Эта система решается в следующем порядке. Сначала выбирается одно из возможных (начиная с минимального) значений внешнего диаметра Ds нефтепровода: D ϵ {0,219; 0,273; 0,325; 0,377; 0,426; 0,530; 630; 720; 820; 1020; 1220} мм. Затем по давлению на перекачивающих
станциях, |
определяемому как |
pН g(hП HСТ ), |
и |
выбранному |
|||||||
диаметру Ds из условий прочности рассчитывается толщина S стенки |
|||||||||||
нефтепровода. После этого внутренний диаметр dS |
|
нефтепровода |
|||||||||
определяется как разность dS |
DS 2 S . Затем из решения второго |
||||||||||
уравнен я с стемы (10.50) при известной левой части вычисляется |
|||||||||||
Если |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
расход |
Q |
перекачки. Наконец, из первого уравнения системы (10.50) |
|||||||||
Снаход тся годовое время T работы нефтепровода, которое |
|||||||||||
сопоставляется |
нормативным лимитом времени |
T0 , |
установленным |
||||||||
|
|
бА |
|
|
переходят |
к |
|||||
для данного тру опровода. При |
этом |
если T T0 , то |
|||||||||
следующему по вел ч не диаметру нефтепровода и повторяют расчет |
|||||||||||
снова. |
|
же T T0 , расчет считают законченным и рассматривают |
|||||||||
найденный д аметр как диаметр одного из возможных вариантов тру- |
|||||||||||
бопроводной с стемы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Итак, в результате гидравлического расчета, выполненного по |
|||||||||||
укрупненным |
показателям, |
имеем: |
d (n,HСТ ); |
|
(n,HСТ ); |
||||||
Q (n,HСТ ); |
T (n,HСТ ) |
и |
теперь |
можно |
переходить |
к |
|||||
экономическим оценкам выбранного варианта [3]. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Д |
|
||||||
Конечно, указанный выше расчет уступает в точности полному |
|||||||||||
гидравлическому расчету нефтепровода с учетом множества |
|||||||||||
конкретных деталей рассматриваемого трубопровода, однако |
|||||||||||
имеющиеся в нем погрешности незначительно |
сказываются |
на |
|||||||||
общих |
результатах оптимизации. |
|
|
|
|
|
|
||||
Кроме того, на последующих стадиях проектирования выбранные |
|||||||||||
параметры могут быть уточнены путем поверочных расчетов. |
|
||||||||||
|
|
10.6.2. Расчет укрупненных экономических показателей |
|
||||||||
Поскольку |
основные |
параметры |
Ивыбранного варианта |
||||||||
нефтепровода найдены, можно перейти к оценке стоимости каждого из них. В процессе оптимизации эта оценка осуществляется с помощью так называемых укрупненных экономических показателей.
Капитальные вложения в линейную часть нефтепровода составляют основную долю суммарных капитальных вложений, поскольку именно на линейную часть приходится наибольшее
146
количество технологического и вспомогательного оборудования. К вложениям в линейную часть относят стоимость труб, стоимость
линейной запорной и регулирующей аппаратуры, затраты на сооружение линий электропередач и связи, прокладку подъездных дорог, на строительство сооружений катодной и электрохимической защиты, затраты на объекты линейной службы эксплуатации и значительную часть материальных и денежных затрат, связанных с прокладкой трубопровода [3].
Собщем случае представляют формулой Кл = kL, в которой k – удельные капитальные вложен я, рассчитанные на 1 км трубопровода; L – протяженность нефтепровода, км.
Кап тальные вложения Кл в линейную часть нефтепровода в
Удельные кап тальные вложения k не являются постоянной величиной, а зав сят от параметров сооружаемого нефтепровода,
климат ческого района, в котором он прокладывается, |
от особенностей |
|
соответствующ х терр |
и т.п. При некотором |
отвлечении от |
торий |
|
|
деталей коэфф ц ент k можно представить в виде функции k k(D, ) |
||
для однотрубных нефтепроводов и в виде функции k k(D1,D2 , 1, 2 ) для двухтрубных систем. Численные значения этой функции меняются в зависимости от рыночной конъюнктуры.
Капитальные вложения в сооружение перекачивающих станций |
||
рассчитывают с помощью усредненных данных, полученных при |
||
составлении смет предыдущего строительства нефтепроводов с |
||
различнымибАдиаметрами и грузопотоками. Поэтому аналитическое |
||
выражение для капитальных вложений КПС |
в сооружение |
одной |
перекачивающей станции представляется в |
виде функции |
двух |
аргументов (диаметр D и грузопотока G трубопровода): КПС = K(D, G).
Для расчета капитальных вложений в сооружение перека- |
|
Д |
|
чивающих станций на двухтрубных нефтепроводах обычно |
|
принимаются следующие допущения: |
И |
каждая перекачивающая станция обслуживает сразу оба параллельных трубопровода, и отличие ее от станции однотрубного нефтепровода состоит только в том, что она включает в себя комплекс оборудования для перекачки по второй трубе;
к стоимости станции, которая определяется по диаметру и грузопотоку той нитки, где эти параметры больше, добавляется стоимость комплекса оборудования трубопроводной нитки с меньшими параметрами; стоимость последнего составляет примерно 20 % стоимости самой станции.
147
Капитальные вложения в сооружение резервуарных парков. Удельные капитальные вложения в новое строительство резервуарных
парков включают в себя стоимость сооружения собственно резервуаров, всего комплекса технологических систем и устройств, обеспечивающих его нормальное функционирование, а также стоимость отчуждаемой территории, системы очистки сточных вод и т.п. Обычно капитальные
Собъема парков согласно равенству КРП = КРП V, в котором КРП (V) – удельные кап тальные вложения в резервуарный парк объемом V. Зависимость КРП от V означает, что удельная стоимость единицы объема парка разл чна для парков с разным суммарным объемом: в относительно не ольш х парках она выше, чем в парках больших
вложения КРП в сооружение резервуарных парков для нефти представляются в этой обработке в виде функции от V суммарного
объемов. Значен я функции КРП (V) можно найти в постоянно |
||
обновляемых нормах технологического проектирования, принятых в |
||
. Эти значен я изменяются в зависимости от рыночной |
||
отрасли |
|
|
конъюнктуры [3]. |
|
|
Если во всех сравниваемых вариантах нефтепроводной системы |
||
объем резервуарных парков принимается одинаковым (равным, |
||
например, трехсуточному запасу нефти для обеспечения бесперебойной |
||
работы нефтепровода), то капитальные затраты на сооружение |
||
резервуарных парков в вы оре оптимального варианта не участвуют. |
||
Стоимость нефти |
в трубопроводной системе. |
ля того чтобы |
трубопроводная система могла нормально функционировать, она должна |
||
бА |
|
|
быть постоянно заполнена нефтью. Нефть находится в трубопроводе |
||
(или трубопроводах) |
и резервуарных парках и без них процесс |
|
перекачки невозможен. В этом состоит характерная особенность |
||
трубопроводов вообще. Нефть, находящаяся в системе, естественно, |
||
обновляется, но на протяженииДвсего периода работы системы ее |
||
количество более или менее неизменно. Это означает, что на |
||
приобретение нефти должны быть затрачены деньги, поэтому стоимость |
||
некоторого количества нефти должна быть включена |
в капитальные |
|
|
И |
|
вложения. Одна часть нефти постоянно находится в резервуарных парках системы, другая – в трубопроводе (трубопроводах). Оказывается, что при большом объеме полости трубопровода стоимость нефти Кн, неизменно находящейся в системе, может составлять значимую долю капитальных вложений, поэтому ей пренебрегать нельзя. Изменяя диаметр нефтепровода, число параллельных трубопроводов и другие показатели, можноварьировать стоимость нефти, находящейся в системе.
148
Эксплуатационные расходы в системе нефтепровода зависят от длины и диаметра трубопровода, грузопотока, числа перекачивающих станций, объема резервуарных парков и т.п. Поскольку оптимизацию параметров нефтепровода осуществляют по укрупненным показателям, эксплуатационные расходы Эо включают несколько слагаемых: Эо = ЭЛ + Э + ЭРП, где ЭЛ – расходы по эксплуатации линейной части нефтепровода; ЭПС – расходы по эксплуатации перекачивающей станции; ЭРП – расходы по эксплуатации резервуарных парков в системе нефтепровода [3].
|
Эксплуатац онные расходы ЭЛ |
включают в себя прежде всего |
|||
аморт зац онные |
отч сления ЭЛА |
(≈4 % капитальных вложений |
в |
||
ПС |
|
|
|
|
|
линейную часть), затраты на текущий ремонт ЭЛР (≈0,5 % от |
|||||
капитальных вложен й в линейную часть), затраты ЭЛЭ |
на |
||||
электроэнерг ю, а также прочие затраты Эф. Затраты на электроэнергию |
|||||
определяются |
учетом существующего двухставочного тарифа |
||||
( |
|
|
расходуемой |
на перекачку электроэнергии |
и |
|
стоимости |
|
|
||
платы за установленную мощность). Прочие затраты включают в себя |
|||||
прежде всего зарплату |
служивающего персонала, которая зависит, |
||||
естественно, от числа перекачивающих станций. |
|
||||
|
собственно |
|
|||
|
10.6.3. Оптимизация параметров нефтепроводной системы |
||||
|
При расчете параметров нефтепровода осталась неопределенность |
||||
– какими же должны |
быть диаметр нефтепровода (или диаметры |
||||
|
|
А |
|
||
трубопроводов в случае двухили даже многотрубного варианта), |
|||||
число перекачивающих станций, максимальное давление на каждой из |
|||||
в сущности являются только Ддва параметра: например, число п перекачивающих станций и дифференциальный напор Нст, создаваемый каждой из них. Если бы эти величины были известны, остальные параметры нефтепроводной системы можно было рассчитать через них.
них и т.п. Правда, из приведенных формул видно, что неопределенными И
В существующей неопределенности скрыт основной смысл оптимизации: из множества возможных вариантов нужно выбрать наилучший. Именно такой "наилучший" вариант выявит неопределенные параметры нефтепроводной системы. Покажем, как это делается.
Формулировка оптимизационной задачи. Предположим, что анализ экономической и инвестиционной ситуации, а также
149
сложившейся на рынке транспортных услуг конъюнктуры привел к решению о целесообразности строительства нефтепровода с грузопотоком G на расстояние L. Тогда встает вопрос, какими оптимальными параметрами должна обладать такая система [3].
В числе критериев оптимизации при выборе параметров нефтепроводной системы могут фигурировать ее экономическая эффективность (капитальные вложения, эксплуатационные расходы, себесто мость), надежность, экологические характеристики и другие
параметры. Если предположить, что все мыслимые (возможные) |
|||
варианты нефтепроводной системы решают свою главную задачу – |
|||
перекачать заданное количество нефти на заданное расстояние – и при |
|||
С |
|
|
|
этом равнозначны по надежности, технологической и экологической |
|||
, а отл чаются только стоимостью, то в качестве основного |
|||
критер я опт м зац |
можно вы рать приведенные затраты |
|
|
|
П KE% / 100 Эо , |
(10.52) |
|
где K – суммарные кап таловложения; E – процентная ставка кредита |
|||
чистоте |
% |
|
|
(ежегодная плата за |
анковский кредит), %, например, E% = 12,5-15 %; |
||
бА |
|
||
Эо – эксплуатационные расходы. Во всех случаях значения входящих в формулу величин – капитальных вложений и эксплуатационных расходов – зависят от грузопотока, дальности транспортировки, числа
параллельных тру опроводов в системе нефтепровода, от диаметра (или |
|
диаметров) отдельных трубопроводов, а также от множества других |
|
факторов. |
Д |
|
|
|
И |
150