输油管道设计与24教学文稿

输油管道设计与管理24等温输油管道设计方案的经济比较费用现值(presentvalueofcost)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16Mn合金钢或API5L、6L、X60、X70、X72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不同直径输油管道的经济输量及工作压力范围五、经济设计方案的确定1、根据经济流速初选管径2、根据上述计算结果在管径系列中选择2个相邻的管径，分别作方案设计计算，分别求出对应的费用现值。3、比较两个管径方案的费用现值，若小管径的费用现值小，则应向管径减小的方向计算，直到费用现值增大为止；若大管径的费用现值小，则应向管径增大的方向计算，直到费用现值增大为止。4、根据实际情况确定推荐管径方案。主要考虑设备、管材的来源，输量和粘度的变化趋势等。六、设计计算的基本步骤1、基础数据和原始资料的收集(1)输油量（包括分油量或加油量）；(2)管道起终点，分油或加油点；(3)可供选择的管材规格；(4)可供选择的输油泵、原动机型号和性能；(5)所输油品物性；(6)线路纵断面数据、沿线气象及地温资料。2、设计计算的基本步骤①选择泵机组型号及组合方式，根据经济流速初选2个管径；②由泵站工作压力确定管材及壁厚、管内径；③计算设计输油能力下的水力坡降，判断翻越点，确定计算长度；④计算全线所需压头，选泵，确定泵站数；⑤计算对应管径方案的费用现值；⑥判断是否得到最优管径方案，若已得到，转⑦；否则，根据费用现值随管径的变化趋势选择下一个应计算的管径方案，转②