中國石油大學(xué)(華東)輸油管道設(shè)計(jì)與管理儲運(yùn).ppt

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長輸管道建設(shè)中 任何技術(shù)方案 包括管道設(shè)計(jì) 不同的技術(shù)措施等 都必須經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 輸油管道在設(shè)計(jì)中會遇到各種各樣的方案對比問題 其中最主要的也是直接關(guān)系到輸油管道總投資和安全經(jīng)濟(jì)輸油的是管道的總體方案 總體方案的主要內(nèi)容之一是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的所輸油品的性質(zhì)和輸量 確定出管道的直徑 工作壓力和泵站數(shù) 為了完成某一給定的輸油任務(wù) 有若干方案可供選擇 可采用口徑大泵站數(shù)少的方案 也可以采用口徑小泵站數(shù)多的方案 前者初始投資大 但年運(yùn)行費(fèi)用小 后者初始投資小 而年運(yùn)行費(fèi)用大 何者為最優(yōu)方案 這就需要根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的基本原理 結(jié)合管道所處的經(jīng)濟(jì)環(huán)境進(jìn)行分析 評價(jià)和決策 確定出最終方案 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和綜合評價(jià)決策最佳方案是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作 在這里只能作簡單介紹 第四節(jié)等溫輸油管道設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)比較 等溫輸油管道設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)比較 在進(jìn)行方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較時(shí) 通常是根據(jù)規(guī)定的輸量 按照經(jīng)濟(jì)流速取定幾種管徑方案進(jìn)行水力計(jì)算 求出各方案所需的泵站數(shù) 然后計(jì)算出各管徑方案所對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 對經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對比 確定出經(jīng)濟(jì)方案 一 經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)的選擇 對一項(xiàng)管道工程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià) 評價(jià)指標(biāo)很多 較常用的有內(nèi)部收益率 凈現(xiàn)值 費(fèi)用現(xiàn)值 投資回收期和輸油成本等 在進(jìn)行方案比較時(shí) 多用費(fèi)用現(xiàn)值 這里重點(diǎn)介紹用費(fèi)用現(xiàn)值的計(jì)算方法 其他的評價(jià)指標(biāo)將在儲運(yùn)工程經(jīng)濟(jì)中介紹 等溫輸油管道設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)比較 費(fèi)用現(xiàn)值 presentvalueofcost 比較法簡稱現(xiàn)值比較法 使用該方法時(shí) 先計(jì)算各管徑方案的費(fèi)用現(xiàn)值 PC 然后進(jìn)行對比 以費(fèi)用現(xiàn)值最低的方案為優(yōu) 費(fèi)用現(xiàn)值的表達(dá)式為 式中 I 年全部投資 包括固定資產(chǎn)投資和流動資金 C 年經(jīng)營成本 SV 計(jì)算期末回收的固定資產(chǎn)余值 一般取0 W 計(jì)算期末回收的流動資金 N 計(jì)算期 i 石油行業(yè)財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率iC 資金具有時(shí)間價(jià)值 不同時(shí)期的費(fèi)用不能直接相加 但可以將它們折算為現(xiàn)值 以費(fèi)用現(xiàn)值作為比較標(biāo)準(zhǔn) 二 影響費(fèi)用現(xiàn)值的因素 對于一條新設(shè)計(jì)的管道 當(dāng)線路起 終點(diǎn)及線路走向 所輸油品及輸量已定 即 Z L Q 已定 時(shí) 影響費(fèi)用現(xiàn)值的因素為管材 管徑D 管壁厚度 及主要設(shè)備型號 Hc 等 這些因素不是互相獨(dú)立的 而是互相聯(lián)系 互相影響的 它們必須滿足 在上面兩式中 Z L Q HS1 hc 已定 和m為參數(shù) 未知數(shù)有n Hc D 這五個(gè)未知數(shù)將影響管道的投資和能耗費(fèi)用 因而會影響方案的經(jīng)濟(jì)性 費(fèi)用現(xiàn)值 在五個(gè)未知數(shù)中 先看管材的許用應(yīng)力 目前我國可供長輸管道選擇的管材不多 一般采用16Mn合金鋼或API5L 6L X60 X70鋼管 因而在經(jīng)濟(jì)比較中可以認(rèn)為是定值 即按管材一定考慮 其余還有四個(gè)未知數(shù) 它們由上面兩個(gè)方程聯(lián)系起來 所以獨(dú)立變量最多只有兩個(gè) 由第二式知 管材一定時(shí) Hc是D 的函數(shù) 而由第一式知 n是D Hc的函數(shù) 所以可選 D為獨(dú)立變量 決策變量 Hc n為相關(guān)變量 這樣我們只需分析D和 對費(fèi)用現(xiàn)值的影響 對于長輸管道 靠增加壁厚提高工作壓力一般是不經(jīng)濟(jì)的 而且對于一定直徑的鋼管 其壁厚可供選擇的范圍也不大 一般只有二三種 因此影響最大的因素是管徑D 三 費(fèi)用現(xiàn)值與管徑的關(guān)系 根據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值的計(jì)算公式 費(fèi)用現(xiàn)值與投資和經(jīng)營成本有關(guān) 而經(jīng)營成本主要取決于動力費(fèi) 投資主要是線路投資和泵站投資 線路投資隨管徑的增大而增大 而泵站投資隨管徑的增大而減小 如圖所示 故存在一個(gè)投資最小的管徑 動力費(fèi)用隨管徑的增大而減小 因而費(fèi)用現(xiàn)值必然存在極小點(diǎn) 即存在使費(fèi)用現(xiàn)值最小的管徑D 也就是說必然存在最經(jīng)濟(jì)的管徑方案 四 經(jīng)濟(jì)流速與經(jīng)濟(jì)輸量 由上面的分析可知 對于一個(gè)輸量 必存在著一個(gè)最優(yōu)管徑 換句話說 對于一個(gè)管徑必存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)流量或經(jīng)濟(jì)流速 根據(jù)大量的計(jì)算結(jié)果及設(shè)計(jì) 運(yùn)行實(shí)踐 可總結(jié)出不同油品的經(jīng)濟(jì)流速 由于各國國情不同 其設(shè)備 材料價(jià)格 工程費(fèi)用 燃料及動力價(jià)格也不同 因而各國的經(jīng)濟(jì)流速也不同 動力價(jià)格低的國家經(jīng)濟(jì)流速高 我國原油管道 Dg300 700 的經(jīng)濟(jì)流速為1 5 2 0m s 成品油管道一般為2m s左右 各種直徑輸油管道的經(jīng)濟(jì)輸量見下表 不同直徑輸油管道的經(jīng)濟(jì)輸量及工作壓力范圍 五 經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)方案的確定 1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速初選管徑 2 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果在管徑系列中選擇2個(gè)相鄰的管徑 分別作方案設(shè)計(jì)計(jì)算 分別求出對應(yīng)的費(fèi)用現(xiàn)值 3 比較兩個(gè)管徑方案的費(fèi)用現(xiàn)值 若小管徑的費(fèi)用現(xiàn)值小 則應(yīng)向管徑減小的方向計(jì)算 直到費(fèi)用現(xiàn)值增大為止 若大管徑的費(fèi)用現(xiàn)值小 則應(yīng)向管徑增大的方向計(jì)算 直到費(fèi)用現(xiàn)值增大為止 4 根據(jù)實(shí)際情況確定推薦管徑方案 主要考慮設(shè)備 管材的來源 輸量和粘度的變化趨勢等 六 設(shè)計(jì)計(jì)算的基本步驟 1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和原始資料的收集 1 輸油量 包括分油量或加油量 2 管道起終點(diǎn) 分油或加油點(diǎn) 3 可供選擇的管材規(guī)格 4 可供選擇的輸油泵 原動機(jī)型號和性能 5 所輸油品物性 6 線路縱斷面數(shù)據(jù) 沿線氣象及地溫資料 2 設(shè)計(jì)計(jì)算的基本步驟 選擇泵機(jī)組型號及組合方式 根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速初選2個(gè)管徑 由泵站工作壓力確定管材及壁厚 管內(nèi)徑 計(jì)算設(shè)計(jì)輸油能力下的水力坡降 判斷翻越點(diǎn) 確定計(jì)算長度 計(jì)算全線所需壓頭 選泵 確定泵站數(shù) 計(jì)算對應(yīng)管徑方案的費(fèi)用現(xiàn)值 判斷是否得到最優(yōu)管徑方案 若已得到 轉(zhuǎn) 否則 根據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值隨管徑的變化趨勢選擇下一個(gè)應(yīng)計(jì)算的管徑方案 轉(zhuǎn) 按所選方案的管徑 泵機(jī)組型號及組合 泵站數(shù)等 計(jì)算工作點(diǎn)參數(shù) 流量 泵站揚(yáng)程 水力坡降 在縱斷面圖上布置泵站 泵站及管道系統(tǒng)各種工況的校核和調(diào)整