川渝北部输气管网供气可靠性分析

发布时间：2017-06-06 15:13

  本文关键词：川渝北部输气管网供气可靠性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：川渝北部管网是川渝管网中输气任务跨度最大的局部管网,输气干线总长约1500多千米,具有多气源、多分输站场、输送距离长以及输送量大等特点,北部管网系统的管理、维护难度大,不同故障情况下的管网系统供气能力缺乏系统、全面的认识。通过分析管网系统在主要故障模式下的供气能力与供气可靠度,可有效确定管网的薄弱环节及供气可靠性主要影响因素,从而为管网运行维护方案的制定提供依据。论文主要研究内容和成果包括：(1)全面收集川渝北部输气管网运行数据和故障维修记录,确定了川渝北部管网主要故障类型为管道故障,通过极大似然法计算得到了管网的平均故障率λ和平均维修时间MTTR,在显著水平0.05条件下,川渝北部管网管道故障率λj服从以λ=0.0012次/(a·km)为参数的泊松分布,管道维修时间TTR服从以MTTR=38.9h为参数的指数分布。(2)针对川渝北部管网站点、管道连接形式,应用图论法建立了正常运行状态的管网拓扑结构图,由42个节点、38条管道组成；依据管道故障类型及其关阀方案,采用关联矩阵重构了相应的故障管网拓扑结构图。(3)基于非等温非稳态天然气流动特性和热力学特性,利用TGNET建立了川渝北部管网动态水力分析模型,考虑节点用气需求量的变化,以影响用气节点实际可用气量最大的时刻作为管网动态水力模拟起始时刻,针对不同气源条件,进行了正常工况和38个典型故障工况下的水力与供气量模拟分析。(4)基于管网不同工况的动态水力模拟结果,利用搜索法确定节点与气源之间的供气路径变化情况,将节点和管网系统状态归纳为“Ⅰ"、"Ⅱ"、"Ⅲ"三种,采用马尔科夫过程,引入管道维修率、管道故障率以及节点和系统水力可用度HAAi、HAs指标建立了节点和管网系统的供气可靠度Ri和Rs模型。(5)通过计算11个、6个气源供气条件下的用气节点和管网供气可靠度指标Ri、Rs,确定了11个气源条件下的关键故障管道为e3、e4、e17、e18、e19、e37和e38,薄弱节点为节点3、4、31；6个气源条件下的关键故障管道分别为e1、e2、e3、e4、e17、e18、 e19、e35、e36、e37和e38,薄弱节点为1、2、3、4、31。(6)在相同气源条件下,考虑不同的管道平均维修时间MTTR与管道故障率为λj进行因素敏感度分析,管网的主要影响因素为MTTR.通过对川渝北部管网不同气源条件下的管网系统供气可靠度分析,确定的管网供气可靠度指标可用于指导管网运行方案的制定。
【关键词】：川渝北部管网 供气可靠性 马尔科夫过程 水力可用度
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 研究背景和意义8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 结构可靠性研究现状11-13
• 1.2.2 供气可靠性研究现状13-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-18
• 1.3.1 论文主要研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-18
• 第2章 川渝北部输气管网概况18-36
• 2.1 川渝北部管网基础数据18-20
• 2.2 川渝北部输气管网故障类型及原因20-24
• 2.2.1 管网故障类型20-21
• 2.2.2 管网事故原因21-22
• 2.2.3 管网故障维修措施22-24
• 2.3 管道故障率与维修时间参数24-35
• 2.3.1 概率论及数理统计24-26
• 2.3.2 管道故障概率分布及管道故障率26-32
• 2.3.3 维修时间概率分布32-34
• 2.3.4 用户用气量变化规律34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 川渝北部输气管网拓扑结构和水力分析36-57
• 3.1 川渝北部管网拓扑结构分析36-40
• 3.1.1 管网图论基础36-38
• 3.1.2 管网拓扑结构表达38
• 3.1.3 故障管网拓扑结构重构38-40
• 3.2 川渝北部管网动态水力分析40-56
• 3.2.1 管网水力模拟基础理论40-44
• 3.2.2 管网动态水力模型建立与求解方法44-47
• 3.2.3 故障管网动态水力计算方法47-51
• 3.2.4 基于TGNET的川渝北部管网动态水力计算51-56
• 3.3 本章小结56-57
• 第4章 川渝北部输气管网供气可靠性分析模型57-72
• 4.1 管网系统供气可靠度分析理论基础57-61
• 4.1.1 管网系统供气可靠度理论基础57-59
• 4.1.2 管网系统可靠性分析方法59-61
• 4.1.3 可靠性分析基本假设61
• 4.2 供气可靠性分析模型建立61-71
• 4.2.1 马尔科夫过程61-63
• 4.2.2 管网供气可靠性分析模型建立63-71
• 4.3 本章小结71-72
• 第5章 川渝北部输气管网供气可靠性分析72-87
• 5.1 故障管网水力工况分析72-80
• 5.1.1 气源条件一73-76
• 5.1.2 气源条件二76-80
• 5.2 不同气源条件的管网系统供气可靠性分析80-85
• 5.2.1 管网供气可靠度计算80-82
• 5.2.2 敏感参数分析82-85
• 5.3 本章小结85-87
• 第6章 结论与建议87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 建议88-89
• 致谢89-90
• 附录A90-104
• 参考文献104-109
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果109

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