浅谈煤层气输气管道设计的造价优化方案对比

马文忠

摘 要：随着社会的发展以及时代的进步，我们国家近几年的经济水平有了很大程度的提升，经济的快速发展在很大程度之上促进了社会的进一步发展，也为社会当中的其它行业发展提供了全新的发展视域。煤层气的运输来说一直是相关行业当中一个重要的组成部分，其在实际发展过程当中所应用到的输气管道质量将会对实际的施工安全等方面产极大程度的影响， 以及不可估计的后果。藉此，本文立足于现阶段煤层气输气管道设计现状，对煤层气输气管道设计的造价优化方案进行了对比研究。

关键词：煤层气；输气管道设计；造价优化方案；对比方法

二十一世纪是一个科技进一步发展的时代，科学技术的进一步发展与繁荣使得其更好的完成了经济发展支撑任务，并为社会当中的其它行业发展提供着全新的动力，科学技术在现阶段的应用将会体现在各个方面，就煤层气输气管道设计的造价优化方法来说，方案比较法可以在极大程度之上提升企业建设的经济效益。从综合的角度出发为我们国家的发展以及企业的发展选择一条最为直接的方法，保证施工质量与经济效益。因此，对煤层气输气管道设计的造价优化方案对比研究有着鲜明的现实意义。

一、输气管道优化设计模型

在实际的建设过程当中，影响谈煤层气输气管道设计的造价的原因有很多，例如管道的管径， 管道的管壁厚度、实际应用过程当中所应用到的气体输送压力等，这些因素在一定程度之上都会对输气管道设计的造价产生影响。并且在实际的设计过程当中这些数据将会相互制约，具有相关的非线性运行关系。所以在进行管道设计的过程当中，管道设计人员可以根据以上各种因素设计出不同的方案。在对这些方案进行比较，选择一个企业发展最为有力的方案就是最优方案[ 1 ]。从实际的应用过程当中来看，任何相关的输气管道工程建设方案都可以从技术经济的角度进行解释，而输气管道的经济性主要体现在基建投资费用和运行管理费用当中，而这两者所共同构成的综合性指标可以以下算式当中体现出来：S=EJ+C。其中的S是工程建设的当年费用，而E为额定的投资回收系数或投资效率系数。J为工程基建投资。C为工程建设之后所需要的年经营费用。这些内容共同组成了输气管道优化设计模型，而最优方案的选择过程当中，所涉及到的最优经济方案选择计算任务也会从本模型出发[ 2 ]。

二、实例分析

对于煤层气输气管道设计的造价优化方案对比研究，本文将会从实际案例入手，立足于本文以上设计基本内容，对优化方法进行研究以及选择。希望可以通过此种方法对其内容进行进一步的分析与优化，帮助煤层气输气管道设计在保证基本运输条件之下，获得最大的经济效益。例：某企业将会建设一条长度为1000km的煤层气输气管道，在实际的应用过程当中，该条管道所需要涉及到的任務输送量为9×108m3·a-1。其中气站提供的压力为3.50MPa电费收取情况为0.6元·KW-1·h-1。在实际的设计过程当中一共提出了三个方案。进过一系列的经济计算之后，所得出的相关数据为表一所示：

通过以上数据内容以及上文的论述情况来看，当管道的管径大小D不断增加的时候，线路的总投资费用将会逐渐增加，但是相对应的调压站的建设投资费用却逐渐降低，基于此种情况我们对其进行考虑，此三种设计方案当中必定会存在一个最下值，而这个最小值所对应的实际应用设计方案就是最佳方案[ 3 ]。

如上表所示，实际建设过程当中年经营费用与管道管径大小同样存在着很大的关系，例如根据数据所示，当管道管径逐渐增加的时候，管道的摩擦阻力相对就会变小。这时调压站运行费用特也就会随之减少。但是与线路维护过程相关的维修、折旧等项目的费用就会进一步增加，所以这就证明了在实际的应用过程当中，年经营费用与管道管径之间也也会存在一个最小值，这样管道建设过程当中最终所统计出来的年当量费用的最小值也就是我们所需要选择的最佳方案[ 4 ]。

如上表所示，在实际的设计过程当中，方案一的管道管径最小，所以随着实际建设的深入，到最后方案一所应用到的投资费用也会最小。但是在实际的建设过程当中，方案一的调压站投资费用比方案二三的要多。这是因为在实际的应用过程当中，因为管道的管径被进一步限制，所以为了保证实际的应用效果，只能进一步的增加调压站座数。因此在实际的应用过程当中，压缩机的功率将会进一步增加。而运行费用与相关的调压站建设费用将会进一步增加[ 5 ]。

从以上相关的数据中我们可以发现方案一的投资费用最小，所以在实际的应用过程当中只要根据相关的参数运行计算，就可以得到最佳方案。

三、结语

综上所述，煤层气输气管道设计是气体运输的一个重要组成部分，其在实际的发展过程当中往往会起到决定性的作用，所以对其管道优化方法的研究十分重要。在对其建设方案的选择过程当中我们应用到了方案比较法，虽然这种方案选择方法比较传统，但是在实际的应用过程当中具有着重要的作用。本文以上内容，利用方案比较法，对输气管道设计的造价优化方案进行了对比研究，选择出了最佳方案。虽然在实际的建设过程当中其仍然存在着很大的问题，但是应该对于进行进一步的完善。

参考文献：

[1] 陈营.层次分析法在输气管道设计方案优化中的应用研究[D].西南石油大学，2009.

[2] 刘娅，汪玉春，付明福，丁俊刚.输气管道设计方案优化评价的区间数学模型[J].天然气技术，2009，05：36-39+78-79.

[3] 王奉生，秦玉新.陕京三线输气管道南庄隧道设计及施工方案优化[J].石油工程建设，2016，01：50-52.

[4] 陈炯，吴学伟，罗东晓.方案比较法在输气管道设计中的应用[J].广州大学学报（自然科学版），2008，06：73-75.

[5] 孙晓.长距离有压重力输水管道过渡过程及管网优化研究[D].郑州大学，2011.