3．7 NOVA輸氣公司對內(nèi)覆蓋層經(jīng)濟性分析判定方法應(yīng)用示例
　　NOVA輸氣公司根據(jù)以上程序，1993～1994年在長約500km的主要輸氣干線上采用了內(nèi)覆蓋層。根據(jù)燃料節(jié)約和覆蓋層費用的對比分析，可在管道的設(shè)計壽命期間節(jié)約700×10⁴美元的輸氣費用。
　　然而，1985～1992年間，由于當(dāng)時內(nèi)覆蓋層費用大幅度增長而燃料價格卻相當(dāng)大的下降。經(jīng)過燃料節(jié)省和覆蓋層費用與運行費用對比的分析研究，結(jié)果是不使用內(nèi)覆蓋層為最佳方案。另一個關(guān)鍵因素就是內(nèi)涂和未內(nèi)涂管道的粗糙度值的差別(分別為10．2μm和16．5μm)，而這種差別通過水力計算的結(jié)果采用內(nèi)覆蓋層是不經(jīng)濟的。當(dāng)其它因素不變時，壓縮機燃料消耗值僅是管壁粗糙度的函數(shù)，在粗糙的管子內(nèi)輸送氣體比在光滑管子里輸氣壓縮機耗氣量更高。因此，內(nèi)涂和束內(nèi)涂管道所取的有效粗糙度值對內(nèi)覆蓋層贊用與效益分析是非常關(guān)鍵的。
　　1993年一份關(guān)于管道效率的研究結(jié)果指出，內(nèi)涂和未內(nèi)涂管道的典型粗糙度分別接近6．4μm和19．1μm。這種修正非常有助于在長約200km的NPS48管道采用內(nèi)覆蓋層。1994年也采用了同樣的標(biāo)準(zhǔn)對內(nèi)覆蓋層進行了評判，所以長約300km的NPS30-48管道也使用了內(nèi)覆蓋層。
表8-4 按管子尺寸分布的NOVA系統(tǒng)的內(nèi)涂及未內(nèi)涂管道情況

管子的NPS①/mm	內(nèi)涂管道長度/km	未內(nèi)涂管道長度/km	總計/km
＜406	277	8730	9007
406	1457	816	2273
457	358	47	405
508	1273	531	1804
559	145	0	145
610	753	236	989
660	41	0	41
762	971	322	1293
864	433	0	433
914	762	412	1174
1067	830	204	1034
1219	213	24	237
總計	7513	11322	18835

　　①NPS為管道公稱直徑。

　　由表8-4看出，共有40％的NOVA管道使用了內(nèi)覆蓋層，約97％的NOVA支線(如小于NPS16)未使用內(nèi)覆蓋層，而76％的干線(大于或等于NPSl6)使用了內(nèi)覆蓋層。該分布明顯反映出支線一般不內(nèi)涂而干線一般都考慮使用內(nèi)覆蓋層。
　　為了檢驗不同方法對粗糙度值的敏感度，對三個工程項目進行了研究。下面的表8-5給出了結(jié)果。
表 8-5 有效粗糙度值對選擇內(nèi)覆蓋層的作用敏感性研究

復(fù)線名稱	Ke/(已涂/未涂)(μm)(10．16/12．7)	Ke/(已涂/未涂)(μm)(7．62/25．4)	Ke/(已涂/未涂)(μm)(5．08/22．8)
42-in干線復(fù)線	不需要內(nèi)涂(NC)	需要內(nèi)涂(NC)	需要內(nèi)涂(NC)
36-in支線復(fù)線	不需要內(nèi)涂(NC)	需要內(nèi)涂(NC)	需要內(nèi)涂(NC)
16-in支線復(fù)線	不需要內(nèi)涂(NC)	需要內(nèi)涂(NC)	需要內(nèi)涂(NC)

　　從研究中得出以下結(jié)論：
　　(1)新內(nèi)涂的管道具有代表性的表面粗糙度值為6．35μm；
　　(2)新管道沒有內(nèi)覆蓋層的表面粗糙度上限值為19μm；
　　(3)沒有內(nèi)覆蓋層的管道在鋪設(shè)前，其表面粗糙度即會發(fā)生很大的增加；
　　(4)成本研究顯示，對于900mm管道中當(dāng)介質(zhì)流率為中高速、燃料的價格超過1美元／Mscf時，就會從內(nèi)覆蓋層中獲得凈利潤。
3．8 我國酉氣東輸管道采用內(nèi)覆蓋屢的經(jīng)濟性分析
　　在西氣東輸管道工程可行性研究中，分別以1016mm、1067mm和1118mm三種管徑設(shè)計了6個運行方案，在設(shè)計輸量為120×10⁸m³／a、設(shè)計壓力為10MPa、站壓縮比為1．25的基礎(chǔ)上，分別對內(nèi)涂管道和無內(nèi)涂管道進行了工藝計算，其靜態(tài)計算結(jié)果見表8-6。
　　根據(jù)表8-6 的計算結(jié)果，取設(shè)計輸量下的站場數(shù)、機組配置及燃料氣耗量，采用費用現(xiàn)值(CPVCOS)法對這6個方案進行經(jīng)濟性比較。在方案研究階段，由于管道建設(shè)總體投資規(guī)模、配套工程量、流動資金數(shù)量等都難以確定，因此，忽略諸如回收固定資產(chǎn)余值、流動資金等因素，只估算線路工程投資及站場工程投資。在操作成本估算時，也相應(yīng)進行了簡化，只測算了輸氣的直接操作成本。比較結(jié)果(見表8-7)表明，方案1、3、5(有內(nèi)涂)明顯優(yōu)于方案2、4、6(無內(nèi)涂)。
表8-6 西氣東輸管道工藝靜態(tài)計算結(jié)果

方案序號	管徑/mm	壓力/MPa	壓縮比	粗糙度/μm	壓力站數(shù)/座	需求功率/MW	耗氣量/(×104m3／d)
方案1	1016	10	1．25	10	18	173．8	146．00
方案2	1016	10	1．25	40	21	225．7	189．61
方案3	1067	10	1．25	10	12	126．9	106．65
方案4	1067	10	1．25	40	15	157．0	131．91
方案5	1118	10	1．25	10	9	97．5	81．92
方案6	1118	10	1．25	40	12	119．9	100．72

注：在6個運行方案中，上海末站壓力均為4．0MPa。
表8-7 不同粗糙度方案經(jīng)濟比較結(jié)果

方案序號	方案1	方案2	方案3	方案4	方案5	方案6
項目
輸氣壓力/MPa	10	10	10	10	10	10
站壓比	1．25	1．25	1．25	1．25	1．25	1．25
管徑/mm	1016	1016	1017	1017	1018	1018
粗糙度/μm	10	40	10	40	10	40
壓縮機站數(shù)/座	18	21	12	15	9	12
裝機功率/MW	525	632	365	470	300	380
燃料氣耗量/(108m3／a)	5．40	7．01	3．94	4．88	3．24	3．37
線路投資/億元	205．64	201．64	226．75	222．41	246．45	241．76
站場投資/億元	67．50	77．13	48．54	58．89	40．61	48．24
年直接操作成本/億元	17．03	18．25	16．21	17．13	16．32	16．87
費用現(xiàn)值/億元	283．46	292．14	283．89	291．54	294．66	298．50

　　從表8-7可以看出，對選取的三種管徑，其管內(nèi)壁有內(nèi)涂與無內(nèi)涂的方案相比，線路投資高，但站場投資和操作成本低，因此，總的費用現(xiàn)值有明顯的優(yōu)勢。同時可以看出，管徑越小，加內(nèi)覆蓋層的方案經(jīng)濟優(yōu)勢越明顯。對于1016mm，1067mm，1118mm三種管徑，有內(nèi)涂方案費用現(xiàn)值比無內(nèi)涂方案分別減少3．0％、2．6％和1．3％。
經(jīng)分析，有內(nèi)涂和無內(nèi)涂兩種方案在固定投資和運行費用方面的效益存在差別。首先，在固定投資方面，以φ1016mm設(shè)計力案為例，從表8-7中的站場投資一項可知，有內(nèi)涂的管道可減少3座壓氣站，節(jié)約資金約9．63億元。內(nèi)覆蓋層的費用以30元／m²計，4000km長的管道共需約4億元，故只考慮一次性投資，施加內(nèi)覆蓋晨后就可節(jié)約資金約5．63億元。其次，在運行費用方面雖然實際運行中影響管道運行成本的因素很多，但若只考慮動力消耗。在設(shè)計輔量下，仍以φ1016mm設(shè)計方案為例，采用內(nèi)涂可節(jié)約功率51．9MW，若全線均使用燃氣輪機，每年可減少燃料氣1．61×10⁸m³，按1元／m³，氣價計算，每年即可節(jié)約資金1．61億元。由此看出西氣東輸管道采用減阻型內(nèi)覆蓋層經(jīng)濟效益是顯著的。最終設(shè)計還是選定了內(nèi)涂方案。
　　在干線精氣管道采用內(nèi)覆蓋層前后經(jīng)濟評價方法中，不論是靜態(tài)還是動態(tài)方法都還顯得不十分成熟；特別是影響內(nèi)覆蓋層的經(jīng)濟因素較多，包括管道粗糙度的取值、管道輸量、管徑、輸送距離、燃料價格、天然氣售價、涂料成本、施工費用等等。這些因素直接影響內(nèi)覆蓋層的經(jīng)濟性。因此這個問題尚有待于進行深入的研究。