基于遗传算法的天然气水合物管道提升优化

【摘要】：针对管道对天然气水合物颗粒的水力提升过程中能耗损失大,不利于大规模开发的问题,对深海天然气水合物开采系统中重要组成部分的硬管水力提升过程进行优化分析。首先,建立管道内径、浆体流速、颗粒粒径、矿物密度和体积浓度各工作参数与比能耗关系的目标函数;然后,根据系统所处工作条件,确定各工作参数的范围;最后,基于1stpot软件,采用遗传算法对各工作参数进行优化。仿真结果表明,工作参数的选取对比能耗影响较大,其中矿物密度对输送系统影响最大、颗粒粒径对输送系统影响最小;优化后水力提升过程中的比能耗为0.153,比优化前降低了19.77%,减小了能耗损失,为天然气水合物开发提供了理论参考依据。实验结果表明遗传算法在水力提升过程中能有效减小系统的能耗损失。 【作者单位】： 中南大学机电工程学院;高性能复杂制造国家重点实验室(中南大学);
【关键词】： 遗传算法 天然气水合物 管道水力提升 比能耗 海洋采矿
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51375498)
【分类号】：TE832;TP18
【正文快照】： 0引言随着传统化石燃料的大量开采,其探明的储量已剩不多,并且传统化石燃料在燃烧的过程中,会释放出大量对环境有害的气体。天然气水合物是甲烷与水在高压低温条件下结晶形成的冰状物,Makogon等[1]认为天然气水合物储量巨大,能量密度高,燃烧后生成的成分是水和二氧化碳,对环境

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