1.天然气怎么运输?

2.中俄石油天然气合作的博弈分析

3.一道题:2008 高考 数学 要第二问具体过程,非常感谢… 设函数f(x)=1/xlnx (x>0且x不等于1) (I)求函...

4.趋势回归法

天然气价格调整的函数是什么意思_关于天然气调价的通知

天然气(CH4)25℃时其常压比热容量是2156J/(kg·K)。

一般情况下,热容与比热容均为温度的函数,但在温度变化范围不太大时,可近似地看为常量。于是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。如令温度改变量ΔT=T2-T1,则有Q=cmΔT。这是中学中用比热容来计算热量的基本公式。

天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。气态液化气的比重为0.55。每立方液化气燃烧热值为25200大卡。每瓶液化气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。

扩展资料:

比热容越大,物体的吸热或散热能力越强。它指单位质量的某种物质升高或下降单位温度所吸收或放出的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文[J/( kg· K )],即令1KG的物质的温度上升1开尔文所需的能量。

物质的比热容越大,相同质量和温升时,需要更多热能。以水和油为例,水和油的比热容分别约为4200 J/(kg·K)和2000 J/(kg·K),即把相同质量的水加热的热能比油多出约一倍。若以相同的热能分别把相同质量的水和油加热的话,油的温升将比水的温升大。

百度百科-比热容

百度百科-天然气

天然气怎么运输?

1、DirectRenderingInfrastructure可翻译为:直接着色基础结构(基层直接渲染)。DRI是一个安全且有效率的直接对显示硬件存取的方法。它包含对Xserver,一些client函数库、以及对内核的变更。DRI的一个主要目的就是提供高效能的OpenGL支持。

2、DirectReductionIron,翻译为:直接还原铁。美国Midrex公司于上世纪70年代开发成功在竖炉中900℃下以天然气代焦炭为还原剂对球团块加热和生产直接还原铁(DRI)的技术,由于它的设备远比高炉简单而规模小,且不用资源少而价格昂贵的焦炭,产品又供特殊钢电炉厂用优质原料,因此在产天然气的地区开始推广应用,以代替高炉炼铁法,称之为Midrex法。

中俄石油天然气合作的博弈分析

虽然天然气可以多种形式运输,但管线输送是迄今为止天然气输送最主要的方式。

共有3种类型的管线:采集管线、干线或输送管线以及配气管线。采集管线将每口产气井与气田上的加工处理厂连接起来。绝大多数天然气井因井下有足够的压力而会自然地溢出地表,然后通过采集管线送达天然气加工厂。在低压气井中,可在井口附近安装一台小型压缩机,用来增加出气管处的压力,以达到足以使天然气输送到加工厂的压力水准。在一些情况下,将多口井的出气管线连接在一起进入一条较大的管线内,然后一并输往加工厂。

出气管的长度是变化的,但它们通常仅有几英里长。这种管线的直径相对较小,一般为2~4in。工作压力也是变化的,但一般为几百个磅/平方英寸(psi),有时会达到2000psi。管线的长度,操作压力、直径以及天然气井出气管线的全长都取决于该井的产能、产出的天然气类型,加工厂的处理条件和地理位置,及其他因素。

通过油气田的加工厂,天然气进入输气管线系统,输送至城市,在那里,天然气将会被分配到每个商业用户、工厂和居民用户。到最终用户的配气由公共事业部门完成,这些部门将来自输气管线的天然气保存并通过小型的、有计量装置的管线输送给每个用户。

天然气的输送系统可以覆盖相当大的地理范围,可达数百英里长。输送管线在一个相对高压的条件下运行。设在管线的起始端的压缩机为天然气在管线中的移动提供能量。管线沿途设置的加压站用来保持管线内所需的压力。加压站之间的距离取决于天然气的输送量、管线的直径及其他因素。输送能力可以通过加压站而提高。

输气管线用钢制成,埋藏于地下。每根钢管之间的接口以焊接方式对接,管线外层有包裹层,以防被侵蚀。管线的直径最大可达60in。

将天然气输往大规模的用户群的一套输气系统有多个加压站和处理厂组成,它们的运行是复杂而极具挑战性的。计算机与采用了先进技术的交换系统使得管线操作者们能够在系统中以最小的故障率来更好地为用户提供所需的服务。

美国的天然气输送系统的管线长达30×104mile以上,这并不包括区域性的配气管线(表3.1)。这些管线必须由其周围的仪器遥控,以保证管线内的气流成分和条件数据的精度。绝大多数公司使用管线控制和数据探测系统(SCADA)维护从遥测点获得的数据,包括一些无人看管的站点。20世纪80年代到90年代初,人们对管线系统大量投资,以提高美国东北部西海岸和佛罗里达地区该系统的工作能力。然而,这些管线工业依然在能力、效率和性价比等方面有待提高,因为运输的费用依然在用户们使用天然气的花销中占有很大的比例。

表3.1 1998年世界天然气管线的建设

注:这些项目已于1998年开始实施,并预计在1998年完成。

注:这些项目已经在1998年开始实施,将在1999年或晚些时间完成;资料来自:《油气杂志》(Oil and Gas Journal)。

输送量

输送量需求——对于任何给定的管线或者整个工业来说,这都是可变的。对于天然气的需求量,一般每年增长2%或者3%,但是并不能保证这样的增长会出现在哪条管线上。人们对这种需求进行了预算,并且对未来的需求进行了规划,在修建一条足够大的、可以满足任何需要量的天然气管线与一条能够仅仅满足当前需求的管线之间选取了一个折中的方案。

如果一条管线铺设完成之后,在较长的时期内会有较大量的额外输送量的话,则该管线系统就将受益。如果仅仅铺设了一条直径较小的管线,而用户的需求量超过其输送量时,该系统就必须扩大容量了。这些系统可以用增加更多的泵或者压缩机来扩容,也可以在该管线的全程沿线或者部分线段平行地铺设附加的管线进行增容。平行安装的管线称为复线。

绝大多数管线的设计都考虑到了一些额外的输送能力,所以管线的能力可以通过加压或者增加泵的功率而提高。能够由通过增加功率而提高压力的工作会受控于该系统最大允许操作压力。最大操作压力由一系列适用于该管线尺寸、重量和钢材的成分以及管线所铺设的位置等要求来确定。

管线设计

管线设计的关键因素包括以下几项:

(1)管线的直径:管线的内径越大,所能通过的气流就越多,也就为一些运输中的气体体积变化预留了空间。

(2)管线的长度:每一段管线的长度越大,其管线内的总体压降就越大。

(3)特定的重量与密度:气体的密度是其每个单位体积的函数。

(4)压缩系数:在高压和高温条件下,天然气的压缩系数将会发生改变。设计中的计算必须考虑到在一些常规条件和高压或高温条件下的压缩系数。

(5)温度:温度会直接和间接地影响管线的输送能力。在天然气管线中,运行的温度越低,其运行能力就越强,这是弹性而可变的。

(6) 黏度:黏度是流体影响流动的一种性质,而且是在计算管线尺寸和所需泵功率时的一个重要因素。

(7)摩擦系数:摩擦系数随管线内壁的光洁度而变化。

有许多公式可以用来计算管线内的天然气气流,这些公式考虑了压力、温度、管线直径与长度、管线内壁的光洁度等因素。各种公式的主要区别在于其适用的范围——对管线的摩擦的处理和最佳适应性。

主推进器

主推进器是一台电动机或者涡轮机,为天然气通过管线提供所需的功率。一般根据其输出功率和效率而选定主推进器。同时,也必须考虑到给主推进器输送动力的能力以及这些能量的价格。主推进器的初始价格应与其他设备的费用进行比较,而且,设备的维护费用也是一个必须考虑的因素。主推进器的类型包括电动机、燃气轮机、柴油发动机和内燃机。电动机与燃气轮机是最常用的。

压缩机或泵站的大小并没有统一的标准,在站内的泵或压缩机的大小也没有统一的标准。一座小型的天然气集气系统的加压站可能仅有一台压缩机;一座大型的主干线输气站可能有多台这种压缩机,其总功率可达30000hp 1hp(英制马力)=745.69987W(瓦)。甚至更大。一套典型的系统拥有多台压缩机,它们由总功率达百万马力的主推进器驱动。

为了计算驱动一台压缩机所需要的功率数,必须确定将天然气压力从吸入压力增加到输出压力所需的功率,允许在压缩机中损失部分功率。由于天然气是可压缩的流体,所以在计算时必须考虑到更多的因素。

由于电动机的价格往往要低于其他的主推进器,所以在加压站中被大量使用,用电线相连接。电动机还容易自动控制和遥控操作。一般也较少需要进行维修。电动机在易爆炸的环境中是很危险的。所以它们常常被安装在一个密闭的环境中。在选择将电动机作为主推动器时,应考虑到绝缘材料,电动机与安装的配置的特殊要求,以及所需的空气过滤装置。腐蚀性、相对湿度、化学腐蚀或者其他恶劣的环境都需要特别考虑到,应引起警惕。

燃气轮机主推进器被广泛地使用在驱动管线的泵和天然气输送中的离心式压缩机中。涡轮发动机为中等转速,其运行速度为6000~8000r/m。空气动力的涡轮机也可使用,它在较高的转速下运行。液体燃料或天然气可以被用于为涡轮机的天然气输入端提供能量。雾化的燃料与天然气及压缩空气一起混合并在该端点点火。所产生的热量排出推动着涡轮机转动。燃气轮机要比电动机费用高,而且其维修费用亦相对较高。周围的温度也会对涡轮机的能力产生明显的影响,而这一点是必须考虑到的。它们一般对燃料的需求也是有弹性的,可以根据需求使用天然气、柴油或其他气体燃料。

控制与编制进度计划

管线的控制系统应统一设定压力与流量,以及管线沿途工作站的启动与停止的泵和压缩机,并监控这些泵和压缩机以及阀门的工作状态。在大型管线系统中,许多控制指令是由中心控制站发出的。

管线操作人员最重要的功能之一就是编制每项生产输送量的进度计划——在一个指定的时间内管线确保为用户提供输送。管线操作人员还必须对输送的全部气体体积进行精确的计算。当产量不频繁发生变化且用户数量不多时,这种工作就挺简单的。一个复杂的系统,若有大量用户与变化着的天然气产量,其流量与操作条件就需要时常变化。编制进度计划和计算就变得相当复杂了。

管线淸洁器

管线的“清洁器”和管道输送隔离球是用来清洗管线和将一条管线内的不同流体分离开来的。管线清洁器还用于监测那些会引起故障的因素与问题。这些清洁器一般为钢制的,上面有橡胶或塑料的杯状物,起到对管线内部的密封作用,并允许压力将这些清洁器沿管线内壁移动。在清洁器表面可以安装不同类型的刷子和刮削器,以起到清洁作用等。

管线清洁器可以起到以下作用:

(1)除去管线内的蜡和水等;(2)将产品分离开,及减少不同产品类型之间界面的摩擦;(3)在检测、烘干和清洗时控制管线内的流体;(4)保护管线,使之免受凹陷、弯曲或腐蚀的损伤;(5)对管线内部涂层,进行防腐处理。

测量

天然气的计量仪有孔板式、容量式和涡轮式等类型。这些计量仪测量管线内天然气流体的体积。近年来,对天然气热容量的重视已经促进了对流通的天然气流的单元热容量监测技术的出现。除了传统的定期采样或色谱分析方法之外,还实现了对天然气单元热容量的声波测量。

基本条件,如大气压力和温度,在进行测量之前都必须被确定。在天然气合同中,应将这些基本条件除去。计量仪也需要一些数据,如气流的温度与压力,天然气的特殊重力,以及在流动条件下的天然气压缩系数等。

天然气可以通过体积或质量进行测量。质量流测量近年来已经十分普及。质量流测量是计量每小时通过的气流的磅数,而体积测量的是每小时通过的立方英尺数量。这两种测量方法都与流动中流体得到特殊重力有关,对一些流体而言,尤其是天然气,其物理性质不是完全可以预测的,所以质量测量就要比体积测量更为精确。

当管线系统被相互对接时,来自各方的天然气就会在一根管线中混合。对于天然气的热值测量来说,除了它的体积和质量测量之外,这是很有前景的方式。热值的测量允许用户们可以合理地付费,而天然气生产厂家也可获得一个满意的价格。

热值的一个常用单位是Btu——意思是在一个特定的温度将给定质量的水的温度升高1 ℉所需的热量。热值常常进一步被定义为总热值或纯热值。天然气与空气在恒定压力下完全燃烧所放出的Btu数。天然气的温度以及燃烧的产物以60℉计算。由此燃烧反应所形成的所有水被凝析为液体。先确定了总热值,然后减去将由此燃烧反映所产生的水蒸发所需的潜在热量,即为纯热值。

一道题:2008 高考 数学 要第二问具体过程,非常感谢… 设函数f(x)=1/xlnx (x>0且x不等于1) (I)求函...

虽然中俄石油天然气合作既必要又具备可行性,但是这并不意味着双方一定会合作,即便是最终双方政府在战略层面选择了合作,但是具体的合作过程中能否就合作方式达成一致?这一切都取决于双方基于各自利益最大化条件下博弈的结果。中俄石油天然气合作的重要项目———中俄原油石油管道项目长达15年之久的艰苦谈判恰如其分地说明了这一点。

博弈可以分为合作博弈(cooperative game)和非合作博弈(non-cooperative game),两者的区别主要在于,当参与者的行为相互作用时,是否允许参与者之间签订具有约束力的合作契约。非合作博弈研究的是利益冲突环境中相互独立和理性的个体行为以及这些行为间的交互影响。由于独立性要求,非合作博弈中的每个个体只对自己负责,追求个体决策最优,相互没有也不能缔结具有约束力的合作同盟,其结果可能是有效率的,也可能是无效率的。与之相反,合作博弈允许个体间签订具有约束力的协议,强调团体理性,其结果往往比追求个体理性更有效率。考虑到中俄石油天然气合作的双方很难缔结一个具有约束力的合作协议来提升双方的收益,因此,下面我们将重点运用非合作博弈理论来分析中俄双方政府在石油天然气合作方面的战略选择及中俄原油管道项目路线的选择。

一、中俄双方政府在石油天然气合作方面的战略选择分析

(一)基本博弈模型

考虑一个由中国政府和俄罗斯政府两方参与的不完全信息静态博弈。博弈的基本式为

Gb={I,S,θ,q,π}

(1)局中人:中国政府和俄罗斯政府,定义为I={1,2},其中,i=1表示中国政府,i=2表示俄罗斯政府。中国政府和俄罗斯政府都是理性和自利的。在石油天然气合作中,俄罗斯政府拥有油气资源,在讨价还价中处于占优地位,中国政府相对处于劣势。

(2)策略集合:无论是中国政府还是俄罗斯政府,可选择的策略都只有两种:合作或不合作。定义行动Si∈{合作C,不合作N},i=1,2。策略空间为Sij,i,j=1,2。策略S11=合作,S12=不合作,S21=合作,S22=不合作。第一个下标表示第几个参与者,第二个下标表示第几个策略。例如S11=合作表示中国政府的第一个策略为合作。

(3)类型空间:定义类型θj∈{友善,非友善},j=1,2。如果参与者的类型是友善,那么他将采取合作的行动策略,如果参与者的类型是非友善,那么他将采取不合作的行动策略。类型空间为θij,i,j=1,2。类型θ11=友善,θ12=非友善,θ21=友善,θ22=非友善。第一个下标表示第几个参与者,第二个下标表示第几种类型。例如θ11=友善表示中国政府的第一种类型为友善。

(4)局中人的信念:P(θ11)=q1,P(θ12)=1-q1,P(θ21)=q2,P(θ22)=1-q2。联合概率分布为P(θ1,θ2),其中P(θ11,θ21)=q1q2,P(θ12,θ22)=(1-q1)(1-q2),P(θ21|θ11)=P(θ21)=q2,其他类推。q1,q2∈[0,1]。

(5)收益函数:定义完全信息下的收益函数为πi(S1j,S2j),j=1,2表示第几个策略。

假设完全信息下中国政府的收益函数π1(S1j,S2j)(j=1,2)为:

π1(S11,,S21)=(合作,合作)=a1

π1(S11,,S22)=(合作,不合作)=b1

π1(S12,,S21)=(不合作,合作)=c1

π1(S12,,S22)=(不合作,不合作)=d1=0

为便于分析,假设俄罗斯政府的收益函数π2(S1j,S2j)(j=1,2)为:

π2(S11,,S21)=(合作,合作)=a2

π2(S11,,S22)=(合作,不合作)=b2

π2(S12,,S21)=(不合作,合作)=c2

π2(S12,,S22)=(不合作,不合作)=d2=0

由于中俄在石油天然气供需方面存在巨大的互补性,所以在双方选择合作策略的情况下,双方的收益均是正值,但由于俄罗斯在合作的博弈中拥有资源的优势,而中国又处于对油气资源急切追逐的状态,从而俄罗斯拥有更强的讨价还价能力,其从合作中获取的收益要高于中国,即有π2(S11,,S21)=a2>π1(S11,,S21)=a1>0。如果双方都选择不合作策略,则收益相同,即有π1(S12,,S22)=d1=π2(S12,,S22)=d2=0。如果中国选择合作策略,而俄罗斯选择不合作策略,则选择合作策略的中国由于投入了合作的成本,却失去资源,被迫转向中东、非洲等地区寻,故其收益值为负。选择不合作的俄罗斯却可以选择同日本、韩国、美国等国家合作,故其收益值仍然为正,即有π1(S11,,S22)=(合作,不合作)=b1<0,π2(S11,,S22)=(合作,不合作)=b2>0。如果俄罗斯选择合作策略,而中国选择不合作策略,中国收益值为0。选择合作策略的俄罗斯因为它投入了合作的成本,同时还可能丧失同别的国家合作的最佳机会,所以其收益值也为负,即有π1(S12,,S21)=(不合作,合作)=c1=0,π2(S12,,S21)=(不合作,合作)=c2<0。

根据上述定义,完全信息下各种策略下中国与俄罗斯的支付就可以写成表10-1的形式。

表10-1 完全信息静态博弈双方的支付矩阵

在信息不完备条件下,参与者1中国政府的期望收益函数:

(1)当参与者1(中国政府)的类型为友善(θ11)时,参与者1(中国政府)的期望收益为

中俄石油天然气合作

(2)当参与者1(中国政府)的类型为非友善(θ12)时,参与者1(中国政府)的期望收益为

中俄石油天然气合作

由上述期望收益,不难得出下述结论:

1)如果θ2=1,即在参与方2属于友善类型,完全采取合作策略情况下,参与方1的收益会因自身的策略不同而不同。若参与方1也采取合作策略,则收益为a1;若参与方1采取不合作策略,则收益就变为0。由假设a1>0可知,参与方1的最佳反应策略是选择合作策略。

2)如果0<θ2<1,则参与方1的收益会随着参与方2的策略变化而变化。若参与方2类型为友善的可能性越大,即参与方2选择合作性策略可能性越大。只要能保2a1+(1-q2)b1>0,参与方1的最佳应对就是选择合作策略;反之,若参与方2类型为不友善的可能性越大,即参与方2选择不合作策略可能性越大,当q2a1+(1-q2)b1<0时,参与方1的最佳应对就是选择不合作策略。

3)如果θ2=0,即在参与方2属于非友善型,完全采取不合作策略情况下,若参与方1采取合作性策,则收益为b1;若参与方1采取不合作策略,与参与方2针锋相对,则收益为0。由假设b1<0可知,参与方1的最优反应应当是针锋相对,采取不合作策略。

在信息不完备条件下,参与者2俄罗斯政府的期望收益函数:

(1)当参与者2(俄罗斯政府)的类型为友善(θ21)时,参与者2(俄罗斯政府)的期望收益为

中俄石油天然气合作

(2)当参与者2(俄罗斯政府)的类型为非友善(θ22)时,参与者2(俄罗斯政府)的期望收益为

中俄石油天然气合作

同上面的分析相似,由上述期望收益,可以得出下述结论:

1)如果θ1=1,即在参与方1属于友善类型,完全采取合作策略情况下,参与方2的收益会因自身的策略不同而不同。若参与方2也采取合作策略,则收益为a2;若参与方2采取不合作策略,则收益就变为b2。参与方2的最佳反应策略将视a2与b2的值决定是选择合作策略还是不合作策略。若a2>b2,选择合作是最优应对策略,反之,则不合作策略成为参与方2的最佳应对策略。

2)如果0<θ1<1,则参与方2的收益会随着参与方1的策略变化而变化。若参与方1的类型是友善的可能性越大,则参与方1选择合作性策略可能性越大。当q1a2+(1-q1)c2>q1b2时,参与方2的最佳应对是选择合作策略;反之,若参与方1的类型是不友善的可能性越大,即参与方1选择不合作策略可能性越大,当q1a2+(1-q1)c2<q1b2时,参与方2的最佳应对是选择不合作策略。

3)如果θ1=0,即在参与方1属于非友善型,完全采取不合作策略情况下,若参与方2采取合作性策略,则收益为c2;若参与方2采取不合作策略,与参与方1针锋相对,则收益为0。由假设c2<0可知,参与方2的最优反应应当是针锋相对,采取不合作策略。

(二)中俄双方政府的具体行动策略分析

(1)中国政府与俄罗斯政府的类型分析。根据上述博弈模型,无论是对中国政府而言,还是对俄罗斯政府而言,其行动策略的选择都依赖于对另一局中人类型的信念。因此,在分析局中人的行动策略之前,我们先来讨论两个局中人的类型。对中国政府而言,基于国内经济发展对石油的巨额需求及石油安全的考虑,急于开辟新的石油供应渠道,以期实现石油进口的多元化,提高石油安全系数。因此,同俄罗斯进行石油天然气合作是中国的迫切需要。此外,如能与俄罗斯开展石油天然气合作还可以进一步夯实中俄战略协作伙伴关系,改善中国的地缘政治环境。由此可见,俄方可以明确地判定中方属于友善类型的局中人,即俄方对中国是友善型的局中人的信念基本可以调整为1。但中国对俄罗斯类型的判断要复杂一些。尽管与中国政府进行石油天然气合作同样对俄罗斯具有巨大的政治和经济方面的战略利益,但由于其拥有油气资源的优势,在选择合作伙伴方面居于主导地位,在美、日等外部因素的干扰下,为了最大化自身的利益,俄方在是否选择中国作为合作伙伴方面具有摇摆的动机和可能。因此,一个较为合理的假定是:中国对俄罗斯的类型的信念调整为[0.5,1]之间。

(2)俄罗斯政府的行动策略选择。在将中国的类型的信念调整至1之后,俄罗斯在决策时面临的问题就简化为比较合作策略所获取的收益a2和不合作策略所获取的收益b2的大小。若a2>b2,则选择合作策略,反之,则选择不合作策略。因而,其行动具有不确定性。

(3)中国政府的行动策略选择。将对俄罗斯属于友善类型的信念调整至[0.5,1]之间后,中国政府面临的选择就是如何在保2a1+(1-q2)b1>0的前提下,尽可能减少为争取俄方合作而进行的投入。即中国政府唯一理性的策略就是促成双方在石油天然气方面的合作。作为促成俄方合作的策略之一,中方应积极主动地走出去,坚持石油进口的多元化战略,尤其应加强同中国陆路相通的哈萨克斯坦、土库曼斯坦等中亚国家以及南亚缅甸、东南亚印度尼西亚等国的合作,降低俄罗斯在石油谈判中的优越感;策略之二是要利用好俄罗斯同美、日之间的矛盾,降低俄方对与美、日合作的期望值;策略之三是加强同俄罗斯各阶层的接触和交流,消除俄方对中国崛起的担忧,进一步提升两国的战略协作伙伴关系。中方只有通过上述举措的组合使用,才能更有力地促使俄方重新评估其在合作与不合作策略间的得益,坚定地实行同中国合作的策略。

总之,中俄双方在石油天然气合作上的博弈,俄罗斯居于主导地位,在国内政治因素或国际事态因素的影响下,其在博弈中的得益可能会出现变化,从而在决定采取合作战略还是不合作战略之间会出现摇摆,进而表现出一定的行动机会主义。但是,由于中俄间在现有国际政治格局中存在着共同的巨大战略利益,因此,结合政治层面的考量,俄罗斯最终必然会选择合作战略。但是,中方必须要清醒地认识到:中俄石油天然气合作受国际政治、国内政治以及经济等诸多方面的影响,其进程将是缓慢而复杂的,不会一帆风顺地向深层次发展。

二、中俄原油管道项目的路线变更分析

中俄原油管道项目在经历了15年旷日持久的谈判之后,终于在2009年4月21日随着《中俄石油领域合作政府间协议》的正式签订而尘埃落定,历经波折的中俄原油管道也在2009年5月进入了实质性的工程施工阶段。在这期间,中俄原油管道的走向也从最初的“安大线”变更为现在的“泰纳线—中国支线”。对于管道线路走向的变更引发了大量的讨论,观点各异。但就其实质而言,我们完全可以将其简化为俄罗斯政府在采取与中国政府进行石油天然气合作战略的前提下的一个利益最大化的决策问题。

(一)中俄原油管道路线变更的简要回顾

中俄原油管道项目最初在1994年11月由俄方首先提议,在双方签署了《中国石油天然气总公司与俄罗斯西伯利亚远东石油股份公司会谈备忘录》后,便开始了项目前期工作。1996年4月,俄罗斯联邦政府代表团访华期间,双方政府签署了《中华人民共和国政府和俄罗斯联邦政府关于共同开展能源领域合作的协议》,正式确认中俄原油管道项目。1999年2月,中石油与俄罗斯尤科斯石油公司、俄罗斯管道运输公司签署了《关于开展中俄原油管道工程预可行性研究工作的协议》,双方根据此协议于1999年12月完成了预可行性研究。2001年7月17日,访俄期间,中俄双方经过谈判就原油管道走向、俄罗斯向中国供油数量、原油购销承诺方式和原油价格公式等重要问题达成一致意见,并在和卡西亚诺夫总理会谈后,双方签署了《关于开展铺设俄罗斯至中国原油管道项目可行性研究主要原则协议》。协议规定该管道自俄罗斯伊尔库茨克州安加尔斯克经中国满洲里入境,终点为大庆,自2005年开始,每年输油量为2000万吨,到2010年达到每年输油量3000万吨,连续稳定供油25年。2001年8月,中国政府批准了中方的项目建议书(预可行性研究报告)。2001年9月8日,在中俄两国总理定期会晤时,双方签署了《中俄关于共同开展铺设中俄原油管道项目可行性研究的总协议》。双方计划2003年7月完成可行性研究和初步设计工作并开工建设,2005年建成投产。双方已于2002年7月底完成了可行性研究投资论证的报告,并分别报各自政府进行评估和审批。2003年5月28日,中石油和俄罗斯尤科斯石油公司签署了《关于“中俄原油管道原油长期购销合同”基本原则和共识的总协议》。就在中俄有关单位紧锣密鼓地进行中俄石油管道前期准备工作的时候,由于日本方面的强力介入,中俄石油管道线路出现变化。2003年2月7日,在由俄罗斯能源部长优素福夫召开的会议上,与会的俄罗斯各方代表拿出一个折中方案:将“安大线”和“远东方案”两条线合并为一条线,在年运输量5000万吨的安加尔斯克—纳霍德卡干线上建设一条年运输量3000万吨的到中国大庆的支线,其中到中国的管道线路将优先开工。2003年3月13日,俄罗斯政府原则上通过了将“远东线路”和“安大线”合二为一的折中方案,该方案后来也成为《俄罗斯2020年前能源战略》的一部分。同时俄罗斯政府要求各部门和有关方面对石油管线方案再进行细化研究,于5月初再作决定。2004年12月31日,俄罗斯政府决定由俄罗斯国营石油运输公司修建一条从泰舍特至纳霍德卡的石油运输管道,预计该管道输油能力为每年8000万吨。2006年1月6日俄罗斯总统普京宣布,俄罗斯将在2006年夏天开工泰舍特—纳霍德卡(简称“泰纳线”)的太平洋输油管道一期工程的建设。根据之前约定,率先开通中国支线。2008年10月,中俄两国总理在第13次定期会晤期间,就建设中俄原油管道达成重要共识。2009年4月21日中俄双方正式签订《中俄石油领域合作政府间协议》。根据协议,中俄双方同意共同建设和运营从俄罗斯斯科沃罗季诺市经中国边境城市漠河到大庆的石油管道。该管道俄罗斯境内段已于4月27日开工,中国境内段于5月18日在黑龙江省漠河县兴安镇开工。整个管道计划于2010年10月竣工通油。

(二)中俄原油管道路线变更的原因解析

首先,我们假设:

n为管道寿命期;

i(i=1,2,3)代表线路(其中,i=1表示“安大线”;i=2表示“泰纳线”;i=3表示“泰纳线—中国支线”);

ci为管道建设成本;

bit为线路i第t年的运营成本;

qi为线路i在寿命期内的年运输量;

pit(t=1,2,……,n)为线路i的原油在第t年的终端售价;

πit为线路i第t年的收益;

r为折现率;

si为线路i的其他收益(如政治层面的收益)。

则,各线路的总收益现值分别为

中俄石油天然气合作

作为一个理性人,俄方必然会选择总收益现值最大的线路。即,当π1>π2时,俄方将选择“安大线”,反之,当π1<π2时,俄方将选择“泰纳线”。

俄方之所以摒弃“安大线”转而选择“泰纳线—中国支线”,究其因就在于“泰纳线”的总收益现值要高于“安大线”。因为,一方面“安大线”的运量远低于“泰纳线”,且不利于俄罗斯东西伯利亚开发战略的实施;另一方面,如果俄方选择“安大线”,管道建成投入运营之后,俄方面对的只是中国一个出口对象,且1/3的管道在中国境内,双方将形成一种双边垄断的局面,这不仅将使俄方丧失原油出口的主动权,不利于其能源出口多元化战略和能源外交战略的实施,扩大在亚太的影响力,而且,中方作为垄断买方将大大抵消俄方作为垄断卖方的力量,减弱俄方在原油价格方面的定价权优势;而如果选择“泰纳线”,由于“泰纳线”管道全程在俄罗斯境内,终点在俄罗斯的转运港口,俄方面对的客户将不再是中国唯一的买方,还有整个亚太地区。这将使俄罗斯处于一个单边垄断———垄断卖方的地位。这一垄断卖方的地位不仅可以保证俄罗斯将原油流向的决定权牢牢掌握在自己手里,便于其能源外交战略的实施,增强在亚太地区的影响力,还将保证其在原油价格的定价权方面处于一个非常有利的地位。

趋势回归法

(x)求导得

f'(x)=-(lnx+1)/(xlnx)^2

得单增区间(0,1/e),单调减区间(1/e,1)

将式子2^(1/x)>x^a两边同时取以e为底的对数,得到:

ln(2^(1/x))>ln(x^a)

即ln2/x>alnx

因为x范围为(0,1) 所以

a>ln2/(xlnx)

所以a要大于ln2/(xlnx)的最大值

因为f(x)=1/(xlnx)从单调区间得,最大值在x=1/e时f(x)最大

所以a>-eln2

趋势回归分析法是利用统计学的方法,来确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。回归分析的目的是通过具有已知值的输入输出变量,找到一个联系输入变量和输出变量的最优模型。更确切地说,回归分析就是试图从实际数据中寻找某种规律的方法,确立和分析某种响应Y(因变量)和重要因素X(自变量)之间的函数关系。趋势回归分析法可分为线性回归和非线性回归。在最简单的情况下,回归采用的是线性回归这样的标准统计技术,线性回归的理论已经很完善。但大多数现实世界中的问题是不能用简单的线性回归来做分析的,只能采用非线性回归。管道能效变化是十分复杂的,无法用简单的线性关系来表示,因此选用非线性回归的方法来做管道能耗的趋势分析。

非线性回归可分为两种情况,即已知曲线(方程)类型和未知曲线(方程)类型。这两种情况需要用不同的方法来解决。一般来说,如果已知曲线类型,回归效果会比较有保证;同时在多数情况下我们对所研究的对象都有一定了解,可以根据理论或经验给出可能的曲线类型,因此常用的还是已知曲线类型的回归。确定曲线类型的方法主要有:

1)从专业知识判断。这些公式或者来源于某种理论推导,或者是一种经验公式。

2)如果没有足够的专业知识可判断变量间的关系是哪种类型,则可用散点图的方法来判断。

确定曲线类型之后,回归的任务就变成确定曲线公式中的参数,此时常用的回归分析方法有曲线拟合等方法。同样也要对回归方程和回归系数进行检验。以检验得到的结果是不是反映了X和Y之间的真实关系。比较的标准常用的有两个。

1)误差平方和:

式中:yi为实际值;yi为预测的目标值。

误差平方和必须用变换前的原始数据计算。显然,剩余平方和越小,回归效果越好。但由于随机误差的影响,它不可能无限减小,又无法确定统计检验的阈值,因此它比较适用于比较几种不同变换方法的优劣。

2)相关指数:

式中: ;y为实际值的均值。

相关指数能给人一个比较直观的印象,R2越接近1越好;如果接近0甚至变成负值,则说明变换公式使用不当。

趋势回归能效评价法,主要采取将油气管道的历史能耗数据进行收集、整理,利用趋势回归方法确定能耗变化趋势对比分析,对比分析结果以图形方式直观显示,从中可直接看出各条管道的历史能耗趋势,并将这些能耗数据以环比或同比的方式进行对比,按照输量台阶进行分析,找出经济运行区间,以对管道能耗水平做出正确评价,在此基础上,通过结合管道的实际工况分析能耗变化的主要影响因素。

一元回归分析模型可分为线性模型、指数模型、多项式模型、对数模型、幂函数模型等多种。能耗变化原因非常复杂,所以简单的线性关系是无法反映能耗变化原因的。因此,排除线性模型。其他几种模型的图像如图5-2所示。

图5-2 一兀回归分析模型图

从上面数学模型看,指数模型、幂函数模型和对数模型都是单调递增或单调递减的关系。而管道能耗指标之间的关系不能用单纯的递增或递减来表示,影响管道能耗变化的原因众多,能耗指标之间只能在较小区间内存在单调关系,而在范围较大的区间中的变化趋势是分段单调的,这种规律最适合的数学模型是多项式模型。对管道能耗做趋势分析时选用的数学模型最多的也是多项式模型,少数其他数学模型的相关系数R2也没有在相同条件下多项式模型的相关系数高。因此,能耗分析项目中回归分析的数学模型选用多项式模型。回归分析法中多项式数学模型的阶数如何选择需要通过试算来确定,既要兼顾回归曲线的相关指数R2值,又要考虑曲线所反映的客观情况,例如生产能耗曲线如果出现负值则不符合实际情况。

从长输管道(管网)能耗构成来看,由于输量的变化对直接用于油气输送的能源消耗量有必然影响,与损耗量和辅助能耗(包括辅助生产系统、附属系统、生产管理等过程能源消耗量)没有必然联系。考虑辅助能耗和损耗与生产能耗比量不大,所以不考虑辅助能耗,只需对管道生产能耗进行分析,从管道运行角度分析能耗水平和变化原因。由于不同长输管道(管网)输送过程差异较大,导致其输送过程中能源消耗也存在显著差异。即使从管道输送机理分析,也很难将不同管道的能耗直接进行对比。因此,能耗分析应立足于同一条管道的纵向对比,在相同条件下对其进行分析对比。其中“相同条件”的含义描述如下。

1)管道物理结构。不同的长输管道,其物理结构(包括管径、线路走向等)存在差异是显而易见的。对于同一条管道,随着能源需求量的增加,也会出现原有管道的改建、扩建等,如天然气管道复线的建设、管道沿线用户数量增加等,这些都会导致该管道物理结构的变化,由此必然带来工艺输送方案的调整和变化,使管道工艺参数、动力设备配置及效率等发生变化,从而使能耗发生变化。因此,若不考虑管道物理结构的变化,众多因素对能耗的影响将淹没在管道物理结构变化而引起能耗变化的“噪声”中,无法对管道能耗进行深入分析。因此,对于各个周期的能耗分析,首先应明确管道物理结构变化信息,确保待分析的各个周期中管道物理结构未发生改变,并需要考虑新建、改扩建管道初期能耗的特殊性。

2)输送流体差异。管道输送流体差异性对能耗有显著影响。对于天然气管道,众所周知,对于富气输送(指所输送的天然气富含乙烷、丙烷、丁烷等重组分),由于富气的天然气密度高于常规天然气,可使其流速下降,从而降低管道沿途摩擦损失,提高输送效率;在管道的质量流量一定的前提下,天然气密度增加,还可提高气体的可压缩性,降低压缩能耗,提高压缩效率,使管道能耗下降。对于原油管道,不同区块的原油物性差异明显,由于黏度不同导致能耗不同是显而易见的。对于成品油管道,各油品按照批次顺序输送,各油品的物性、输送次序及各油品的输送量都会影响能耗。

3)工艺输送方案差异。工艺输送方案主要针对液体管道。对于原油管道,主要包括加热输送和加剂输送。对于成品油管道,主要指加剂输送。加热输送指利用加热炉等对原油进行加热,以改善其流动性,降低原油黏度,从而降低管道沿途摩擦损失,提高输送效率;由于管道输送过程中水力、热力的耦合,热力状况和水力状况将相互影响。加热输送一方面增加了热量消耗,但另一方面,降低了管道沿途摩阻损失,并有助于降低泵机组动力消耗。加剂输送在输量不变的情况下,减少了管道沿途压头损失,从而降低了泵机组动力消耗。但受应用经济性的影响,减阻剂尚不能作为一种大量的、常年使用的减阻或增输手段,而是作为一种短期的、权宜性的或特殊处理手段而采用。在能耗分析过程中,虽然一定程度上对管道输送经济性予以考虑,但消耗加剂量并未转化为费用纳入管道整体经济性考虑。因此,对加剂与否要分别讨论。

4)相同输量或周转量。管道能耗随着管道输量或周转量变化而变化。输量反映了管道输送负荷大小,输量越大,负荷率越高。不同输量下,管道能耗不同。只有在经济输量下,才能更好地体现管道输送经济性。周转量是输量和运距(输送距离)的反映,是利用管道输送流体所带来的收益。从反映管道负荷角度来说,输量较周转量更直观。而从反映管道收益角度看,周转量更为合理。

5)相同季节。不同季节时,环境温度(包括气温和地温等)不同,会引起管道输送方案的变化(如在冬季原油管道常需要加热输送)。因此,对比分析管道能耗时,也需要附加相同季节条件,使对比意义更加明显。在上述相同条件下,通过分析动力设备、管道工艺参数等,进一步分析能耗变化的原因。

采用趋势回归法进行能效分析,其对比分析的主要内容为:

1)对比周期。对比分析周期主要包括周分析、月分析、季分析、年分析四类分析周期,其中周分析仅做环比分析,不做同期比较。月分析、季分析、年分析应包括同比和环比两种。

2)对比方式。对比方式包括横向对比和纵向对比两种。其中,横向对比指不同管道之间能耗水平的对比,纵向对比指同一条管道历史能耗数据对比。按照管道类型,详述如下:①天然气管道。不同天然气管道由于管径等基本物理参数不同,管道输气量存在较大差异,而线路走向不同,沿线环境温度也会不同。此外,目前天然气管道呈现网络化,天然气通过联络线互相调配。因此,不同天然气管道横向对比分析意义并不大,从管网的角度对其进行分析更具实际意义。②成品油管道。对于液体管道,由于管径、线路走向不同导致的能耗差异是显而易见的。因此,不同成品油管道也不具备可比性。③原油管道。对于原油管道,除管径、线路走向等基本物理参数不同外,由于原油本身的物性差异,也导致不同原油管道之间不具备可比性。即使同一条管道,也需要综合考虑输送过程中输送工艺等方面的差异。因此,考虑到纵向对比对管道能耗管理更有实际意义,因此对比分析将重点采用纵向对比方式,将同一条管道不同历史周期内的能耗数据,尽可能在相同条件下,以环比及同比的方式进行对比分析。对横向对比来说,由于不同管道之间的基本物理参数、输送工艺、动力设备等各方面存在差异,不具备可比性,横向对比分析意义不大,因此横向对比方式只考虑单体设备效率、有用功等对比。

3)对比对象。对比对象主要为管道和管网两类。其中管道对象包括“对比范围”中所述的十条一级管道。对比分析将以管道为重点,而管网分析则需视现状而定。天然气管道已呈网络化,可进行管网对比分析。而成品油管道尚不具备管网条件,待后续兰郑长等成品油管道投产具备条件后再予以扩展,本阶段暂不考虑。原油管道不考虑以管网形式进行对比分析。

4)对比条件。对比分析条件应遵循以同季节、同输量对比为原则(即相同条件下的对比)。考虑到原油管道在输送过程中,因季节不同所导致的环境温度及地温差异较大,所采用的输送工艺也大不相同。所以,不同季节之间的能耗数据对比意义不大。而输量(周转量)不同,也直接影响到管道的工艺参数及能耗水平,将不同输量(周转量)下的能耗数据互为对比分析条件,在一定程度上不能满足对比分析的需求。故对比条件应以同季节、同输量(或周转量)为原则。

5)对比基准。一方面要按输量和输量台阶进行对比分析,另一方面要考虑环境温度和地温因素对管道能耗的影响。其中,对于成品油管道,不考虑温度影响,只考虑与相同条件(相同输量)历史最低能耗比较。对于原油管道则需要综合考虑地温、输送工艺(如加热、加剂等),与相同条件(相同季节、相同输送工艺、相同输量)历史最低能耗比较。对于天然气管道,需要考虑气温、压缩机配比情况,与相同条件(相同季节、相同输量、相同转供量)下历史最低能耗比较。

采用趋势回归能效评价法,可以采取划分能效等级的方式增加对比的可操作性。

(1)能效等级水平划分标准

能耗等级水平的划分,以服从正态分布的原则,分别以生产单耗的平均值及最大值、最小值为标准,将管道的能耗水平划分为高、较高、中等、较低和低5级,等级划分标准如图5-3所示。

图5-3 能耗数据正态分布图

正态分布的概率密度函数为:

式中:x为所描述的随机变量;μ为随机变量的均值;σ为随机变量的标准差。

正态分布函数满足“3σ规则”,即正态分布随机变量的值落在[μ-σ,μ+σ]区间的概率为68.27%;落在[μ-2σ,μ+2σ]区间的概率为95.45%;落在[μ-3σ,μ+3σ]区间的概率为99.73%,即正态随机变量的值落在[μ-3σ,μ+3σ]区间几乎是肯定的事。

随机变量分布函数参数的估计方法主要有矩估计、极大似然估计和贝叶斯估计等。本研究采用矩估计法计算正态分布的均值μ,标准偏差σ。对于n个样本x1,x2,…,xn,可采用以下公式计算上述矩指标:

油气管道能效管理

分布函数的检验方法主要包括正态概率值检验、皮尔逊x2拟合检验、柯尔莫哥洛夫与斯米尔诺夫(Kolmogorov-Smirnov)检验、Shapiro WilkW 检验与D’Agostino D检验等,其中W检验与D检验都是正态性检验,已被定为国家标准。W检验要求样本容量n在3~50之间,D检验要求样本容量n在50~1000之间。

D检验步骤如下:

检验问题为:H0,总体服从正态分布;H1,总体不服从正态分布。

将观测值按非降次序排列成:X(1)≤X(2)≤…≤X(n)

定义统计量:

油气管道能效管理

在HO之下,D的近似标准化变量为:

油气管道能效管理

在H0之下,Y渐近于正态分布N(0,1)。故当H0成立时,y的值不能太大也不能太小。于是对给定的显著性水平a,从统计量y的a 分位数表中查得Zα/2和Z1-。/2,当Y<Zα/2或Y>Z1-α/2时,拒绝H0;当Zα/2≤Y≤Z1-α/2时,不拒绝Ho。

(2)根据能效偏差指数确定能耗等级

根据能效偏差指数确定能耗等级,见表5-9。

表5-9 能耗偏差指数Di

表中:ε为历史生产单耗拟合平均值,kgce/(107m3·km);μ为相同条件下生产单耗离散数据统计平均值,kgce/(107m3·km);σ为相同条件下生产单耗离散数据均方差,kgce/(107m3·km)。

(3)根据能效相对指数确定能耗等级

根据能效相对指数确定能耗水平等级,确定原则如表5-10所示。

表5-10 能耗相对指数Ri

表中:εmax为历史生产单耗拟合最大值,kgce/(107m3·km);εmin为历史生产单耗拟合最小值,kgce/(107m3·km);μ为相同条件下生产单耗离散数据统计平均值,kgce/(107m3·km);σ为相同条件下生产单耗离散数据均方差,kgce/(107m3·km)。

采用趋势回归能效评价方法进行能效变化原因分析,是将以上所述的对比分析结果,结合相应管道(管网)的实际生产运行情况,综合可能影响管道能耗的因素,找出导致能效变化的原因,并将这些原因一一列举、排序,尽可能找到影响管道能耗的主要因素。原因分析应立足于每一条管道,对每一次对比结果都要进行详细的原因分析,并且应以不同管道的实际情况为出发点,结合对比分析的空间和时间范围,对可能影响能耗的原因做出正确的分析判断。此外,各管道能耗原因分析应将其投产年限纳入考虑范围。

采用趋势回归能效评价方法进行能效变化原因分析的主要研究内容为:

(1)天然气管道

对于管道输送距离较长、压气站场较多、用户量大、分输及转供情况比较复杂的输气管道,对其进行原因分析时,应主要考虑以下几方面因素:①转供量。即其他管道经由联络线向该管道提供的输送量(输量和周转量)。②上下游周转量比例。对于相同(或接近)周转量,需要考虑由于向上下游用户供气量的不同引起的能耗差异。③输量台阶。涉及管道通过能力及压缩机配比情况。④压缩机配比。考虑不同的压缩机配比对能耗的影响,包括燃驱和电驱成本差异(如电、油、气折合标煤系数的变化)。

气体管道生产单耗变化规律性较差,且除开机方案、输量等主要因素外,其他影响因素也比较多,如管存、季节、压比、电驱、燃驱压缩机使用比例等。而目前天然气管道已连接成网,相互之间转供情况比较复杂,某条单一管道的运行工况变化可能会导致相临管道运行工况及能耗发生变化。且气体可压缩性较强,变化规律还会呈现一定的滞后性,进一步增加了分析难度。针对上述问题,在分析的过程中我们采取了以下几方面措施:①分析措施:尽可能多地考虑影响天然气管道能耗变化的因素,通过理论计算的分析方式,假定其他影响因素不变的情况下,就某个影响因素对能耗的影响程度进行定量分析。详见《能耗水平分析评价标准研究报告——工艺理论分析部分》。②评价措施:对能耗进行评价时,不光要对单一管道能耗水平进行评价,还需针对整个天然气管网进行评价。

(2)成品油管道

成品油管道能耗主要影响因素为输量、泵机组匹配、调节阀节流、输送油品比例(如汽柴比)等,对其进行原因分析时,应主要考虑以下几方面因素:①输量。考虑报告期输量与设计输量和经济输量的关系,考虑输量对能耗的影响。②泵机组配比情况。考虑泵机组的不同组合。③节流情况。调节阀或减压阀节流情况。④输送油品汽柴比。考虑不同密度、黏度油品的输量比例。⑤加剂。主要考虑减阻剂对能耗的影响。

(3)原油管道

原油管道与成品油管道情况类似,但其主要考虑因素除节流、输送油品差异、泵机组匹配、加剂等因素外,还需考虑加热输送工艺对能耗的影响。