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LPG
管道输送及其经济论证方法
2002-6-19
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一、
LPG
管道输送方式的特点及其发展
LPG
的运输可分为陆上和水上两类，
陆上运输可以分别采用铁路槽车，
汽车槽
车以及长
距离管道输送三种方式。一般说来，在有水运条件的情况下可采用水运，
能达到运量大，
费用小的效果。在陆上运输方面，三种运输方式各有其适用条件。
一般在长距离，大运量
，具有铁道专用线且接轨距离不太长等条件时，采用铁路
运输是首选方案。不过在近些年
，由于铁路运输能力的紧张，铁路运输周期往往
变得较长，使铁路运输的效能大为减低。
这种状况在未来若干年亦恐难有显著的
改善。
汽车槽车运输方式具有灵活的特点，但运输量小，特别
是由于其运输成本
(
油
料消耗，车辆折
旧及维修，道路税费等
)
基本上正比于运距，所以只适于短距离
运
输。例如在省内或邻省之间的运距范围运输。否则运输成本将在
LPG
的经营本中
占据不适当的比重。
管道输送相比于铁路运输和公路运输具有很多优点
。首先，管道输送工作稳
定可靠，不受外界因素的影响。这是管道输送的基本技术特点。
其二，管道输送
安全性好，管理简单。管道埋于地下，不像槽车在各种道路上穿行，也不
需装车
却车环节。其三，管道输送有很好的经济特性。在本文我们将会看到，达到一定<
/p>
的运输规模时，即能使
LPG
的运费成本
降到合理的水平。
采用管道
输送的一个重要前提条件是供需关系需要固定，即管道的两端一端
是固定的
LPG
供应厂，站，库，点，另一端也是固定的接受站点。所以管道输送
不适用于变动的供需关系。另一个前提条件是前面提到的
LPG
管道输送要求具有
一定的输送规模。
所以采用何种
LPG
运输方式要根据
LPG
供应点与接受点的特性，
相距距离，
运量规模，各运输方式的有关因素，经技术经济比较和论证后予以确定。
LPG
管道输送在我国的城市燃
气系统中已有了
39
余年的工程历史，到目前为
止有近
lo
条系统正在运行，分布在北京，天津，南京
，武汉，宁波等城市，管径
为
φ
159
x 6-
φ
89x 4
不等。管道长度
在
10
—
100km
< br>之间。运行压力为
2
—
4Mpa
。
但总起来看，我国
LPG
管道输送没有很好的发展，现有的几条管线距离都很短，
运量很小，没有形
成规模。我国现有
LPG
年供量已达
6
00
万吨，而采用管道输送
的
LPG<
/p>
量估计只占
5-8
左右。可见
LPG
管道输送在我国发展有很大的空间。
在八十年代和九十年代初期各地大量涌现的经营规模很
小
(
接近于零售站点
)
的
LPG
公司以及一些地方或国有的
< br>LPG
公司都是直接向
LPG
生
产厂购买并运进
LP
G
的情况下，不具
备
LPG
管道输送应有的建设规模。
随着国民经济由计划经济向社会主义市场经济的转型，
作为公用事业燃气系
统的
LPG
产销关
系将完全纳入市场。
LPG
的供销将逐步提高到规模经营水平
。在
经济中心地区
(LPG
消费中心地
区
)
以及沿海，沿江口岸已经出现了
L
PG
储运中心，
即
LPG
储运基地。这种储存站与
LPG
产出方有固定的大批
量购入合同关系或与海
外有
LPG
输入
合同关系，它们向周围地区，市镇的各种中小型
LPG
公司销售
LPG
，
一般采用汽车槽车作销售的运
输工具。在这样一种经营格局情况下，就会
产生采用
LPG
管道输送方式的要求，具备管道输送方式所要求的输送量长期稳定
，
有一定输送规模这样两个前提条件，以及具备建设管线的资金条件。可以预计，
L
PG
管道输送方式将在今后一段时间内兴起
。有眼光的经营者和企业家应该看到这
种前景，规划并实施相应的经营战略。
在考虑液化石油气管道输送的技术经济
问题时，需要看重论证两个重要的方
面：首先是液化石油气管道输送是否存在一个规模界
限值，只有达到一定的输送
量才值得采用这种方式，即管道输送的经济规模问题；第二方
面是对已定的液化
石油气输送能力的管道，采用多大的管径在经济上最为合理，或者说管
道的设计
流速应取多大，这即是经济流速问题。
二、
LPG
管道输送系统的年费用
< br>
经济规模和经济流速，顾名思义，是从经济角
度确定的输送规模和合理流速。
所以作为了解它们的基础，首先要研究管道系统的经济性
。为此，我们考察表证
经济性的系统年费用指标。
管道输送系统的年费用包括管道泵站设备及建筑的年折
旧、年维修费、人员
工资及管理费、液化石油气泵组设备的年运行电费及其他辅助消耗费
。对一个
LP
G
管道输送系统进行关于
流速或管径为主要因素的经济比较，
人员工资等某些项目
费用在
方案之间的差别很小甚至没有差别。我们在下面的分析中因此将略去这些
因素的可能的差
异。
1.
泵设备运行年费用
E
p
=e
0
nN
τ
（
1
）
式中
E
p
----
泵设备运行年费用
10
元
a
4
-1
4
4
-1
e
0
----
电价
10
元（
10
kWhr
）
n----
泵站数
N----
泵站运行功率
kW
τ
----
泵站年运行小时数
10
hra
N=PQ
（
3.6
η
)
(2)
-1
4
-1
式中
p----
泵工作的扬程
Mp
a
Q----
泵流率
,
即管道输送流率
< br> m
hr
η
----
泵组效率
2
-1
-3
3
-1
P=1.1
< br>λ
L
0
w
ρ
(2D)
10
(3)
式中
λ
----
摩阻系数
L
0
----
泵站输送平均距离
m
D----
管道内径
m
w----
管道内
LPG
流速
ms
ρ
----
液态
LPG
密度
tm
L
0
=Ln
-1
-1
-3
式中
L----
LPG
管线总长度
m
由
(3)
式代入
(2)
式
,
得
N=1
.1
λ
L
0
w
ρ
Q(2×3.6
η
< br>)
10
(4)
E<
/p>
s
=1.5(C
t
CRF
t
+C
c
CRF
c
+C
p
< br>CRF
p
) (5)
式中
E
s
----
< br>管道系统的年折旧、维修费用
10
元
a
4
-1
4
2
-1
-3
2.
管线工程造价及管线工程折旧、维修费用
< br>
C
t
、
C
c
、
C
p
----
分别为管道，管道防腐及保护，泵站的建设费
10
CRF
t
、<
/p>
CRF
c
、
CR
F
p
----
相应于管道、管道防腐、
泵站建造费的资本回收因子
n
n
1.5----
维修费为折旧费的
50%
一般
CRF=(1+i)
i/(1+i)
< br>-1 (6)
式中
i----
贴现率
(
折现率
)
n----
折旧年限
C
t
=c
t
π
(D+
δ
)
δ
L
ρ
=1.06
c
t
π
D
δ<
/p>
L
ρ
m
m
4
-1
式中
c
t
----
管道工程单位造价指标
10
元
t
δ
----
管道壁厚度
m
-3
ρ
m
----
钢材密度
tm
1.06----
取
(D+
δ
)/D=1.
06
0
δ
=P
d
D/(2[
δ
]
φ
-P
d
)+
δ
δ
=P
d
< br>D/2[
δ
]+
δ
0
(7)
式
中
P
d
----
管道设计压力
MP
a
[
δ
]----
管道材料许用应力
MP
a
φ
----
焊接系数
,
φ<
/p>
=1
δ
0
--
--
管道壁厚附加值
m
(8) <
/p>
C
c
=c
c
πDL
(9)
式中
c
c
----
管道防腐工程造价指标
10
元
m
<
/p>
C
p
=c
p
C
N
nN
式中
c
p
----<
/p>
泵站工程单位造价指标
10
元
KW
C
N
=
装机容
量
/
运行功率
4
-1
4
-2
二、经济流速
大家都经常提到
LPG
管道输送经济流速的概念，顾名思义，是从经济角度确
定的合理流速，
即按经济流速设计的输送管道，投资及运行费用的综合效益是最
好的。从国内外书刊文献
或手册中间或有资料提供出经济流速的数字，但其未源
不明，并且未见有关于经济流速的
论述和分析。经济流速只是停留在概念上而非
实在的把握中。
所以作为了解经济流速的基础，首先要研究管道系统的
经济性。为此，我们
采用管道系统年费用指标作为衡量经济性的尺度。
< br>
从
(13)
式看到，管道输送
系统的年费用大小与流速
w
的关系是双曲函数与幂函数
的叠加关系。下面试求出能使年费用为最小的经济流速
w
op
，为此令
dE/dW=0
由
(13)
式的函数式可得
(d/dw)(d
E/dw)
，所以
w=w
op
时，
E
有极小值。由
(
14)
式计算
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