Определение технико-экономических показателей насосной станции

К технико-экономическим показателям насосной станции относятся:

- полная строительная стоимость проектируемой насосной станции (капитальные вложения на строительство) – K;

- коэффициент полезного действия насосной станции – _нс;

- коэффициент использования установленной мощности – _иум;

- удельная норма затраты энергии – N_уд;

- стоимость перекачки 1 м³ воды – C.

Полная строительная стоимость насосной станции К складывается из строительной стоимости всех сооружений станции и стоимости оборудования. Определяется ориентировочно по укрупненным измерителям в зависимости от объема здания и мощности оборудова­ния станции

, pуб. (5.1)

где W_н – объем надземной части здания, м³;

W_п – объем подземной части здания, м³;

U_ни U_п - соответственно стоимости 1 м³ надземной и подземной частей здания (принимаются по табл. 5.1 в зависимости от объема здания), руб/м³ в ценах 1984 г.;

N_у – установленная мощность всех электродвигателей, кВт;

U_о – стоимость всего оборудования, отнесенная к 1 кВт установленной мощности (принимается по табл. 5.2. в зависимости от установленной мощности), руб/кВт в ценах 1984 г.;

Таблица 5.1.

Стоимость 1 м³ здания насосной станции руб/м³

Объем здания, м3	Надземной части	Подземной части при пр-ве работ
при наличии подземной части, учитываемой отдельно	без подземной части	открытым способом глубиной до 4 м	опускным способом глубиной более 4 м
	41,1 37,5 31,9 24,7 21,6 17,5 14,9	67,8 67,8 51,9 42,1 28,3 24,7	112,1 112,1 89,8 52,9 40,2 35,7	--- 123,4 117,5 88,1 70,5 51,5

Таблица 5.2.

Удельные стоимости оборудования насосных станций на 1 кВт установленной мощности

Удельные стоимости	Мощность одного основного насоса, кВт
						1000 и более
При горизонтальных насосах
При вертикальных насосах	--	--	--

При определении значения К учитывается коэффициент приведения масштаба цен к ценам текущего года.

Коэффициент полезного действия насосной станции _нс определяется по формуле

(5.2)

где Q₁, Q₂, Q₃ – подача одного, двух, трех и т.д. парал­лельно работающих насосов, м³/ч;

H₁, H₂, H₃ – напор при работе одного, двух, трех и т.д. параллельно работающих насосов, м;

T₁, T₂, T₃ – время работы одного, двух, трех и т.д. насосов в течение суток, ч;

_н1, _дв1 – КПД насоса и двигателя при работе одного насоса;

_н2, _дв2 – КПД насоса и двигателя при параллельной работе двух насосов;

_н3, _дв3 – КПД насоса и двигателя при параллельной работе трех насосов.

Для подсчета КПД насосной станции целесообразно заполнить таблицу по следующей форме (табл. 5.3.):

Таблица 5.3.

Определение КПД насосной станции

Число работающих насосов	Подача, Q,м3/ч	Напор, H,м	КПД насоса, н	КПД , дв	Время, T,ч
Один Два Три и т.д.

Коэффициент использования установленной мощности определяется по формуле

, (5.3)

где N_ср – средняя мощность станции за рабочий период в году, определяемая по формуле

, (T_ф =8760 ч.) (5.4)

N_у – сумма номинальных (по паспорту) мощностей всех установленных двигателей основных насосов (рабочих+резервных), кВт;

Э – количество электроэнергии, потребляемой насосной станцией за год, кВт х ч.

Годовое потребление электроэнергии Э по укрупненным измерителям можно определить из расчета, что в году имеется 90 суток с максимальной нагрузкой (коэффициент – 1,2), 155 суток среднего режима и 120 суток минимальной нагрузки (коэффициент – 0,85).

За максимальную суточную нагрузку по выработке электроэнергии принимается фактический суточный расход электроэнергии рабочими насосами A_ф (кВт х ч), определяемый по формуле

(5.5)

где ρ – плотность жидкости, для воды ρ = 1000 кг/м³.

Таким образом, годовое потребление электроэнергии Э (кВт х ч) определяется как

, (5.6)

Удельная норма затраты электроэнергии N_уд – это затрата энергии, отнесенная к 1000 т х м перекаченной воды (кВт х ч/тыс.т·м), определяется по формуле

, (5.7)

где _нс – КПД насосной станции, значение которого определяется по (5.2).

Для определения стоимости перекачки 1 м³ воды – С, необходимо определить годовые эксплуатационные затраты Э_г., связанные с эксплуатацией насосной станции и среднегодовую производительность станции.

Годовые эксплуатационные затраты на насосной станции

, руб./г., (5.8)

где A₁ – прямые затраты, связанные с обслуживанием и экс­плуатацией насосной станции;

A₂ – непрямые затраты на амортизацию и капитальный ре­монт в виде отчислений в процентах от капитальных вложений;

1,06 – коэффициент, учитывающий затраты на отопление, вентиляцию, приобретение инвентаря, транспортные расходы и пр.

Прямые эксплуатационные затраты А₁ определяются по формуле

, руб./г. (5.9)

где А_шт – затраты на управление и содержание эксплуатационного персонала, принимаются по штатному расписанию в зависимости от производительности насосной станции (в курсовом проекте можно принять количество персонала 7-11 человек);

А_э – затраты на потребляемую электроэнергию, руб./г., определяются двумя способами:

если присоединенная мощность трансформаторов менее 750 кВА, то оплата производится по одноставочному тарифу (по счетчику), руб.:

, (5.10)

где – стоимость 1кВт/ч электроэнергии, руб.;

если присоединенная мощность трансформаторов более 750 кВА, то оплата электроэнергии производится по двухставочному тарифу, руб.:

, (5.11)

где S – присоединенная мощность трансформаторов, определяе­мая по (4.7), кВА;

b – стоимость 1 кВА присоединенной мощности трансформаторов;

– стоимость 1кВтч электроэнергии при двухставочном тарифе, руб.;

А_{тек.рем.} – затраты на текущий ремонт, руб./г., принимаются в размере 2,5 процента полной строительной стоимости насосной станции

, руб./г., (5.12)

где K – полная строительная стоимость насосной станции,руб.

Непрямые эксплуатационные затраты на амортизацию и капитальный ремонт определяются в размере 3,5% от строительной стоимости здания и 12% от строительной стоимости оборудования:

, руб./год (5.13)

Среднегодовую производительность насосной станции Q_г также необходимо определить, исходя из наличия в течение года 90 суток с максимальной производительностью (коэффициент 1,2), 155 суток со средней производительностью и 120 суток с минимальной производительностью (коэффициент – 0,85), таким образом,

, м³/год (5.14)

Стоимость перекачки 1 м³ воды получается равной

, руб./м³. (5.15)

Литература

1. СНиП 2.04.02.-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1985. –136 с.

2. Насосные станции. Курсовое проектирование. / Э.В. Залуцкий, А.И. Петрухно. - К.: Вища школа. Головное изд-во, 1987. –167 с.

3. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. - М.: Стройиздат, 1984. –116 с.

4. Строительный каталог. Раздел 86. Насосы центробежные типов К, КМ, 1ЦВЦ. - М.: Госстрой СССР ВНИИНТГИ, 1991. – 72 с.

5. Строительный каталог. Часть 10, раздел 1, подраздел 50. Насосы центробежные типов Д, ЦН, СЭ. - М.: Госстрой СССР, ГПИ Сантехпроект, 1985. –144 с.

6. Водоснабжение и водоотведение. Наружные сети и сооруже­ния. Справочник/Б.Н. Репин, С.С. Запорожец, В.Н. Ереснов и др. Под ред. Б.Н. Репина. - М.: Высшая школа, 1995. – 431 с.

7. Исаков В.Г., Непогодин А.М. Методические указания к выполнению контрольной работы по курсам «Насосные установки», «Насосные и воздуходувные станции» - Ижевск: изд. ИжГТУ, 2006.-74 с.

8. Лезнов Б.С. Экономия электроэнергии в насосных установках. - М.: Энергоатомиздат, 1991. – 123 с.

9. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. -М.: Стройиздат, 1986. – 320 с.

10. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. Справочник под ред. А.С. Москвитина. - М.: Стройиздат, 1979. – 430 с.

11. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. Справочник под ред. А.К. Перешивкина. - М.: Стройиздат, 1988. – 653 с.

12. Гринько Е.А. Методические указания по оформлению курсовых проектов и дипломных работ по специальности «Водоснабжение и водоотведение». – Ижевск: изд. ИжГТУ, 1999.-56с.

13. Каталог типовых проектов зданий и сооружений водоснабжения. Сборник паспортов 2.901-79. Том I. Водозаборные сооружения. Насосные станции. Киев, 1979. – 144 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Исходные данные для проектирования

№ п/п	Исходные данные	Вариант исходных данных
	Тип насосной станции	НС-I	НС-II	НС-I	НС-II	НС-I	НС-II	НС-I	НС-II	НС-I	НС-II
	Суточная полезная подача, тыс. м3
	Коэффициент часовой неравномерности потребления воды, К	–	1,5	–	1,45	–	1,4	–	1,35	–	1,3
	Расчетное количество одновременных пожаров	–		–		–		–		–
	Расход воды на наружное пожаротушение на один пожар, л/с	–		–		–		–		–
	Отметки, м – наинизшего уровня воды в реке (ГНВ) – наивысшего уровня воды в реке (ГВВ) – поверхности земли у насосной станции –подачи воды на очистные сооружения (Zос) – поверхности земли у водонапорной башни – поверхности земли в расчетном узле водопроводной сети при пожаре	–     –	–   –         –	44,5           –     –	–   –         –	–     –	–   –         –	63,5           –     –	–   –         –	–     –	–   –         –
	Высота водонапорной башни до дна резервуара, м	–		–		–		–		–
	Длина самотечных линий, м		–		–		–		–		–
	Длина всасывающих линий, м
	Длина напорных водоводов, км	1,2	2,1	1,4	2,3	1,6	2,4	1,8	2,5		2,6
	Потери напора в разводящей сети, м	–		–		–		–		–
	Водонапорная башня располагается в начале сети	–	+	–	+	–	+	–	+	–	+
	Характер грунта	супесь	суглинок	глина	песок	глина	супесь	суглинок	песок	супесь	суглинок
	Глубина промерзания грунта, м	1,4	1,5	1,7	1,55	1,45	1,3	1,6	1,65	1,75	1,8
	Грунтовые воды на глубине, м	2,5	2,8	4,1	4,6		4,8	5,5	3,5		2,9

Приложение 2