Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

через d~, от точки D через d~t Легко найти, что оптимальный путь d" к 1~, - путь по точкам (4.1)(4.2) со стоимостью = 1, а оптимальный путь d~ к 1 проходит по точкам (4.4) -> (5.4) -> (6.4) со стоимостью = 3. Полчившуюся

трассу, включающую трассу 1 с отводами d~ и d, обозначим через L". Тогда стоимость ее = &\ -f d~-T- d~-

= 7 -f 1 -f 3 = И.

3. Из найденных на 2-м шаге трасс с отводами определяем лучшую, минпмальнуго по стоимости (пх может быть несколько). В нашем примере из двух трасс и Ll минимальной по стоимости является трасса L. Она и образует множество (ij).

4. Из найденных на первом и втором шаге минимальных по стоимости трасс (ij) у (ij) находим лучшую. В нашем ирпмере при рассмотрении »гножества трасс (Lj) (J (L) лучшей будет L, Полагаем (L) = Ly vi = = 9,5.

3-й шаг. 1. Находим третьи по оптимальности генеральные трассы и определяем их стоимость д. В нашем примере это будут генеральные трассы с == 7,5;

трасса, проходящая по пути: (6.5)(6,4)-> (6.3) (6.2) (5.2) (4.2) (4.3) (3.3);

г - трасса, проходящая по пути: (6.5) (6.4) -> (6.3) ->-

->(5.3)->(4.3)-(3.3).

Так как Sg, равная 7,5, меньше 6, равной 8,5, находим к третьей по оптимальностп генеральной трассе (в нашем случае их две) оптпмальныс отводы.

2. Определяем оптимальные отводы от заданных точек С JI D к каждой из двух найденных на данном шаге генеральных трасс 1 и 1. Оптимальные отводы к трассе г от точки С обозначим через dg", от точки D - через d~-. Находим, что стоимость d" = 1, а dl~ = 3. Новую трассу, включаюп1ую трассу г с отводами и d}~, обозначим через Z,. Тогда стоимость будет fli = S, -f + d-2 =7,5 + 1,0-1- .3,0 =11,5.

Оптимальные отводы к трассе от точки С обозначим через 2-1, от точкп D - через Стоимость отвода йд"= 1,5,

а d~ = 3,0. Обозначим полученную трассу с отводами через L и определим ее стоимость: а = d -f d~ =.7,5 -f

-Ь 1,5-r 3,0 = 12,0.

3. Из найденных на данном mare трасс с отводами находим лучшую, минимальную по стоимости (их может быть несколько). В нашем примере - это трасса Ь. Полагаем, что (i,) = Ll и 11,5.

4. Из найденных на данном и предыдущем шагах трасс определяем лучшую, минимальную по стоимости трассу. При рассмотрении множества (£[) (J (Л3) лучшей в нашем примере будет трасса так как ее стоимость а, (9,5) меньше стоимости Яз (11,5). Отсюда (ij) = Ll и = bi == а ~ 9,5.

С помощью алгоритма продолжаем поиск опти1гальньтх генеральных трасс с отводами. Итак, после окончания вычислений на 7-м шаге нами дока-

аяо что поиск лучшей, минимальной по стоимости трассы газопровода с отводами возможен и что найденная трасса является оптимальной.

Учет транспортных коммуникаций в районе строительства. Прн выборе оптимальной трассы газопровода с отводами существенную роль играют транспортные коммуникации района будущего строительства: существующие жетезные и автомобильные дороги, водные пути. В некоторых случаях они б\ДУ оказывать непосредственное влияние на выбор трассы газопровода я отводов от него.

В районах с высокоразвитой сетью транспортных коммунпкации, как правило. Легко обеспечиваются подъезд к трассе газопровода на всем ее протяжении и доставка грузов, не требуется сооружения подъездных дорог значительной протяженности, и поэтому затраты на транспортные расходы незначительны в общей стоимости капитальных вложений в линейную часть. Иное положение в районах со слаборазвитой сетью дорог. В этом случае для доставки грузов на трассу требуется построить подъездные дороги, увеличиваются объемы затрат на транспортировку труб и материалов аа более далъ-яие, чем определяемые пренскуранто.м, расстояния, ухудшаются условия строительства и т. п. Затраты на транспортные расходы возрастают, становятся значительными, достигая иногда величин, сопоставимых со стои.мостью труб, п оказывают влияние на выбор направления трассы газопровода. Поэтому необходимо учитывать влияние на выбор оптимальной трассы газопровода с oтвoдa-m не только транспортных коммуникаций, но и каждой составляющей, которые слагаются из следующих затрат:

а) дополяительпых иа транспортировку труб от станций разгрузки до трубосварочных пунктов и на развозку плетей по трассе; . б) дополнительных на доставку на трассу прочих материалов;

в) дополнительной надбавки на содержание дорог в период строительства; -

г) на Строительство подъездных дорог;

д) яа сооружение проездов вдоль трассы проектируемого газопровода.

Дополнительная надбавка на транспортировку труб от станций разгрузки до трубосварочных пунктов на трассе и на доставку от них плетей на трассу учитывается при превытеипи средневзвешенной дальности перс-возки (свыше 30 км). Учесть атп затраты на стадии ТЭО или то.тяического проекта, до выбора трассы газопровода с отводами, не представляется воз-моншым. Дополнительные надбавки на содержание дорог и на доставку па трассу прочих материалов определяются по прейскуранту.

Затраты на сооружение подт,ездных дорог находятся в прямой зависимости от состояния развития транспортных коммупикаций в районе прохождения трассы. При сравнительно развитой сети автомобильных и железных дорог эти затраты нез начато льны, прп слаборазвитой они возрастают, а при отсутствии этих ко-ммупикадий становятся существенными, ибо в этом случае для сооружепия газопровода пеобходи.\ю построить подъездные дороги. Определение объема капитальных вложений на сооружение подъездных дорог До выбора трассы и нанесения ее ва карту или ва цифровую сеть местности невозможно.

Вдоль трассы проектируемого газопровода необходимо предусматривать устройство проезда для прохода строительной техники, транспорта труб, Материалов и т. п. Сооружение проезда должно осуществляться с учетом максимального использования существующих дорог, а также грунтовых и гидрологических условий по трассе.

Основный проездом вдоль газопровода служит, как правило, сплапиро-Шпая полоса, пригодная для проезда транспорта повышепвой проходимости. в& грунт на отдельных участках полосы не позволяет осуществлять о&ходимые перевозки, предусматривается сооружение лежневых дорог, реградами для проезда вдоль трассы являются водотоки, болота, обводнение участки и Мелиоративные канавы, с оГ Рд большие реки мосты не строят, но обеспечивают подъезд к реке Wiim"" берегов. Через малые водотоки при отсутствии объе.зда по существуем автодорогам в зависимости от расходов воды предусматривают

установку унифицированных железобетонных труб и малых мостов. На болотах устраивают насыпи шириной по верху проезда 5,5 м с возвышением над уровнем воды на 0,5-1,0 м. Если встречаются труднопроходимые болота, строительство переходов через них осуществляется в зимнее время. В местах пересечения трассы газопровода автодорогами, имеющими улучшенное покрытие, предусматривают устройство съездов.

Таким образом, при онределении способа прокладки газопровода и объема капитальных вложений по каждой дуге сети необходимо в зависимости от конкретных условий учитывать затраты на устройство проездов вдоль трассы,. Иначе говоря, при выборе оптимальной трассы лгагистрального газопровода с отводами но критерию приведенных затрат в объемы сопоставимых капитальных вложении входят затраты на сооружение проездов вдоль трассы. При отом следует отметить, что эти затраты, как правило, более значительны по сравнению с другими составляющими затрат па транспортные расходы, причем опи возрастают в районах со слаборазвитой сетью автодорог.

После расчета оптимально!! трассы газопровода с отвода.мп и трасс, кратных ей ио оптимальности, последние наносят на картографически!! материал. По этому материалу делают общую оценку каждого варианта трассы с учетом минимальных транспортн1.!Х затрат строительство подъездных автодорог и на доставку труб. Окончательный выбор трассы газопровода с отводами производится с учетом этих затрат.

Следовательно, идея пспользовапия оптимальной генеральной трассы с отводами и трасс, кратных ей по оппгмальпости, позволяет предусмотреть строительство или рекопструкц1гю ио.дъеядных дорог и проездов вдоль трассы с висо1гой точностью.

§ 3.7. Подготовка исходных данных для выбора оптимальной трассы

Эффективность сооружаемого трубопровода 01!рсдсляется технико-экономическими показателями различных вариантов. Оценкой эффективности служит основной показатель - приведенные затраты W, которые могут быть рассч1!тапы по формуле

+ (3.3)

где с - нормативный коэфф1П1И0нт эффективности капитальных вложений; X суммарные капитальные вложения в проектируемый трубопровод; 9 - су!1!марныо эксплуатационные из.адржки.

Козффиц!гснт с директивными органами установлен равным 0,12. Ото означает, что трубопровод, построенный между точками Л и В, должен иметь ежегодную отдачу народному хозяйству в размере 12% от всех первоначальных капитальных вложений.

Суммарные капитальные вложения К определяются суммой затрат (как зависящих, так и не за!1исящих от категорий местности) па оборудование, трубы, строительно-монтажные работы на основании действугои1:их прейскурантных цен, сметных норм и цепнпков. По линейной части трубопровода к независящим относятся затраты на трубу, линейную запорную арматуру, оборудование, материалы для создания технологической связи и ряд других-элементов трубопровода. К зависящим от категор1!Й местности могут быть отнесены затраты па увеличопие толщины степки трубы (для переходов через болота, роки, железные и автомобильные дороги требуются трубы увеличенной толщины); усиление антикоррозионной изоляции; закрепление труОы на проектных отметках (затраты на балластировку пли анкерное закрепленпе); создание мяггмй постели па дпо трапнгеи (на скальных грунтах); засыпку труб мягким грунтом или создание для них защптп!.тх средств от механических повреждений при обратной засыпке трубо1!ро1!Ода скальными грунтами, расч1гстку трассы от растительности, валупов; гоздап!1е временной ДоР"« для всдеп!1Я строитольпо-моптажпых работ (иа грунтах с ппзкой несуше способностью) и мпогие другие виды затрат, обусловленные прпродно-клпм -

тическими факторами. Кроме того, затраты зависят от способов укладки (совмещенная, раздельная, проталкивание) н степени сложности ведения землеройных работ. Капитальные вложения на линейную часть обозначим через Лл. ч-

По КС и НПС к не завпсящим от категорий местности относятся затраты на все технологическое и вспо-могательное оборудование, трубы, арматуру; к зависящим - затраты на основания и фундаменты, пулево!! цикл, планировочные работы, создание дорог, площадок, проездов, надежного водоснабжения и водоотводения, на земляные и другие строительные работы. Ка1!италь-ные иложения в КС и НПС обозначим через ЛГст-

Так как размещение КС и НПС осуществляется па основании гидравлических расчетов, то до определения фактической длины и плапово-высотпого прохожден!!я трубопровода нельзя точно определить кол1!чество КС !! НПС. Минимальное ч1гсло КС будет соответствовать трассе по кратчайшему пути от точки А до точки В. С учето.м того, что рельеф местности не !1грает cyiue-CTBCHHOii роли, приведенные затраты на каждую КС могут быть равпо.мерно распрслеленьг по всем дугам сетки, если принять среднее расстояние между КС согласно гидравлическому расчету. Число НПС, напротив, зависит от рол1>ефа местности. В связи с этим в иерво.м ириближеппи можно орнеыти])0-ваться на количество НПС, установленных при сооружеппи нефтепродуктопроводов в аналогичнь1Х рельефнь1х условиях, использовав опыт проектирования. После выбора оптимально!! трассы при дапно.м допущении и с учетом рельефа появляется возможность определить рая.мещоние и количество НПС. Если приведенные затраты прп этом будут равны результату первого расчета или меньше него, то оптимальная трасса выбрана правильно.

П. П. Бородавкин предлагает несколько другой путь поиска оптимальных трасс и размещения НПС. По его мнению, стоимость КС и ИПС, приходящуюся на каждую дугу сетки цифровой модели .местности, следует распределять равно-черио по всей искомой трассе путем деления суммарных капитальных вложений в КС или НПС па расстояние между ними, определенное гидравлическим расчетом. Для упрощенггя расчетов рекомендуется стоп>!ость сооружения КС и НПС, приходящуюся на едишщу длины трассы (или на одну дугу сетки), определять от стоимости линейной части, которая вычисляется на основании запроектированных и построенных трубопроводов. Такое допу-щеиис правомерно, так как основная задача - выбор оптимальной трассы. Ьолее конкретный выбор моста расположения КС ir НПС предполагается после выоора трассы, когда учтены вопросы водо- и энергоснабжения, транспортных коммуникаций, близости и удобства расположопня жилья для эксплуатационников и др.

На основании изложенного

ЛГ=Л-л.,+ЛГст (3.4)

•=2A-.n.,/Z/ + i]A-cTg, (3.5)

vt" " ~ ка1!итальные вложения в линейную часть, необходимые для прокладки единицы длины трубопровода по /-й категории местности; l,- - иро-bIZT" «"егории местности; /Гст g ~ капитальные вложения, прихо-KaSrnn" строительство КС или ИПС по g-ii дуге; п - число разлпчн!,1х »дв1орш! местности в пределах рассматрийае.\!ой трассы; г - число дуг " "ределах рассматриваемой трассы.

апт, запроектированных, построенных и эксплуатируеиы-х трзбопропо-

«ов показывает, что затраты /Г. ч па КС и НПС колеблются от 0,15 до 0.25 ависнмости от типа привода компрессоров или насосов, районов 1!рохожде-

я трассы, диаметра трубопровода и других параметров, фаци "значим долю капитальных вложений в КС или НПС через коэф-

=2 Ял. , /i/-f а 2 Кя. ч /г/ = (1 I- а) У /г. , ii,,

i-l i-1 i-i

(3.6)

При длине газопровода меньше 100-150 км или нефтепродуктопровода менее 50-70 км слагаемое Л"ст можно исключить, ибо в таких случаях, как правило, исключается необходимость в КС и НПС.

Ежегодные зксплуатационные издержки Э слагаются из текущих затрат (ремонтные работы, зарплата эксплуатационников, расход газа или электроэнергии, воды, тепла, горюче-смазочных материалов, ремонт и обновление парка машин и механизмов и др.) и амортизационных отчислений. Сумма издержек при составлении проекта должна определяться путем расчета конкретных затрат,-по так как оптимальная трасса выбирается до разработки отдельных разделов проекта, то приходится рассчитывать эксплуатационные издержки на основе нормативных коэффициентов, утвержденных по отрасли в зависимости от первоначальных затрат Л".

Суммарные эксплуатационные издержки Э можно определить по формуле

Э=Эл, q-f-ScT

или использовав выражении (3.6) и (3.7)

(3.7)

Э = Р 2 ".ii + y 2/rcTg = (P-}-aY) 2 л.,/?/, (3.8)

i=l г=1 г=1

где р - коэффициент, характеризуюп;ий размер эксплуатационных издержек па линейную часть от первоначальных капитальных затрат. Для расчетов по выбору оптимальных трасс можно принимать его равным 0,040 при подземной, 0,045 при наземной и 0,050 при надземной укладке; у - коэффициент, характеризующий размер эксплуатационных издержек па КС и НПС, который может быть принят равным 0,20 от первоначальных затрат.

Преобразовав выражения (3.3), (3.6) и (3.8), определим суммарные приведенные затраты:

W = {c-\-ca + f, + ay) 4 .

(3.9)

Как видно из последнего уравнения, для выбора оптимальных трасс трубопроводов необходимо подготовить исходные данные, которые позволяют дать стоимостную оценку единицы длины трубопровода в зависимости от категории местности и способа укладки трубопровода. Затем с учетом заданного либо установленного расчетным путем диаметра трубы уточняют сумму приведенных затрат па сооружение единицы длины трубопровода по всем категориям местности (см. § 3.4), если эта сумма для данной проектной организации не была выявлена или устарела в результате изменения сметных норм.

Для построения цифровой модели местности используют топографические карты различного масштаба. Масштаб карт задается в зависимости от стадии проектирования, протяженности между точками А и В, сложности местности района поиска оптимальной трассы и объема оперативной памяти ЭВМ. На стадии ТЭО могут быть использованы карты масштаба 1 : 1 ООО ООО- 1 : 250 ООО; па стадии технического (или техно-рабочего) проекта (особенно, когда требуется большая детализация отдельных участков) в зависимости от длины трассы - масштаба 1 : 100 000-1 : 25 ООО; на сложных участках трасси (на переходах через реки, на обходах поселений, промышленных узлов, заболоченных районов и т. п.) - масштаба 1 : 25 ООО и 1 : 10 ООО. JB последнем случае с помощью данных аэрофотосъемки масштаба 1 : 10 ООО- 1 : 5000 уточняются створы переходов с проложением трассы в наиболее благоприятных условиях местности.

При подготовке материалов к расчетам особое место занимает выбор области развития линии проектируемого трубопровода. Если она узкая, то возможный оптимальный вариант трассы может оказаться за пределами рассматриваемой области, и поэтому поставленная задача не будет решена. Если же рассматривать очень широкую область, то излипшикт могут оказаться затраты времени и инженерного труда.

В работах [1-4] подробно описана область развития линии трубопровода (Ьоряе эллипса, в фокусах которого находятся начальная и конечная точки Трассы. Размеры эллипса определяются с помощью коэффициента развития I характеризующего увеличение искомой трассы L по сравнению с геодези-qecKoii прямой 1 между точками АшВ. Если приведенные затраты на сооружение трубопровода по геодезической прямой обозначить через Wcpo, а построенного по иско-мой трассе - через Иср. н, то необходимо соблюдать следующее условие:

WcpoWcp.n. (3.10)

Но категориям местности вдоль трассы, проложенной по геодезической прямой, определяем рГсрона основании исходных стоимостных данных для данного диаметра трубопровода по всем категориям местности и для конкретного экономического района (пояса). Предполагается, что искомая трасса проходит по наиболее благоприятным участкам. Под благоприятными необходимо пони-иать участки искомой трассы, проходящей по таким категориям местности, прокладка трубопровода по которым требует меньших капиталь-пых п эксплуатационных затрат, а в итоге минимальных приведенных затрат на единицу длины трубопровода. Например, трубопровод, трасса которого проходит вдоль геодезической прямой, вдали от транспортных коммуникаций, пересекает значительные участки болот, крупные рекп. Такие условия требуют относительно больших затрат па единицу длины трассы. Вероятно, существует другая трасса, соединяющая точки А и В, на которой благоприятных участков больше (ровных, сухих, с легко разрабатываетдми грунтами и т. д.), и она проходит параллельно транспортным коммуникациям на всем протяжении или па отдельных участках. Имея возможность прокладывать трубопровод по более благоприятным участкам, можем отыскать такую трассу, которая, будучи несколько длиннее геодезической прямой, позволит иметь меньшие пли равные суммарные приведенные затраты.

Коэффициент развития можно определить из отношения-

Лр = Исро/Иср.„. (З.И)

В этом случае большая ось эллипса будет равна lkp, а малая

6 = го Vkl~l. (3.12)

Это теоретическая сторона вопроса определения области развития. Практически к формулам (3.11) и (3.12) прибегают тогда, когда отсутствуют яркие картографические данные, подсказывающие инженеру-проектировщику границы поиска оптимальной трассы, или когда у него нет достаточного опыта выбора оптимальных трасс с помощью ЭВМ.

Коэффициент развития зависит от природно-климатических (болота, озера, реки, островная мер.злота и т. д.) и экономико-географических (степень заселенности района, наличие транспортных коммуникаций, взаимовыгодное расположение крупнейших узлов газо-пефтепотреблепия и т. д.) условий, а также от диаметра труб, рабочего давления и других параметров трубопровода и может колебаться от 1,02-1,03 для равнинных участков и трубопроводов больших диаметров до 1,15-1,17 дли горных районов и трубопроводов малых диаметров.

При необходимости конфигурация области поиска корректируется с учетом конкретных условий местности. Порядок снятия исходной ипфор.мации следующий.

!• На карту местности наносится сеть (квадратная, прямоугольная с диагоналями или без них). Наиболее рациональна прямоугольная сеть с диагоналями, притом длинная сторона треугольника должнапроходить в направлении от начальной точки к конечной.

2. Определяется количество дуг в сети. Размеры дуг зависят от масштаба JjapT, протиженности трассы по геодезической прямой и необходимой точности расчета. Количество дуг определяется по формулам: