7652,54.

≈0,033828.

1400

1500

1600

Рис.1

Значение гидравлического уклона i_м при учете местных сопротивлений:

=0,00583312.

Для нахождения линий гидравлического уклона рассчитаем местоположение станции с 3-мя и 2-мя насосами в случае горизонтального профиля трассы:

=139,144 м.

=92,762 м.

Тогда и,иобразуют прямоугольные треугольники с гипотенузами в виде линий гидравлического уклона. Расстановка НПС в сжатом профиле трассы показана на рис. 2

Из рис. 2 по горизонтали находим расположения НПС (расст. от начального пункта)

х₁, х₂, х₃, х₄, х₅, а также расстояния между НПС L₁, L₂, L₃, L₄, L₅ (L₁= х₁, L₂= х₂- х₁ и т.д.)

Фактическая годовая (массовая) пропускная способность трубопровода: =24∙724,5574∙352∙1508=9230559860,12 кг/год ≈ 9,230 млн.т/год.

По действую­щей в настоящее время методике эта задача решается путем сопос­тавления приведенных годовых расходов по различным видам транс­порта, которые состоят из капиталовложения и из эксплуатационных расходов. Оптимальным считается вариант с наименьшими приведенными годовыми расходами. В общем виде приведенные расходы Р (в у.е./год) выражаются формулой:

Р = Э + ЕК,

где Э - эксплуатационные расходы, К - капиталовложения, определяемые для соответствующего вида транспорта, Е - нормативный коэффициент капиталь­ных вложений (для нефтегазовой промышленности Е = 0,12 1/год). Е=1/Т, где Т - нормативный срок окупаемости (для нефтегазовой промыш­ленности Т = 8,3 года).

Эксплуатационные расходы Э различных видов транспорта опре­деляют по одинаковой формуле

Э = SG_годL,

где S - себестоимость перевозок; Gгод - количество (масса) транспорти­руемого нефтепродукта в год; L - длина пути.

При определении капитальных затрат в железнодорожный транс­порт учитывают только дополнительные затраты на расширение парка вагонов-цистерн и локомотивов (тепло- или электровозов):

К_жд=цс_ц+zc_z,

где z - число локомотивов, ц - необходимое число вагонов-цистерн.

:

n_ц - число оборотов ци­стерны за год; Vц - вместимость одной цистерны; ρ - плотность транспортируемого нефтепродукта, nм - число цистерен в маршруте;

n_ц =365/τ_п,

τ_п - полное время оборота одной цистерны:

,

L_жд - расстояние, на которое осуществляют перевозки по же­лезной дороге; l_жд - среднесуточный пробег цистерны, на основа­нии фактических данных принимаемый равным 200...250 км/сут; τ_в - время погрузки и выгрузки; χжд - коэффициент неравномерно­сти работы железнодорожного транспорта, учитывающий возмож­ные задержки цистерны в пути из-за заносов и других непредвиден­ных обстоятельств (χжд = 1...1,5); c_z - стоимость одного тепло- или электровоза (стоимость одного электровоза в зависимости от его мощности принимаем равной 66,8...278 тыс. у.е.., а одного тепловоза - 104...318 тыс. у.е.); с_ц - стоимость одной цистерны (стоимость одной цистерны вместимостью 60 м3 принимаем равной 5,7 тыс. у.е.). В тех случаях, когда ставится вопрос о сооружении новой желез­ной дороги, по которой будут перевозиться преимущественно нефтя­ные грузы, затраты на ее сооружение относят на нефтеперевозку. Стоимость строительства 1 км главного пути однопутной железной дороги составляет 165...260 тыс. у.е., двухпутной - 250...390 тыс. у.е., стоимость сооружения железнодорожной станции достигает 30 млн. у.е. Помимо этого необходимо учитывать затраты на сооруже­ние сливно-наливных коммуникаций на головном и конечном пунктах трассы. Очевидно, что в этом случае следует проводить сравнение по всем видам нефтегрузов, транспортируемых в данном направлении.

Капиталовложения в водный транспорт К_в, слагаются из суммы затрат на сооружение дополнительного количества емкостей для перевозки нефти К_6р, силовых установок К₆ и необходимой береговой емкости K_V, т.е

К_в= К_6р+ К_б + K_V.

Затраты на сооружение емкостей:

К_6р=с_6рГ,

где с_6р- стоимость единицы грузоподъемности танкера (с6р=35...45 у.е./т); Г - общая грузоподъемность всех танкеров, необходимых для заданного грузопотока:

Г = G_год/ n_6р,

n_6р - число рейсов (оборотов) в год одной баржи, определяемое по формуле:

n_6р = τ_н /τ_п,

τ_н - продолжительность навигационного периода; τ_п - полное время оборота одной баржи (танкера):

.

Здесь L_в - расстояние, на которое осуществляют перевозки по воде; l1, l2 - суточный ход танкеров соответственно вверх и вниз по течению (в простых расчетах для примера принимать: против течения в пределах 95-105, по течению - 190-220 км/сут); τ_в - время погрузки и выгрузки; χ_в - коэффициент неравномерности работы водного транспор­та, обусловленный задержками (χ_в=1...1,5). Для речных танкеров средняя скорость движения может быть принята равной 350 км/сут.

Стоимость силовых установок составляет:

К_б=с_бN_б,

где с₆ - стоимость единицы мощности силовых установок (в пределах 1,8...2,6 тыс. у.е./кВт); N6 - необходимая мощность силовых установок:

N₆=р_бГ,

где р₆ - мощность, необходимая для буксировки единицы груза (в пределах 0,06-0,12 кВт/т).

Капиталовложения на сооружение необходимой береговой емкости (для хранения нефти в ненавигационный период):

K_v=c_pV₀,

где с_р - стоимость единицы емкости (с_р=10...20 у.е/м3); V₀ -практический объем установленных резервуаров при известном тео­ретическом объеме всех резервуаров (для задач принимается V≈1,05∙ V₀):

η_p -коэффициент заполнения емкости.

Капиталовложения в трубопроводный транспорт К_тр складыва­ются из затрат на сооружение линейной части трубопровода Кл, затрат на сооружение головной, промежуточной насосных станций и резервуарного парка:

К_тр=К_л+ С_ГНС +(n-l)С_ПНС +V_pc_p.

Здесь С_ГНС, С_ПНС - стоимость сооружения соответственно головной и промежуточной насосных станций; п - общее число насосных станций; V_p - необходимая вместимость резервуаров; ср -стоимость 1 м³ установленной емкости. Стоимость 1 м³ емкости с_р для сопоста­вительных расчетов с учетом технологических трубопроводов и вспо­могательных сооружений ориентировочно можно принимать равной 20 руб/м³.

Число насосных станций п определяют из технологическо­го расчета или оценивают ориентировочно из условия, что на каждые 100... 150 км трубопровода приходится одна насосная станция.

Капитальные затраты в линейную часть определяют по выражению:

К_л=с_лL_тр,

где L_тр - длина трубопровода; с_л - затраты на сооружение 1 км линейной части трубопровода.

Решение:

Эксплуатационные расходы Э железнодорожного транспорта опре­деляют по одинаковой формуле

Э_жд = S_ждG_годL_жд,

Здесь :

S_жд=33∙10–4 у.е/(т∙км), Lжд=987км.

Э_жд=33∙10–4∙9,1млн∙987=29,63961млн.у.е./год.

τп - полное время оборота одной цистерны:

,

nц - число оборотов ци­стерны за год; Vц - вместимость одной цистерны; ρ - плотность транспортируемого нефтепродукта, nм - число цистерен в маршруте;

где z - число локомотивов, ц - необходимое число вагонов-цистерн.

:

При определении капитальных затрат в железнодорожный транс­порт учитывают только дополнительные затраты на расширение парка вагонов-цистерн и локомотивов (тепло- или электровозов):

млн у.е.

Р – приведенные расходы железнодорожного транспорта:

Р = Э + ЕК =29,63961+0,12 64,78206=37,41345 млн.у.е./год.

Эксплуатационные расходы Э железнодорожного транспорта опре­деляют по одинаковой формуле

Э_в = S_вG_годL_в,

Тогда S_в=17∙10–4 у.е./(т∙км), L_в=990км.

Э_в=17∙10–4∙9,1млн∙990=15,3153 млн.у.е./год.

τ_н - продолжительность навигационного периода; τп - полное время оборота одной баржи (танкера):

n_6р - число рейсов (оборотов) в год одной баржи, определяемое по формуле:

Г - общая грузоподъемность всех танкеров, необходимых для заданного грузопотока:

т.

Затраты на сооружение емкостей:

где с_6р- стоимость единицы грузоподъемности танкера (с_6р=35...45 у.е./т)

К_бр=с_брГ=40∙42067307 =16,826922 млн.у.е.

N₆ - необходимая мощность силовых установок:

где р₆ - мощность, необходимая для буксировки единицы груза (в пределах 0,06-0,12 кВт/т).

N₆=0,1∙420673=42067,3 кВт.

Стоимость силовых установок составляет:

где с₆ - стоимость единицы мощности силовых установок (в пределах 1,8...2,6 тыс. у.е./кВт);

К_б=2000∙42067,3=84,1346млн.у.е.

Капиталовложения на сооружение необходимой береговой емкости (для хранения нефти в ненавигационный период):

K_v=20∙1,05∙1515647=318,285млн.у.е.

где с_р - стоимость единицы емкости (с_р=10...20 у.е/м³); V₀ -практический объем установленных резервуаров при известном тео­ретическом объеме всех резервуаров (для задач принимается V≈1,05∙ V₀):

Капиталовложения в водный транспорт К_в, слагаются из суммы затрат на сооружение дополнительного количества емкостей для перевозки нефти К_6р, силовых установок К₆ и необходимой береговой емкости K_V, т.е

К_в= 16,826922+84,1346+318,285=419,24652млн.у.е.

Р – Приведенные расходы водного транспорта:

Р= 15,3153+0,12∙419,24652=65,624млн.у.е./год.

Капиталовложения в трубопроводный транспорт если G =9,1 млн.т/год , D_н =D_н2 =630 мм диаметр. D_н1 =529 мм и D_н2 =720 мм диаметры. Рабочий день за один год = 350дней. В первый очередь определяются средние значения годового Q_год, суточного Q_сут, часового Q_час, секундного Q объемных расходов:

Q_год=G/ρ=9,1∙109/724,5574≈12,55939 млн.м³/год

Q_сут=Qгод/350=35883,4 м³/сут;

Q_час=Qсут/24≈1495,141 м³/час;

Q=Q_час/3600≈0,415316 м³/с.

V_p=3Q_т=3∙35883,4 =2,153004млн.у.е..

а) D_н1 =529 мм

Эксплуатационные расходы Э трубопроводного транспорта опре­деляют по одинаковой формуле

Э_тр = =S_трGL_тр.

S_тр1=13∙10–4 у.е./(т∙км), S_тр2=9,4∙10–4 у.е./(т∙км), S_тр3=8,2∙10–4 у.е./(т∙км);

Тогда Э_тр1 = S_тр1GL_тр =13∙10–4 ∙9,1∙106∙914≈10,8126 млн.у.е.

Э_тр2 = S_тр2GL_тр =9,4∙10–4 ∙9,1∙106∙914≈7,8183 млн. у.е.

Э_тр3 = S_тр3GL_тр =8,2∙10–4 ∙9,1∙106∙914≈6,8202 млн. у.е.

б) ищем xисло станций к каждому диаметру

1. D_н1 =529 мм, D =Dн–2δ=529–2∙10=509мм;

- определяются переходные числа Рейнольдса:

.

шерховатость внутренней стенки трубы k_э=0,2 мм, отсюда

.

В данном случае 2320< Re ≤ ReI, то m=0,25; А=0,3164; β=0,0246;

Тогда число станций равно:

,

2. D_н2 =630 мм, D =Dн–2δ=630–2∙10=610мм;

3. D_н3 =720 мм, D =Dн–2δ=720–2∙10=700мм;

в) с_л1=56,6 тыс у.е./км, С_ГНС1=5418 тыс у.е., С_ПНС1=1926 тыс у.е.,

с_л2=71,0 тыс у.е./км, С_ГНС2=6730 тыс у.е., С_ПНС2=2012 тыс у.е.,

с_л3=77,5 тыс у.е./км, С_ГНС2=8077 тыс у.е .,С_ПНС3=2170 тыс у.е.

число станций: n₁≈13,962≈14; n₂≈5,909≈6; n₃≈3,073≈4;

Капитальные затраты в линейную часть определяют по выражению:

К_л=с_лL_тр,

К_л1=с_л1L_тр=56,6∙914≈51732,4 тыс.у.е.≈ 51,7324 млн. у.е.

К_л2= с_л2L_тр =71,0∙914≈ 64894 тыс.у.е.≈ 64,894 тыс.у.е

К_л3= с_л3L_тр =77,5 ∙914≈ 70835 тыс.у.е б.≈ 70,835 тыс.у.е

К_нс1=С_ГНС1 +(14–l)С_ПНС1 +V_pc_p=5,418+13∙1,926+2,153004=30,458 млн.у.е.

К_нс2=С_ГНС2 +(6–l)С_ПНС2 +V_pc_p =6,730+5∙2,012+2,153004=16,792 млн. у.е.

К_нс3=С_ГНС3 +(4–l)С_ПНС3 +V_pc_p =8,077+3∙2,170+2,153004=14,589 млн. у.е.

К_тр1=К_л1+К_нс1=51,732+30,458=82,190млн. у.е.

К_тр2=К_л2+К_нс2=64,894+16,792=81,686млн. у.е.

К_тр3=К_л3+К_нс3=70,835+14,589=85,424млн. у.е.

Тогда приведенные расходы трубопроводного транспорта

Р₁ = Э₁ + ЕК₁=10,8126+0,12∙82,1904≈20,675448 млн.у.е.

Р₂ = Э₂ + ЕК₂= 7,8183+0,12∙81,686≈17,62062 млн.у.е

Р₃ = Э₃ + ЕК₃= 6,8202+0,12∙85,424≈17,07108 млн.у.е