Определение необходимого объема резервуаров для хранения СПГ

Расчет объема резервуаров для хранения СПГ в местах его потребления произведем на основании рассчитанных нормативных среднегодовых объемов потребления природного газа и обоснованного выбора хранимого запаса СПГ.

Выбор хранимого запаса СПГ произведем среди трех возможных вариантов:

1) недельный запас;

2) месячный запас;

3) годовой запас.

Для того чтобы определить оптимальный запас СПГ, выделим ряд критериев, по которым будем проводить сравнение вариантов:

1. Затраты на строительство хранилищ СПГ.

Имеется прямая зависимость стоимости строительства резервуара от его объема. Чем больше резервуар, тем больше затраты на его строительство.

2. Затраты на эксплуатацию и обслуживание хранилищ СПГ.

Эксплуатационные затраты складываются из зарплаты обслуживающего персонала, периодического обслуживания систем и самого резервуара. Условимся, что эксплуатационные затраты составляют 15% от капитальных затрат на строительство резервуара.

3. Затраты на доставку СПГ к местам потребления.

Существуют цистерны различной вместимости, примем, что предприятие будет обеспечиваться автоцистерной максимальным объемом
50 м³. Удельные стоимости единовременной доставки 1 м³ СПГ представлены в Приложении А.

4. Заводская готовность резервуаров.

Резервуары объемом до 500 м³ отличаются высокой заводской готовностью, что, в свою очередь, существенно упрощает процесс монтажа и снижает стоимость строительства хранилища СПГ. Резервуары большого объема требуют дорогостоящего капитального строительства.

5. Целесообразность хранения в криогенных резервуарах.

Криогенные резервуары намного дешевле изотермических. Они поставляются на места как готовое изделие, т.е. не требуют капитального строительства. Также криогенные резервуары занимают относительно небольшую площадь при их размещении.

6. Среднегодовые потери СПГ от испарения при хранении.

Согласно техническим характеристикам резервуаров-хранилищ СПГ, потери продукта от испарения зависят от объема резервуара. Чем больше резервуар, тем меньше потери продукта от испарения (в процентах от объема резервуара).

7. Хранимый страховой запас.

Для надежной эксплуатации системы газоснабжения, необходимо иметь резервный запас СПГ. С точки зрения логистики углеводородов объем резерва должен быть равен объему СПГ потребляемого за время доставки основного объема СПГ.

8. Площадь необходимого землеотвода.

При строительстве резервуара необходимо учитывать площадь землеотвода как для непосредственного строительства, так и землеотвод для защитного обвалования резервуаров.

Таблица 4.1 - Значения критериев выбора оптимального запаса СПГ

Продолжение таблицы 4.1

Оценивать выбранные критерии будем методом базовых шкал. Метод базовых шкал представляет собой процедуру приписывания объектам числовых значений в шкале интервалов. Эксперту необходимо поставить в соответствие каждому объекту точку на определенном отрезке числовой оси. При этом эквивалентным объектам приписываются одинаковые числа.

Переход от размерного показателя к балльной оценке осуществим по формуле:

(4.1)

где А – значение размерного показателя;

Min и Max – границы интервала размерного показателя;

x – балльная оценка показателя.

Для нашей задачи будем применять 10-ти бальную шкалу.

Таблица 4.2 - Критерии выбора оптимального запаса СПГ в баллах

Продолжение таблицы 4.2

Выбор оптимального запаса проведем по правилу гарантированных достоинств и недостатков. Правило использует понятия обобщенных достоинств и недостатков. Это соответствует выделению таких отношений между вариантами, которые показывают, по каким характеристикам один вариант лучше или хуже другого и насколько.

Достоинства и недостатки варианта по каждой характеристике определяются как взвешенная разность логических функций. Исходными данными является таблица μ_ij —логических функций характеристик.

Порядок расчета по данному правилу состоит в следующем:

• для каждого варианта определяются взвешенные разности логических функций по каждой характеристике:

(4.2)

• если разность положительна, то речь идет о достоинстве варианта по данной характеристике. Если разность отрицательна, то речь идет о недостатках варианта по данной характеристике.

Это позволяет разделить достоинства и недостатки вариантов следующим образом.

Достоинства варианта j по сравнению с вариантом к по i-ой характеристике:

(4.3)

Недостатки варианта j по сравнению с вариантом к по i-ой характеристике:

(4.4)

Таблица 4.3 - Достоинства критериев выбора оптимального запаса СПГ

Продолжение таблицы 4.4

Таблица 4.5 -Результаты подсчета достоинств каждого из вариантов

По правилу гарантированных достоинств и недостатков недельный запас СПГ является оптимальным. Учитывая полученный результат, объем резервуара для хранения СПГ будем рассчитывать для недельного хранимого запаса.

Объем резервуара для хранения СПГ на месте его потребления рассчитывается по формуле:

(4.5)

где – недельная норма потребления СПГ, м³; – коэффициент страхового запаса СПГ; – коэффициент заполнения резервуара.

Результаты расчета объемов резервуаров на местах потребления СПГ приведены в Приложении В.