西气东输管道是我国目前为止距离最长、直径最大、压力最高的输气管道。本文研究西气东输管道的定输量稳态优化运行问题，所采用的最优准则是使管道运行能耗费用最低。在对管道拓扑结构和运行原则进行系统分析的基础上，将该问题分解为具有嵌套关系的两个优化层次，即站级优化和管线级优化。站级优化的目的是在给定压气站的进口体积流量及进、出站压力的条件下确定最优开机方案，本文采用枚举法求解。管线级优化的目的是确定各压气站的最优站压比，本文采用顺序递推动态规划模型来描述这一优化层次。在该模型中，每个阶段的状态变量和决策变量分别是相应于该阶段的压气站的出站压力和站压比。燃气轮机是输气压缩机的主要驱动装置，其耗热率随工况条件而变化。本文引入相似参数来分析变工况条件下燃气轮机耗热率的变化规律，从而比较准确地计算燃气轮机-离心压缩机组的能耗。利用西气东输管道稳态优化运行专用软件WEGPOPT计算了该管道在多种条件下的稳态优化运行方案，并从输气工艺角度对计算结果进行了较深入的分析与讨论，在此基础上初步总结了西气东输管道优化运行的基本规律，其对该管道的运行调度工作具有一定的指导意义。本文的研究方法、数学模型及部分结论对其它输气管道的运行管理具有参考价值。