关键词:
二氧化碳管输
超临界态
工程经济学
摘要:
随着我国“双碳”目标的提出,CCUS技术快速发展,CO2运输是CCUS技术中的重要一部分,超临界CO2管输是CO2长距离、大规模运输的最佳方式,本文研究了新建超临界CO2管输系统的技术经济特性,可为超临界CO2管道建设项目决策者提供建议。
本文研究了新建超临界CO2管道的技术经济特性,以管输系统投资的总费用现值最小为目标函数,管径、设计压力、管材设计参数为决策变量,在输量为100~3000万吨/年,运距为100~2000公里的范围内,建立了超临界CO2管输工艺方案优化设计和经济评价数学模型,并应用VBA编程开发了计算程序,该程序使用枚举法进行求解。此外,本文还研究了超临界CO2管输系统的首站增压方式优选。本文总结归纳了超临界CO2管输的经济管径,各标准管径的经济输量范围和经济流速范围,在给定某个经济评价指标的情况下,得到了各运距下的经济起输量和各输量下的经济最远运距。
通过计算与归纳总结,得到:在超临界CO2管输系统首站应使用压缩机泵流程增压,并且应该尽可能多地增加压缩级数,降低压缩机与泵的交接温度;对于新建的超临界CO2管道,经济管径基本上不随着运距的变化而改变;随着标准管径逐渐增大,经济界限流速和经济界限输量也逐渐增大;当经济评价指标分别取单位输量的管输成本或费用年值时,随着输量的增大,单位输量的管输成本和费用年值都逐渐降低,其中,费用年值的减小是连续的,而管输成本的减小不是连续的,原因是费用年值中折旧费考虑了资金的时间价值;超临界CO2管输时,对应于给定单位输量的管输成本和费用年值上限,经济最远运距随输量的增加而增大,经济起输量随运距增加而减小;对应于给定的设计输量,经济最远运距随单位输量的管输成本和费用年值上限的增大而增加;对于给定的运距,经济起输量随单位输量的管输成本和费用年值上限的增大而减小。