摘要：为了获得长输天然气管道干线扩建设计的最优方案，早日实现管网系统赢利的目标，以管道总年值费为目标函数建立了天然气管道系统参数优化设计模型，运用正交试验设计方法对模型进行求解，分别给出了水力约束条件、稳定性约束条件、管道强度约束条件和边界约束条件，并提出了采用正交试验设计法进行管道扩建优化设计的9个基本步骤。通过正交试验设计，不仅获得了各扩建管道与已建管道年值费用最低的最佳方案，还得到了管道管径、压力、压力比和管道壁厚等工艺参数的最优组合，实现了整个管网系统的全局优化设计。实例应用结果表明，该设计结果符合工程实际，该设计方法具有编程计算简单、计算次数少和不易漏掉最优方案的优点。

关键词：天然气管道扩建 优化设计 正交试验 数学模型 约束条件 

单位：中国石油西气东输管道分公司 西南石油大学 中国石油西北销售公司