中国石油大学《输油管道设计与管理》2.4.pptVIP

长输管道建设中，任何技术方案（包括管道设计、不同的技术措施等）都必须经过详细的技术经济分析。输油管道在设计中会遇到各种各样的方案对比问题，其中最主要的也是直接关系到输油管道总投资和安全经济输油的是管道的总体方案。总体方案的主要内容之一是根据设计任务书规定的所输油品的性质和输量，确定出管道的直径、工作压力和泵站数。 第四节 等温输油管道设计方案的经济比较 为了完成某一给定的输油任务，有若干方案可供选择。可采用口径大泵站数少的方案，也可以采用口径小泵站数多的方案。前者初始投资大，但年运行费用小；后者初始投资小，而年运行费用大。何者为最优方案，这就需要根据技术经济的基本原理，结合管道所处的经济环境进行分析、评价和决策，确定出最终方案。方案的技术经济分析和综合评价决策最佳方案是一项非常复杂的工作，在这里只能作简单介绍，详细内容将在后续课程“储运工程经济”中介绍。 等温输油管道设计方案的经济比较 等温输油管道设计方案的经济比较 在进行方案的技术经济比较时，通常是根据规定的输量，按照经济流速取定几种管径方案进行水力计算，求出各方案所需的泵站数，然后计算出各管径方案所对应的经济指标，对经济指标进行对比，确定出经济方案。 一、经济评价指标的选择 对一项管道工程进行经济评价，评价指标很多，较常用的有内部收益率、净现值、费用现值、投资回收期和输油成本等，在进行方案比较时，多用费用现值。这里重点介绍用费用现值的计算方法，其他的评价指标将在储运工程经济中介绍。 等温输油管道设计方案的经济比较 费用现值(present value of cost)比较法简称现值比较法。使用该方法时，先计算各管径方案的费用现值（PC），然后进行对比，以费用现值最低的方案为优。费用现值的表达式为 ： 式中：I ── 年全部投资(包括固定资产投资和流动资金)； C ── 年经营成本； SV ── 计算期末回收的固定资产余值，一般取0； W ── 计算期末回收的流动资金； N ── 计算期； i ── 石油行业财务基准收益率iC。 二、影响费用现值的因素 对于一条新设计的管道，当线路起、终点及线路走向、所输油品及输量已定（即ΔZ、L、Q、ν已定）时，影响费用现值的因素为管材（[σ]）、管径D、管壁厚度（δ）及主要设备型号（Hc）等。这些因素不是互相独立的，而是互相联系、互相影响的，它们必须满足： 在上面两式中：ΔZ、L、Q、ν、HS1、hc、ρ已定，β和m为参数，未知数有n、Hc 、D 、δ、[σ]。这五个未知数将影响管道的投资和能耗费用，因而会影响方案的经济性（费用现值）。 在五个未知数中，先看管材的许用应力[σ]。目前我国可供长输管道选择的管材不多，一般采用API X70、X75、X80钢管，因而在经济比较中可以认为是定值，即按管材一定考虑。 其余还有四个未知数，它们由上面两个方程联系起来，所以独立变量最多只有两个。由第二式知，管材一定时，Hc是D、δ的函数，而由第一式知，n是D、Hc的函数，所以可选δ、D为独立变量（决策变量），Hc、n为相关变量，这样我们只需分析D和δ对费用现值的影响。 对于长输管道，靠增加壁厚提高工作压力一般是不经济的。而且对于一定直径的钢管，其壁厚可供选择的范围也不大，一般只有二三种，因此影响最大的因素是管径D。 三、费用现值与管径的关系 根据费用现值的计算公式，费用现值与投资和经营成本有关，而经营成本主要取决于动力费。投资主要是线路投资和泵站投资，线路投资随管径的增大而增大，而泵站投资随管径的增大而减小（如图所示），故存在一个投资最小的管径，动力费用随管径的增大而减小，因而费用现值必然存在极小点，即存在使费用现值最小的管径D，也就是说必然存在最经济的管径方案。 费用 管径 投资 费用现值 经营成本 最优管径 四、经济流速与经济输量 由上面的分析可知：对于一个输量，必存在着一个最优管径，换句话说，对于一个管径必存在一个经济流量或经济流速。根据大量的计算结果及设计、运行实践，可总结出不同油品的经济流速。由于各国国情不同，其设备、材料价格、工程费用、燃料及动力价格也不同，因而各国的经济流速也不同。动力价格低的国家经济流速高。我国原油管道（Dg300~700）的经济流速为1.5～2.0m/s，成品油管道一般为2m/s左右。各种直径输油管道的经济输量见下表。 成品油管道 原油管道 管径 mm 压力 MPa 输量 万吨/年 管径 mm 压力 MPa 输量 万吨/年 219 8.8～9.8 70～90 529 5.4 ～6.4 600 ～800 273 7.3 ～ 8.3 130 ～160 630 5.1