天然气作为清洁能源需求量快速增长,输气管道是解决天然气需求和分布不均匀的最有效措施,天然气输气管网正向着大规模化和一体化发展。同时输气管道尤其是压缩机组的日常运行与维护耗资巨大,保证输气管道安全高效运行,具有重要的现实和经济意义。本文围绕输气管道运行优化,以天然气离心压缩机为主要研究对象,展开以下研究:(1)基于BWRS方程,计算了离心压缩机中天然气物理性质参数。分别运用变转速二次拟合法和BP神经网络法,结合离心压缩机的相似理论,研究其变工况下特性曲线变化规律。(2)输气管道运行优化模型包括目标函数、约束条件和优化变量三部分。目标函数选为压缩机组能耗最小,优化变量为离心压缩机压缩机转速、流量和启停组合,考虑流量要求、压力约束、管道压降和压缩机实际安全运行区间等约束条件,建立了榆济线输气管道运行优化模型。(3)改进了优化离散函数的蚁群算法并应用于优化连续多元函数。引入了自适应惩罚函数处理优化问题中的约束条件,结合改进的蚁群算法,求得了输气管道运行优化模型最优解。(4)以榆济线榆林首站运行数据为基础,推导了离心压缩机变工况下特性曲线变化规律。给出了满足现场需求的全年运行优化方案,与实际方案在压比、功率和效率等方面进行对比,验证了优化方案的安全性和科学性。