管道保温经济厚度计算的目标函数。埋地保温热油管道保温投资的总费用应该包括保温结构的费用、必要的辅助材料(防腐层、防水层、保护层和防潮层等)费用和施工费用等。管道投入运行后的运行费用主要包括动力费用、热力费用及维修折旧费用等。管道的保温层厚度直接影响到上述各种费用。因此在设计时不能只考虑初始投资,也不能只考虑运行费用,两者必须同时考虑。
目标函数的约束条件。在确定保温层厚度时,必须考虑如下的因素:保温层厚度必须为正值,负值对这样的实际问题没有意义;保温后管道的单位面积热损失必须小于国际中规定的最大热损失;为了满足特定的工艺要求,管道出口的流体压力必须在规定的压力范围内;管道出口的流体温度必须大于给定的温度。
3优化设计结果分析利用所编制的优化设计软件,根据所设计的结构及当地的气象条件等,优化设计计算所取数据如下:年均摊还率按财政拨款上交利润进行计算,热价为26元/ 10 9 J,周围环境温度为- 10 ,出厂单价(包括包装费、运输费及损耗费) 980元/ m 3,保护结构价格20元/ m 2,保温结构施工费层费系数为20%,投资偿还年限14年,输油管道终点油温38 ,保温材料采用聚氨酯,其导热系数为0 035W/ m,埋深为1 6m,土壤的导热系数1 14W/ m,泵效为80%,以年总工作费用为优化目标,进行保温结构经济厚度优化计算,结果如下:( 1)杏四联杏五一管段经济厚度为56mm,在保证输油终点温度高于凝固点3基础上,管段起点油温42 ,总传热系数0 52W/ m 2 K,年保温折旧费用9 36万元,占年总费用的41 2%,年热力费用10 0万元,占年总费用的44 6%,年动力费用3 01万元,占年总费用的14 2%.