5. Определение оптимальных параметров мг

Одной из главных задач технологического расчета магистральных газопроводов является определение экономически наивыгоднейших параметров транспорта газа. При этом оптимизируются следующие параметры: диаметр (при заданной производительности МГ), производительность (при заданном диаметре труб), рабочее давление и степень сжатия КС.

Общим критерием оптимальности принимаемого решения является прибыль или приведенные годовые затраты. Оптимальному решению соответствует максимальная прибыль или минимальные приведенные затраты. Если разница прибыли (приведенных расходов) для каких-либо вариантов не превышает 5 %, то эти варианты следует считать равноценными и для выявления оптимального варианта привлекают дополнительные критерии (металлозатраты, энергозатраты, людские ресурсы и т.д.).

Расчет начинают с выбора конкурирующих диаметров. По заданной годовой пропускной способности Q_Г и принятому рабочему давлению по табл. 1 выбирают ориентировочное значение диаметра газопровода. Затем для сравнения выбирают ближайший больший к выбранному и ближайший меньший параметры.

Таблица 1

Ориентировочные значения диаметра газопровода

DУ, мм	Годовая производительность QГ, млрд м3/год
	рНАГ = 5,5 МПа рВС = 3,8 МПа	рНАГ = 7,5 МПа рВС = 5,1 МПа
500	1,6–2,0	2,2–2,7
600	2,6–3,2	3,4–4,1
700	3,8–4,5	4,9–6,0
800	5,2–6,4	6,9–8,4
1000	9,2–11,2	12,1–14,8
1200	14,6–17,8	19,3–23,5
1400	21,5–26,4	28,4–34,7

Этих данных достаточно, чтобы сделать технико-экономическое сравнение выбранных трех диаметров. Технико-экономический расчет может быть закончен, если с наибольшей прибылью (наименьшими приведенными затратами) окажется средний диаметр. Если с наибольшей прибылью окажется вариант с самым малым диаметром (из трех выбранных), то надо просчитать дополнительный вариант по следующему ближайшему меньшему диаметру. Если же с наибольшей прибылью оказывается вариант с самым большим диаметром, то просчитывается дополнительный вариант по следующему ближайшему большему диаметру. Если с наибольшей прибылью оказался вариант газопровода диаметром 1420 мм, то дополнительный вариант не просчитывается. В этом случае к строительству принимается газопровод диаметром 1420 мм.

В структуре затрат на транспорт газа порядка 90 % составляет сумма амортизационных отчислений и стоимости энергии. В этом случае можно представить получаемую магистральным газопроводом прибыль следующим образом:

П_р = Т·Q·L – α_ЛК_Л – α_СТК_СТ – S_Э , (1)

где П_р – чистая прибыль от транспорта газа, тыс. руб.; Т – тариф на транспорт газа по магистральному трубопроводу, руб/(тыс. м³·100 км); Q – годовая производительность магистрального трубопровода, млн м³;

α_Л, α_СТ - коэффициент амортизационных отчислений от линейной части и КС соответственно; К_Л, К_СТ – капитальные затраты на сооружение линейной части и КС магистрального трубопровода, тыс. руб; S_э – стоимость топливного газа или электроэнергии, тыс. руб.

Значения тарифа на транспорт газа, коэффициентов амортизационных отчислений, капитальных затрат и стоимости электроэнергии и газа постоянно меняются. В учебных целях рекомендуется принимать:

Т = 6–10 руб/(тыс. м³·100 км);

α_Л = 0,035–0,040, α_СТ = 0,09 – 0,10;

цена топливного газа с_тг = 60–70 руб/тыс. м³;

цена электроэнергии:

за заявленную мощность с_эл1 = 270–300 руб/(кВт·мес):

за потребленную электроэнергию с_эл2 = 0,2–0,25 руб/кВт·час.

Ориентировочные значения капитальных и эксплуатационных затрат, отнесенных к одному километру труб и одной КС приведены в табл. 1 и 2 прил. 7.

Стоимость строительства и эксплуатации одной компрессорной станции может быть найдена по следующим зависимостям:

с_ст = k₀ + k_i · I, (2)

с_эст = э₀ + э_i · i, (3)

где k₀, э₀ – стоимость строительства и эксплуатации КС, не зависящая от числа ГПА; k_i, э_i – стоимость строительства и эксплуатации КС, зависящая от числа ГПА; i – количество ГПА, установленных на КС.

Капитальные и эксплуатационные затраты в значительной мере зависят от региона, по которому проходит магистральный трубопровод, и топографических условий трассы:

К_Л = с_Л · L · k_р · k_Т, (4)

Э_Л = с_ЭЛ · L · k_р · k_Т, (5)

К_СТ = с_СТ · n· k_р · k_Т, (6)

Э_СТ = с_ЭСТ · n · k_р · k_Т, (7)

где Э_л, Э_ст – эксплуатационные расходы на линейную часть и КС; L – длина магистрального трубопровода; n – количество КС на магистральном трубопроводе; с_л – стоимость строительства одного километра трубопровода (прил. 7); с_эл – стоимость эксплуатации одного километра трубопровода (прил. 7); k_р – районный коэффициент удорожания строительства и эксплуатации магистрального трубопровода; k_Т – топографический коэффициент удорожания строительства и эксплуатации магистрального трубопровода.

Для Тюменской области можно принять следующие значения районного и топографического коэффициентов:

1. районный коэффициент:

– юг области: капитальные вложения в линейную часть – 2,0;

капиталовложения в КС – 2,0;

эксплуатационные расходы – 1,5;

– Ханты-Мансийский автономный национальный округ:

капитальные вложения в линейную часть – 2,8;

капиталовложения в КС – 2,5;

эксплуатационные расходы – 1,8;

– Ямало-Ненецкий автономный национальный округ:

капитальные вложения в линейную часть – 2,8;

капиталовложения в КС – 2,6;

эксплуатационные расходы – 1,9;

2. топографический коэффициент:

– болотистый участок: линейная часть – 1,7;

КС – 1,07;

– водные преграды: русловая часть – 4,8;

пойменная часть – 2,0.

Если толщина стенки труб отличается от указанной в табл. 1 и 2 прил. 7, то приближенно стоимость строительства 1 км трубопровода может быть определена по формуле

,

где с_ЛО – стоимость строительства 1 км трубопровода при толщине стенки δ₀ (прил. 7); δ – толщина стенки трубопровода.

В зависимости от типа ГПА и наличия в составе КС аппаратов воздушного охлаждения (АВО) в технологическом процессе транспорта газа может использоваться топливный газ, электроэнергия или и то, и другое.

Стоимость топливного газа определяется зависимостью

,

где Q_ТГ – расход топливного газа за анализируемый период.

Стоимость электроэнергии определяется в зависимости от величины заявленной мощности силовых установок и количества потребленной электроэнергии.

Если заявленная мощность превышает 750 кВт, то стоимость электроэнергии рассчитывается по двухставочному тарифу:

,

где N_з – заявленная мощность КС, кВт; n – количество месяцев в анализируемом периоде; N – потребляемая электродвигателями КС мощность; Т – продолжительность анализируемого периода, час.

Вопросы для самопроверки

1. Какова главная задача технологического расчета магистральных газопроводов?

2. Каким общим критерием оптимальности определяется выбор диаметра газопровода?

3. Какой главной составляющей определяется структура затрат на транспорт газа?

4. Как определяется стоимость строительства и эксплуатации одной компрессорной станции?