輸油管道設(shè)計與24教學(xué)文稿

輸油管道設(shè)計與管理24等溫輸油管道設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)比較費用現(xiàn)值(presentvalueofcost)比較法簡稱現(xiàn)值比較法。使用該方法時，先計算各管徑方案的費用現(xiàn)值（PC），然后進(jìn)行對比，以費用現(xiàn)值最低的方案為優(yōu)。費用現(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

──計算期末回收的固定資產(chǎn)余值，一般取0；

W──計算期末回收的流動資金；

N──計算期；

i──石油行業(yè)財務(wù)基準(zhǔn)收益率iC。二、影響費用現(xiàn)值的因素對于一條新設(shè)計的管道，當(dāng)線路起、終點及線路走向、所輸油品及輸量已定（即ΔZ、L、Q、ν已定）時，影響費用現(xiàn)值的因素為管材（[σ]）、管徑D、管壁厚度（δ）及主要設(shè)備型號（Hc）等。這些因素不是互相獨立的，而是互相聯(lián)系、互相影響的，它們必須滿足：在上面兩式中：ΔZ、L、Q、ν、HS1、hc、ρ已定，β和m為參數(shù)，未知數(shù)有n、Hc、D、δ、[σ]。這五個未知數(shù)將影響管道的投資和能耗費用，因而會影響方案的經(jīng)濟(jì)性（費用現(xiàn)值）。在五個未知數(shù)中，先看管材的許用應(yīng)力[σ]。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、X72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。其余還有四個未知數(shù)，它們由上面兩個方程聯(lián)系起來，所以獨立變量最多只有兩個。由第二式知，管材一定時，Hc是D、δ的函數(shù)，而由第一式知，n是D、Hc的函數(shù)，所以可選δ、D為獨立變量（決策變量），Hc、n為相關(guān)變量，這樣我們只需分析D和δ對費用現(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、費用現(xiàn)值與管徑的關(guān)系根據(jù)費用現(xiàn)值的計算公式，費用現(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。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），故存在一個投資最小的管徑，動力費用隨管徑的增大而減小，因而費用現(xiàn)值必然存在極小點，即存在使費用現(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。費用管徑投資費用現(xiàn)值經(jīng)營成本最優(yōu)管徑四、經(jīng)濟(jì)流速與經(jīng)濟(jì)輸量由上面的分析可知：對于一個輸量，必存在著一個最優(yōu)管徑，換句話說，對于一個管徑必存在一個經(jīng)濟(jì)流量或經(jīng)濟(jì)流速。根據(jù)大量的計算結(jié)果及設(shè)計、運行實踐，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、材料價格、工程費用、燃料及動力價格也不同，因而各國的經(jīng)濟(jì)流速也不同。動力價格低的國家經(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。成品油管道原油管道管徑mm壓力MPa輸量萬噸/年管徑mm壓力MPa輸量萬噸/年2198.8～9.870～905295.4～6.4600～8002737.3～8.3130～1606305.1～6.11000～12003256.5～7.3180～2307204.9～5.91400～18003775.4～6.4250～3208204.7～5.72200～26004265.4～6.4350～4809204.5～5.53200～36005295.4～6.4650～85010204.5～5.54200～500012204.3～5.37000～7800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)上述計算結(jié)果在管徑系列中選擇2個相鄰的管徑，分別作方案設(shè)計計算，分別求出對應(yīng)的費用現(xiàn)值。3、比較兩個管徑方案的費用現(xiàn)值，若小管徑的費用現(xiàn)值小，則應(yīng)向管徑減小的方向計算，直到費用現(xiàn)值增大為止；若大管徑的費用現(xiàn)值小，則應(yīng)向管徑增大的方向計算，直到費用現(xiàn)值增大為止。4、根據(jù)實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)計計算的基本步驟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，分油或加油點；(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)計計算的基本步驟①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個管徑；②由泵站工作壓力確定管材及壁厚、管內(nèi)徑；③計算設(shè)計輸油能力下的水力坡降，判斷翻越點，確定計算長度；④計算全線所需壓頭，選泵，確定泵站數(shù)；⑤計算對應(yīng)管徑方案的費用現(xiàn)值；⑥判斷是否得到最優(yōu)管徑方案，若已得到，轉(zhuǎn)⑦；否則，根據(jù)費用現(xiàn)值隨管徑的變化趨勢選擇下一個應(yīng)計算的管徑方案，轉(zhuǎn)②