淺談煤層氣輸氣管道設計的造價優化方案對比

馬文忠

摘 要：隨著社會的發展以及時代的進步，我們國家近幾年的經濟水平有了很大程度的提升，經濟的快速發展在很大程度之上促進了社會的進一步發展，也為社會當中的其它行業發展提供了全新的發展視域。煤層氣的運輸來說一直是相關行業當中一個重要的組成部分，其在實際發展過程當中所應用到的輸氣管道質量將會對實際的施工安全等方面產極大程度的影響， 以及不可估計的后果。藉此，本文立足于現階段煤層氣輸氣管道設計現狀，對煤層氣輸氣管道設計的造價優化方案進行了對比研究。

關鍵詞：煤層氣；輸氣管道設計；造價優化方案；對比方法

二十一世紀是一個科技進一步發展的時代，科學技術的進一步發展與繁榮使得其更好的完成了經濟發展支撐任務，并為社會當中的其它行業發展提供著全新的動力，科學技術在現階段的應用將會體現在各個方面，就煤層氣輸氣管道設計的造價優化方法來說，方案比較法可以在極大程度之上提升企業建設的經濟效益。從綜合的角度出發為我們國家的發展以及企業的發展選擇一條最為直接的方法，保證施工質量與經濟效益。因此，對煤層氣輸氣管道設計的造價優化方案對比研究有著鮮明的現實意義。

一、輸氣管道優化設計模型

在實際的建設過程當中，影響談煤層氣輸氣管道設計的造價的原因有很多，例如管道的管徑， 管道的管壁厚度、實際應用過程當中所應用到的氣體輸送壓力等，這些因素在一定程度之上都會對輸氣管道設計的造價產生影響。并且在實際的設計過程當中這些數據將會相互制約，具有相關的非線性運行關系。所以在進行管道設計的過程當中，管道設計人員可以根據以上各種因素設計出不同的方案。在對這些方案進行比較，選擇一個企業發展最為有力的方案就是最優方案[ 1 ]。從實際的應用過程當中來看，任何相關的輸氣管道工程建設方案都可以從技術經濟的角度進行解釋，而輸氣管道的經濟性主要體現在基建投資費用和運行管理費用當中，而這兩者所共同構成的綜合性指標可以以下算式當中體現出來：S=EJ+C。其中的S是工程建設的當年費用，而E為額定的投資回收系數或投資效率系數。J為工程基建投資。C為工程建設之后所需要的年經營費用。這些內容共同組成了輸氣管道優化設計模型，而最優方案的選擇過程當中，所涉及到的最優經濟方案選擇計算任務也會從本模型出發[ 2 ]。

二、實例分析

對于煤層氣輸氣管道設計的造價優化方案對比研究，本文將會從實際案例入手，立足于本文以上設計基本內容，對優化方法進行研究以及選擇。希望可以通過此種方法對其內容進行進一步的分析與優化，幫助煤層氣輸氣管道設計在保證基本運輸條件之下，獲得最大的經濟效益。例：某企業將會建設一條長度為1000km的煤層氣輸氣管道，在實際的應用過程當中，該條管道所需要涉及到的任務輸送量為9×108m3·a-1。其中氣站提供的壓力為3.50MPa電費收取情況為0.6元·KW-1·h-1。在實際的設計過程當中一共提出了三個方案。進過一系列的經濟計算之后，所得出的相關數據為表一所示：

通過以上數據內容以及上文的論述情況來看，當管道的管徑大小D不斷增加的時候，線路的總投資費用將會逐漸增加，但是相對應的調壓站的建設投資費用卻逐漸降低，基于此種情況我們對其進行考慮，此三種設計方案當中必定會存在一個最下值，而這個最小值所對應的實際應用設計方案就是最佳方案[ 3 ]。

如上表所示，實際建設過程當中年經營費用與管道管徑大小同樣存在著很大的關系，例如根據數據所示，當管道管徑逐漸增加的時候，管道的摩擦阻力相對就會變小。這時調壓站運行費用特也就會隨之減少。但是與線路維護過程相關的維修、折舊等項目的費用就會進一步增加，所以這就證明了在實際的應用過程當中，年經營費用與管道管徑之間也也會存在一個最小值，這樣管道建設過程當中最終所統計出來的年當量費用的最小值也就是我們所需要選擇的最佳方案[ 4 ]。

如上表所示，在實際的設計過程當中，方案一的管道管徑最小，所以隨著實際建設的深入，到最后方案一所應用到的投資費用也會最小。但是在實際的建設過程當中，方案一的調壓站投資費用比方案二三的要多。這是因為在實際的應用過程當中，因為管道的管徑被進一步限制，所以為了保證實際的應用效果，只能進一步的增加調壓站座數。因此在實際的應用過程當中，壓縮機的功率將會進一步增加。而運行費用與相關的調壓站建設費用將會進一步增加[ 5 ]。

從以上相關的數據中我們可以發現方案一的投資費用最小，所以在實際的應用過程當中只要根據相關的參數運行計算，就可以得到最佳方案。

三、結語

綜上所述，煤層氣輸氣管道設計是氣體運輸的一個重要組成部分，其在實際的發展過程當中往往會起到決定性的作用，所以對其管道優化方法的研究十分重要。在對其建設方案的選擇過程當中我們應用到了方案比較法，雖然這種方案選擇方法比較傳統，但是在實際的應用過程當中具有著重要的作用。本文以上內容，利用方案比較法，對輸氣管道設計的造價優化方案進行了對比研究，選擇出了最佳方案。雖然在實際的建設過程當中其仍然存在著很大的問題，但是應該對于進行進一步的完善。

參考文獻：

[1] 陳營.層次分析法在輸氣管道設計方案優化中的應用研究[D].西南石油大學，2009.

[2] 劉婭，汪玉春，付明福，丁俊剛.輸氣管道設計方案優化評價的區間數學模型[J].天然氣技術，2009，05：36-39+78-79.

[3] 王奉生，秦玉新.陜京三線輸氣管道南莊隧道設計及施工方案優化[J].石油工程建設，2016，01：50-52.

[4] 陳炯，吳學偉，羅東曉.方案比較法在輸氣管道設計中的應用[J].廣州大學學報（自然科學版），2008，06：73-75.

[5] 孫曉.長距離有壓重力輸水管道過渡過程及管網優化研究[D].鄭州大學，2011.