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= В_зд∙Н_п.ч.з∙L_зд; м³ (5.3)

 

где В_зд – ширина здания НС, м, Н_п.ч.з – глубина подземной части НС, м, L_зд – 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∙q_рт∙(l_к∙i_к + l_тр∙i_тр)∙∑t / ή_н.у, кВт ч (5.4)

 

где Э – количество электроэнергии, кВт ч; n – число напорных трубопроводов; q_рт - расчетный расход рассматриваемого трубопровода, м³/с; l_к, l_тр – длина канала и трубопровода на данном пикете, м; i_к – уклон канала, i_к = 0,001…0,0009; i_тр – уклон трубопровода, i_тр = 0,00342; ∑t – время за весь период работы НС, ч; ή_н.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 ∙ l_тр ∙ Q, м (6.1)

где S₀ – удельное сопротивление трубопровода (Таб. 1.2); l_тр – 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 / ή_ну, кВт (6.2)

где значения H и Q определены в графах №2 и №6, а ή_ну 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