我们需要设计一条特定输量的从入口到天然气需求终点的输气管道。物理方面、合同方面的供应要求和交接点以及购买、铺设管道，建立压气站的成本都是已知的。为了最大程度减低铺设主管道的总成本，以下设计参数需要确定：压气站的数量，各压气站间的管道长度，各站的进出站

2、压力。为了方便管线设计计算，输气工程师在很多手册中都提出工程的经济性评价可以建立在基于以前经验和大多数工程通常做法的最优化数据上：各压气站间的距离是一个常数，所有管径都相等，所有入口压力相对于出口压力都相等。本次研究的目的是要阐述我们认为的哪种最优化方案是可行的，以及在比之前更广泛的框架中提出最优化方案的严密证据。1简介该输气管线系统时一个长距离大管径，主要是连接重要气源和市区的管道系统。在气源和交接点之间，很多压气站分布在管输系统中。这些压气站都设有几台压缩机其目的是增压，这样促进天然气在管道中的流动。大多数压缩机单

3、元由天然气涡轮机驱动，由于一些环境原因，但是电动机的应用逐渐增多。传统观点认为，管线设计一般有一下问题。假设要建的管线每次是要输送一定数量的气体从入口到目的地。物理方面、合同方面的供应要求和交接点以及购买、铺设管道，建立压气站的成本都是已知的。为了最大程度减低铺设主管道的总成本，以下设计参数需要确定：压气站的数量，各压气站间的管道长度，各站的进出站压力。因此，天然气输送管道的设计涉及大量的可行性方案。Edgaretal.9中国石油大学（华东）本科毕业设计（外文翻译）是首先提出了使用数学规划方法解决这样的开放性问题。他们

4、认为项目每年操作总成本的最优化包括了以上需要最优化参数作为目标函数。压气站的资金成本既不是压缩机功率的线性函数也不是通过为了考虑安装、基础和其他支出的在零功率时基建投资修正的功率的线性函数。第一个成本关系直接适用非线性规划，但是它需要压气站位置的初始假设条件。这一方法在汇合时可以表明哪个压气站应该去掉。他们用界定法控制压缩机数量整型变量的方法解决第种情况出现的问题。他们不仅将这一方法应用于主干线管道而且用于长度确定的分支管线系统。Soliman和Murtagh（1982）展示了一个商业性的非线性解决方案，该方案可以用于

5、在适度计算时间内，解决大多连续性管道设计的问题。更近地，Babuetal.在与Edgaretal.案例中的同一问题上应用了微分演化方法。以上提到的两种情形的问题使用这些基于全体普查算法的方案都解决了。他们发现了一个很接近Edgar方案的最优值，虽然这两种方案的边界条件并不相近。为了简化管线设计的计算，输气工程师基于已有经验和工程中的通常做法提出了一些应用规范，以减少大量的可行方案。第一种程序是在几种候选方案中的试错过程。为了达到这一目的，Lang强调了模拟软件的使用，这些软件可以评估最好的压气站投资和管线投资之间的权衡

6、方案。第二种方法是建立一些最优参数以减少变量数。此后，Cheeseman阐述了对于能够达到最低能源消耗的压缩比，每一个压气站都要相等。Kabirian和Hemmati假定新增的压气站位于管线中间。Chapon的法国输气管网设计建设手册采取以下几个假设条件：——管线水平布局——沿管线流速是一个常数——压气站数目已知另外，压缩机功率由一特定的对数方程近似得到。在这一案例中，Chapon断定用微分计算解决管道设计问题的方法，决定了管网以下这些最优特性：——每一管段的管径都相等（包括终端管线）——每一压气站的输出压力都等于管线

7、所允许的最大承压——各压气站等距布置，因而其压缩比也相等多亏了这些特性，设计计算极大简化为只有两个需要确定的变量：一个最优管径和一个全管线的最优压缩比。这样，我们只需选择一个可以最大限度降低相关成本的压气站数目。Boucly（1992）给出了以上特性的部分证据，但是讨论并不清晰而且总是局限于Chapon的框架。9中国石油大学（华东）本科毕业设计（外文翻译）Hafner（1994）在他的博士论文中，并没有讨论这一论证的可靠性，只是详细叙述了剩余两参数的计算步骤。更新近地，Ainouche（2004）的经济性评估也是基于同

8、样的特性。作为我们已知的最好方案，没有出版的论文给出这些特性的理论依据。本文目的在于阐述我们已知的哪种最优化方案是可行的，以及在比之前更广泛的框架中提出最优化方案的严密证据。2物理背景燃气系统是由管道和压缩站组成。在本节中，物理规律将被应用，以使设计目得到简化。2.1管道我们只考虑单个管相关的物理参数：Q：流量：入口压头：出口压头