第八章燃气管网的技术经济计算

第八章燃气管网的技术经济计算 第一节技术经济计算的任务和方案比较方法 设计燃气输配系统时 可能碰到的方案可以分为两类 1 结构不同的方案 例如管道定线不同的方案 网路压力级制不同的方案 具有不同类型调压站及储配站的方案等 与城市的具体条件 原始资料有很大关系 例如管网压力级制的确定 管道布线方案 各类站室的选择和布置等均与气源的类型 城市规划 人口密度 街道宽度 地形及有无天然和人工障碍物等有根大关系 由于结构不同 要想在它们之间建立一种数学关系式是不可能的 因此要选择最经济的方案 唯一可行的办法就是将计算好的方案进行比较 2 结构相同 但某些参数各不相同的方案 例如直径各不相同的燃气管道方案 调压站作用半径不同的燃气分配管网方案 城市燃气分配站数目不等的城市管网方案等 这类方案的数目可能非常多 但这类方案的费用和可变参数间可以建立数学分析关系式 使问题的解决大大地简化了 恃别是当能够求得一个可以决定可变参数最佳值的简单公式时更是如此 一 燃气输配系统的投资费用和运行费用 评价指标 1 投资费用 即工程造价 2 运行费用 即输配成本一 输配系统的投资费用燃气管道的投资取决于管子本身的造价和建设费用 管道总投资在很大程度上取决于管径 管道造价 建设费 用可看成是相对稳定的 常数 调压站 燃气储配站 压送站的造价与其类型及容量有关 经计算确定 二 输配系统的运行费用 包括折旧费 大修费 小修及维护管理费 加压燃气用的电能或燃料费 折旧费 大修费 小修及维护管理费 能源消耗费用可计算 二 方案比较方法 方案比较时有两种情况 一个方案在经济上明显优于其他方案 这个方案具有最小的投资和最低的运行费用 或者是投资最小而运行费用与其他方案相同 或者是投资与其他方案相同而运行费用最小 被比较的方案中一个方案的投资费用比另一方案大 而运行费用却比另一方案小 设x为方案的可变参数 如管道直径 则投资费用K和运行费用S分别为 如图8 1最佳方案是位于a方案 即相应于Kmin的方案 与b方案 即相应于Smin的方案 之间 一 静态评价方法 不考虑资金的时间价值以及项目的赢利能力 附加投资偿还年限法 适合于两个方案的比较 如果方案2和方案1比较K2 K1S2 S1则投资费用将增加 K K2 K1运行费用将减少 S S1 S2上式含义 采用方案2所附加的投资可以利用方案2低的运行费用而得以在一定的时间t内偿还 一般使用标准偿还年限T 7年 t T 则投资大的2方案是合理的 t T 则投资大的2方案是不合理的 2 年计算费用法 适合于多个方案的比较 各方案的年计算费用 最佳方案就是使其Z最小的方案 二 动态评价方法 考虑项目的经济寿命和资金的时间价值 净现值法净现值 将项目存在期内所有现金流量按固定的预先确定的利率贴现而得到的价值 也叫 折现 或 贴现 式中 P 逐年收益现值的总和 逐年开支现值的总和如果 P 0 则盈利水平超过贴现率 方案可行 贴现值越大 方案越好 P 0 则盈利水平小于贴现率方案不可行 净现值仅仅反映一个项目的经济效益情况 如果还需反映要达到这样的经济效果需要多少投资 则需用净现值比NPVR 即净现值与投资现值之比 NPVR越高 方案越好 三 不确定性分析 针对项目技术经济分析中存在的不确定因素 分析其在一定幅内发生变化时对项目经济效益的影响情况 包括敏感性分析 盈亏平衡分析 概率分析 1 敏感性分析 灵敏度分析 通过对各因素的敏感性进行分析 找出对项目经济效益影响最大的最关键因素 2 盈亏平衡分析 通过确定项目的盈亏平衡点 分析项目的产量 成本及利润 从而确定项目的生产规模以及项目的抗风险能力 3 概率分析 风险分析 研究方案中某种自然状态出现的可能性 即概率 第二节燃气调压站的最佳作用半径 定义 当建设多级燃气管网时 随着调压站数目的增加 低压管网的造价降低 但提高了调压站本身的造价 并由于连接调压站的中压或高压管道长度的增加 也提高了中压或高压管网的造价 因此存在一个最经挤的调压站的经济作用半径R 这时管网系统的年计算费用为最小 一 调压站的计算费用 1 低压管网调压室的布置形式A型 B型 2 调压室的作用半径 调压室到零点的平均直线距离 如图8 2调压室的作用半径为显然 对A型 B型来说 R是不同的 3 调压室的造价Kg和运行费用Sg4 调压站的计算费用 8 10 二 低压管网的计算费用Zln 设低压管网的投资费用为Kln 运行费用为Sln设低压管网仅通过途泄流量 并以单位长度压力降来选平均管径 并设调压室到零点的管道长度为R 则调压站配置系数为 可算得低压管网的平均管径为 8 11 经过调整可得 若用单位面积上的计算费用表示 则 三 中压 或高压 管网的计算费用 高中压管网的主要干管不受调压室的作用半径的影响 调压室的作用半径不同 则导致调压室的个数不同 每增加一个调压室 则相应增加一定数目的支管长度 由此引起高中压管网的造价改变 因此 近似 高中压管网的造价正比于连接调压室的支管总长度 连接调压站的支管总长度为 中压管道的计算费用为 四 调压站的最佳作用半径 总年计算费用为 年计算费用最小时 即时 所得到的调压室作用半径即为最佳作用半径 通过渐近法解方程 得最佳作用半径为 用人口密度N 每人每小时计算流量e代替单位长度途泄流量q 得 调压站的最佳负荷 第三节枝状燃气管网的技术经济计算 任务在已知枝状管网的起点压力 管段流量和计算压力降的条件下 求经济管径 也就是求最合理的压降分配 枝状管网的优化计算 一 计算方法 拉格朗日法 管段投资费用 目标函数 管网投资最小整个管网投资为约束条件 起点到各用户末端路径的压力降之和为计算压力降 即方程式个数为已知压力节点数 枝状管网的技术经济计算就是求在约束条件下的目标函数的最优解 计算步骤 1 a 用拉格朗日法写出函数即 8 32 b 令其偏导数为0 即 8 33 8 37 c 通过方程式的加减 可得到待定压力节点的经济性方程式 即 8 38 和 8 39 方程式的