Лекция 9

3.3. Оптимальные параметры магистрального газопровода

Определение экономически выгоднейших параметров магистрального газопровода (диаметр D, рабочее давление Р₁, степень сжатия компрессорных цехов ε) – одна из задач технологического расчета. В качестве критерия при выборе оптимальных параметров газопровода принимаются приведенные затраты:

,

где: S - приведенные годовые затраты, K- капитальные затраты, E - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Э - эксплуатационные расходы. Для расчета наивыгоднейших параметров магистральных газопроводов используют методы графоаналитический, сравнение конкурирующих вариантов, а так же аналитический. В практике проектирования получили наибольшее распространение первые два.

3.3.1. Графоаналитический метод

Этот метод расчета оптимальных параметров, в конечном счете, сводится к определению рациональной области применения труб различного диаметра и рабочего давления, а так же к обоснованию области использования ГПА, выпускаемых промышленностью в данный период. С этой целью, для каждого из вариантов с постоянным диаметром труб, рабочего давления, типа ГПА и степени сжатия, строят графическую зависимость удельных приведенных затрат S_уд от пропускной способности газопровода Q. Удельные затраты - затраты на единицу длины и пропускной способности газопровода Й. При построении такой зависимости для выбранного сочетания основных параметров (D, P, ε) , а так же для определенного типа ГПА используют укрупненные нормативные технико-экономические показатели.

Удельные приведенные затраты находят из следующего выражения:

_,

где: S_КС - приведенные затраты на одну КС, зависящие от ее типаразмера, т.е. от типа, числа и схемы работы ГПА; S_ЛЧ - приведенные затраты по линейной части газопровода в расчете на единицу длины, зависящие от его диаметра и рабочего давления; l- расстояние между КС, зависящее от диаметра и рабочего давления газопровода, от степени сжатия КС. На рисунке 1 приведены несколько подобных зависимостей для газопровода диаметром 1020 -1620 мм и рабочим давлением 5,6 МПа и с параллельно-последовательной схемой сжатия. Подобные графические зависимости, построены для всех возможных и целесообразных сочетаний диаметра и рабочего давления газопровода и степени сжатия КС, позволяют при проектировании конкретного газопровода наметить сравнительно небольшое число конкурирующих вариантов для выбора экономически наивыгоднейших параметров. При этом конкурирующие варианты назначаются с учетом стандарта на трубы, а так же типов ГПА, выпускаемых промышленностью. Следует отметить, что подобные зависимости строятся для каких то средних условий строительства газопроводов без учета таких важных показателей , как сроки ввода в эксплуатацию газопровода в целом, уровень замыкающих затрат на газ в районе строительства газопровода. Поэтому при проектировании конкретных газопроводов обычно используют метод конкурирующих вариантов.

Рисунок 1. График рациональной области применения газопровода различного диаметра

3.3.2. Метод сравнения конкурирующих вариантов

В соответствии с этим методом и в зависимости от пропускной способности газопровода намечается ряд конкурирующих вариантов по диаметру, рабочему давлению и степени сжатия КС. При этом используются известные рекомендации о рациональной области применения труб различного диаметра и рабочего давления , а так же различных типоразмеров КС. Применительно к газопроводам достаточно большой пропускной способности (более 30 мл м3 /сут) с учетом выпускаемого промышленность оборудования для сравнения рассматриваются варианты с рабочим давлением от 5,6 и выше, в отношении степени сжатия КС параллельная или параллельно- последовательная. Для выбора оптимального диаметра обычно достаточно сравнить 2-3- варианта.

По каждому из намеченных вариантов проводят комплекс механических, тепловых, гидравлических и экономических расчетов для определения затрат на строительство и эксплуатацию газопровода. К строительству обычно принимается вариант с наименьшими приведенными затратами. Если какие либо варианты оказываются по приведенным затратам примерно равноценными (разница не превышает 5%) то для выбора наивыгоднейшего варианта может быть использован дополнительный критерий, например величина металловложений, капитальных затрат и т.д.