Технико-экономический расчет места расположения насосной станции на трассе водоподачи
Принцип расчета заключается в рассмотрении ряда вариантов расположения станции на трассе водоподачи. В каждом последующем варианте станция приближается к водовыпускному сооружению, при этом количество земляных работ по подводящему каналу и котловану насосной станции возрастает, а длина напорных трубопроводов и объем работ по ним сокращается. Одновременно с этим возрастает высота геодезического подъема воды вследствие снижения уровня воды в подводящем канале (снижение уровня по уклону дна канала) и уменьшаются потери напора в напорном трубопроводе из-за сокращения длины последнего. Задача расчета сводится к отысканию варианта с минимумом приведенных затрат. При этом обязательно должно быть соблюдено условие прочности и надежности сооружения в эксплуатации.
Данный технико-экономический расчет начинается с определения объемов работ по подводящему каналу и длины напорных трубопроводов. В табл. 14.1 приведен пример определения объемов земляных работ по каналу с параметрами, определенными в рассматриваемом примере (рис. 5.1).
Площади сечений F 
и F 
определялись по формулам:
F = (b+m∙H )∙H ; м 
(5.1)
F = (b+m∙H )∙H ; м (5.2)
где b – ширина по дну подводящего канала, b = 2,5 м; m – заложение откосов канала m=1,5; H1 – глубина выемки до бермы, м; Н2 – глубина выемки выше бермы, м снимаем с рис. 5.1.
Рис. 5.1 Профиль трасса водоподачи и сечение подводящего канала
Рассмотрим несколько вариантов размещения насосной станции и определим по каждому из них приведенные затраты (табл. 5.2)
Определения стоимости и других экономических показателей канала и трубопровода рассмотрим на примере, приведенным в методическом указании:
- в рассматриваемом примере длина всей трассы водоподачи 1500 м;
- расчет объема земляных работ по каналу в таб. 5.1;
- расчет объема земляных работ по каналу НС принимаем равным половине объема работ по каналу, на пикете ПК0+50
V= Взд∙Нп.ч.з∙Lзд; м3 (5.3)
где Взд – ширина здания НС, м, Нп.ч.з – глубина подземной части НС, м, Lзд – длина здания НС, м (Раздел 3)
- стоимость всех земляных работ 10 руб за 1 м3 К1;
- отчисления на ремонт и восстановление по каналу в1=6,8 %;
- стоимость 1 пог.м d = 0,6 м 247,5 руб (таб. 4.1);
- отчисления на ремонт и восстановление ж/б трубопровода в = 3,75% (асбестоцементных в = 7,5%, стальных в = 4,75%);
- потеря электроэнергии за год
Э=9,81∙n∙qрт∙(lк∙iк + lтр∙iтр)∙∑t / ήн.у, кВт ч (5.4)
где Э – количество электроэнергии, кВт ч; n – число напорных трубопроводов; qрт - расчетный расход рассматриваемого трубопровода, м3/с; lк, lтр – длина канала и трубопровода на данном пикете, м; iк – уклон канала, iк = 0,001…0,0009; iтр – уклон трубопровода, iтр = 0,00342; ∑t – время за весь период работы НС, ч; ήн.у – КПД насосной установки (Формула 4.8).
- стоимость электроэнергии а = 1,3 руб.
Таблица 5.1
Объемы земляных работ по подводящему каналу
| Номер пикета | Глубина выемки до бермы Н1, м | Глубина выемки выше бермы Н2, м | Глубина выемки Н1+Н2, м | Площадь сечения канала до бермы F1, м2 | Площадь сечения канала выше бермы F2, м2 | Общая площадь сечения F=F1+F2, м2 | Средняя площадь между сечениями Fср, м2 | Расстояния между сечениями L, м | Объем выемки W=Fср+L, м3 | Объем выемки до данного сечения W, м3 |
| ПК0+50 | ||||||||||
| 9,2 | 460,8 | |||||||||
| ПК1 | 2,77 | 2,77 | 18,4 | 18,4 | 460,8 | |||||
| 43,4 | 4343,4 | |||||||||
| ПК-2 | 2,77 | 5,0 | 7,77 | 18,45 | 50,0 | 68,45 | 4804,2 | |||
| 147,9 | 14793,4 | |||||||||
| ПК-3 | 2,77 | 11,0 | 13,77 | 18,4 | 209,0 | 227,4 | 19597,7 | |||
| 310,4 | 31043,4 | |||||||||
| ПК-4 | 2,77 | 15,0 | 17,77 | 18,4 | 375,0 | 393,4 | 50641,1 | |||
| 530,9 | 53093,4 | |||||||||
| ПК-5 | 2,77 | 20,0 | 22,77 | 18,4 | 650,0 | 668,4 | 103734,6 | |||
| 805,4 | 80543,4 | |||||||||
| ПК-6 | 2,77 | 24,0 | 26,77 | 18,4 | 924,0 | 942,4 | 184278,0 | |||
| 1103,4 | 110343,4 | |||||||||
| ПК-7 | 2,77 | 28,0 | 30,77 | 18,4 | 1246,0 | 1264,4 | 294621,5 | |||
| 1603,9 | 320786,9 | |||||||||
| ПК-9 | 2,77 | 35,0 | 37,77 | 18,4 | 1925,0 | 1943,4 | 615408,3 | |||
| 3073,9 | 922180,3 | |||||||||
| ПК-13 | 2,77 | 52,0 | 54,77 | 18,4 | 4204,4 |
Таблица 5.2
Технико-экономический расчет места положения насосной станции на трассе водоподачи
| Технико-экономические показатели | Место положения насосной станции | |||||||||
| ПК0+50 | ПК1 | ПК2 | ПК3 | ПК4 | ПК5 | ПК6 | ПК7 | ПК9 | ПК13 | |
| 1. Длина канала, lк м. | ||||||||||
| 2. Объем земляных работ по каналу, м | 460,8 | 4804,2 | 19597,7 | 50641,1 | 103734,6 | 184278,0 | 294621,5 | 615408,3 | 1537589,0 | |
| 3. Объем земляных работ по котловану н.с., м | 64,8 | 230,4 | 2402,1 | 9798,8 | 25320,5 | 51867,3 | 92139,0 | 147310,8 | 307704,2 | 768794,5 |
| 4. Стоимость всех земляных работ К , руб. | 648,0 | 6912,0 | 72063,0 | 293965,5 | 759617,1 | 1556019,0 | 2764170,0 | 4419323,0 | 9231125,0 | 23063835,0 |
| 5. Отчисление на ремонт и восстановление К · в1,руб. | 44,06 | 470,1 | 4900,3 | 19989,6 | 51653,9 | 105809,3 | 187963,6 | 300513,9 | 627716,5 | 1568341,0 |
| Ж/б трубопровод в 5 ниток d = 0,6 м | ||||||||||
| 6. Длина напорных трубопроводов, lтр м | ||||||||||
| 7. Стоимость трубопровода К2, руб | ||||||||||
| продолжение таб. 5.2 | ||||||||||
| 8. Отчисления на ремонт и восстановление К2 ∙ в, руб | 13457,8 | 12993,7 | 12065,6 | 11137,5 | 10209,3 | 9281,2 | 8353,1 | 7425,0 | 5568,7 | 1856,2 |
| 9. Потеря электроэнергии за год, Э, кВт ч | 421630,4 | 411342,6 | 390766,9 | 370191,3 | 349615,7 | 329040,1 | 308464,4 | 287888,8 | 246737,5 | 164435,0 |
| 10. Стоимость теряемой энергии Э ∙ а, руб | 548119,5 | 534745,4 | 507997,0 | 481248,7 | 454500,4 | 427752,1 | 401003,8 | 374255,4 | 320758,8 | 213765,5 |
| 11. Сумма капитальных затрат, К1∙К2,руб | 590965,5 | |||||||||
| 12. Сумма эксплуатационных затрат С=Эа+К1в1+К2в, руб | 561621,4 | 548209,1 | 524962,9 | 512375,9 | 516363,7 | 542842,6 | 597320,4 | 682194,4 | 954044,0 | 1783963,0 |
| 13. Приведенные затраты П=(К1+К2)Ен+С, руб | 615549,8 | 601220,9 | 614034,9 | 601020,7 | 671143,8 | 813370,5 | 1045358,0 | 1374793,0 | 2360988,0 | 5250963,0 |
Экономически наивыгоднейшее место расположения НС является ПК 3, так как в этом случае приведенные затраты минимальные, ПЗ = 601020,7 руб.
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
При составлении проекта мелиоративной насосной станции экономическая целесообразность запроектированных мероприятий может быть установлена путем определения технико-экономических показателей, которые не должны превышать нормативные. Технико-экономические показатели определяются на основе доставленных смет на капитальные s вложения и эксплуатационные затраты.
6.1. Смета на капитальные вложения при строительстве гидроузла машинного водоподъема
Смета составляется по укрупненным показателям, которые учитывают полную стоимость сооружений и оборудования с учетом накладных расходов, плановых накоплений и т.д. Укрупненными показателями могут быть 1 кВт установленной мощности, параметр Q 1 м3/с поданной воды, 1 м3 объема здания, 1 кг оборудования и т.д. Расчет по смете удобно вести в таблице 6.1. Числовой расчет соответствует рассматриваемому примеру.
Таблица 6.1
Смета капитальных вложений
| Наименование сооружения и оборудования | Еденица измерения | Количество | Стоимость | |
| Единицы, тыс. руб | Общая, тыс. руб | |||
| Здание насосной станции с водозабором Qмах ∙ Hp=2∙72,5 | м4/с | 4,9 | 710,5 | |
| Подводящий канал L=450м, Qмах=2 м3/с | пог.м | 0,102 | 45,9 | |
| Напорный водовод с учетом коэф. к=1,1 (4% на неучтенные работы и 6% плановых накоплений) | пог.м | 0,2475 | 272,2 | |
| Водовыпускное сооружение Q=2 м3/с c учетом коэф. к= 1,1 (10% на указанные выше статьи) | м3/с | 3,2 | 7,1 | |
| Всего | 1035,7 |
6.2. Смета на эксплуатационные затраты
Эксплуатационные издержки включают в себя затраты на содержание штата, затраты на электроэнергию, амортизационные отчисления на ремонт и восстановление сооружений и оборудования и прочие затраты.
Зарплата начальнику станции, главному инженеру, наружной охране и уборщице предусматривается на весь год, а дежурным механикам, электрикам и рабочим - только на время работы насосной станции, плюс две недели на расконсервацию и необходимое время на отпуск. Расчет затрат на содержание штата для рассматриваемого примера выполнен в табл. 6.2
Таблица 6.2.
Затраты на содержание штата
| № п/п | Наименование должности | Кол-во единиц | Зарплата в месяц, руб | Количество оплачиваемых месяцев | Сумма зарплаты, руб. |
| Директор | |||||
| Глав. инженер | |||||
| Дежурный Гидротехник | |||||
| Дежурный Электрик | |||||
| Рабочии | |||||
| Итого 395200 | |||||
| Начисление на зарплату по соцстраху 4% от итого 158080 | |||||
| Всего по смете 553280 |
Для определения стоимости затраченной электроэнергии необходимо выполнить водно-энергетический расчет по насосной станции и определить количество потребляемой электроэнергии (табл. 6.3).
В графе 1 даны месяцы, в которые НС подает один и тот же расход при одинаковом геодезическом напоре (Таб. 1.1).
Суммарные потери во всасывающем и нагнетательном трубопроводах определяется по формуле:
∑h =1,1 ∙ S0 ∙ lтр ∙ Q, м (6.1)
где S0 – удельное сопротивление трубопровода (Таб. 1.2); lтр – длина напорного трубопровода, м; Q – расход в данный месяц (Таб. 6.3 графа 2); 1,1 – коэффициент, уточняющий местные потери напора.
Потребляемая мощность:
N = 9,81 ∙ Н ∙ Q / ήну, кВт (6.2)
где значения H и Q определены в графах №2 и №6, а ήну подсчитан ранее в разделе 4.4.
Количество потребляемой энергии определяется в зависимости:
Э = N ∙ t, кВт ч, (6.3)
Количество поднятой воды:
W = 0,0036 ∙ Q ∙ t, млн.м3 (6.4)
Таблица 6.3
Вводно-энергетический расчет
| Число дней в периоде (месяце) | Подача НС, Q, м3/с | Геодезический напор, Нг, м | Число часов в периоде, t, ч | Суммарные потери напора в системе водоподачи ∑h, м | Напор насоса Н=Нг+∑h, м | Потребляемая мощность N, кВт | Потребляемая энергия Э, кВт ч | Количество потребляемой воды W, млн. м3 | Количество тонно-метров поднятой воды WН, млн. м3 |
| 0,5 | 70,34 | 2,2 | 72,54 | 444,7 | 320227,8 | 1,3 | 94,0 | ||
| 1,0 | 70,00 | 4,4 | 74,40 | 912,3 | 678773,5 | 2,6 | 199,2 | ||
| 1,5 | 69,65 | 6,6 | 76,25 | 1402,5 | 1009817,0 | 3,8 | 296,4 | ||
| 2,0 | 69,25 | 8,8 | 78,05 | 1914,1 | 1424147,0 | 5,3 | 418,1 | ||
| 1,5 | 69,65 | 6,6 | 76,25 | 1402,5 | 1043477,0 | 4,0 | 306,3 | ||
| 1,0 | 70,00 | 4,4 | 74,40 | 912,3 | 656877,6 | 2,5 | 192,8 | ||
| 0,5 | 70,34 | 2,2 | 72,54 | 444,7 | 330902,1 | 1,3 | 97,1 | ||
| Итого | 5464222,0 | 21,2 | 1604,1 |
Расчет эксплуатационных затрат ведется в таб. 6.4.
Таблица 6.4
Смета эксплуатационных затрат
| № п/п | Статьи затрат | Единицы измерения | Количество единиц | % отчислений или стоимости экспл. | Сумма экспл. расходов, руб | Примечание |
| Содержание эксплуатационного штата | руб. | - | - | Табл.6.2 | ||
| Отчисления в фонд обновления и ремонт: | руб. | Таб. 6.1 | ||||
| а) НС с водозаборными сооружениями и оборудованием | 0,8 | |||||
| б) подводящий канал | 1,9 | 872,1 | ||||
| в) напорный трубопровод | 3,75 | 10207,5 | ||||
| г) водовыпускные сооружения | 0,8 | 568,0 | ||||
| Стоимость электроэнергии | кВт ч | 0,8 | 437137,7 | Таб.6.3 | ||
| ИТОГО | 505625,3 | |||||
| Общецеховые расходы 15 % от итого ВСЕГО |