7.4. Определение экономического диаметра напорного трубопровода
Выбор экономически наивыгоднейшего диаметра осуществляется путем сопоставления нескольких вариантов по минимуму приведенных затрат, которые включают в себя капитальные вложения и эксплуатационные издержки, т. е. ПЗ = Е н К + С,
где Е н – нормативный коэффициент, принимаемый в мелиорации
0,1…0,15;
К – стоимость укладки 1 м напорного трубопровода из выбранного
материала (приложение 11) ;
С – суммарные эксплуатационные издержки. Их находят по формуле
С = а ' Э + bК , (7.7)
где а ' – стоимость 1 кВт ч электроэнергии (дано в задании) ;
b – процент отчислений на капитальный ремонт и восстановление.
Для стальных труб b = 4,75 % ; для железобетонных b = 3,75 % ; для асбестоцементных b = 7,5 % .
В формуле (7.7) Э – количество электроэнергии на преодоление потерь напора в трубопроводе
,
где h т – потери напора в метрах на 1 м трубопровода, могут быть определены по формулам (7.4) ; (7.5) и (7.6) при L тр =1 м ;
Т – количество суток работы данного трубопровода в году, определяется по графику подачи ;
t – число часов работы в сутки (дано в задании) ; н.у – коэффициент полезного действия насосной установки
н.у = н дв с . (7.8)
Здесь н – к. п. д. насоса, снимаемый с характеристики при расчетном расходе ;
дв – к. п. д. двигателя по паспорту ;
с – к. п. д. сети, учитывающий потери на участке от щита до двигателя, принимается 0,98...1 .
Расчет экономического диаметра удобно проводить в таблице (табл. 7.1).
Для заполнения таблицы задаются пятью – семью стандартными диаметрами трубопровода, которые больше и меньше принятого ранее при определении его по формуле (7.2) и последовательно заполняют все графы таблицы. Экономическому диаметру будет соответствовать минимальная цифра в последней графе таблицы, т.е. минимум приведенных затрат.
Т а б л и ц а 7.1. Расчет экономического диаметра
Диаметр трубопровода Дтр, м |
Стоимость 1 м, трубопровода (К), руб. |
Скорость V, м/с |
Потери напора в трубопроводе hт , м |
Потери электроэнергии Э, кВт |
Стоимость потерянной энергии а1 Э, руб. |
Отчисления на ремонт и восстановление bk, руб |
Суммарные эксплуатационные издержки С=а1Э+bk,руб. |
Приведенные затраты ПЗ=ЕК+С |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Расчет экономически наивыгоднейшего диаметра и материала трубопровода студенты могут провести на персональном компьютере по программе REND. Для этого необходимо подготовить следующие исходные данные:
Р – расчетное давление, ати; определенное по формуле (7.3) ;
d – диаметр трубопровода, м , определенный по формуле (7.2) ;
q – расчетный расход (формула (7.1) ;
t и t 1– соответственно количество суток и часов в сутки работы насосной станции (по заданию);
h – К П Д насосной установки (формула (7.8);
а – стоимость 1 кВт ч электроэнергии, руб. (по заданию).
Работа на компьютере проводится самостоятельно в соответствии с рекомендациями методических указаний, имеющихся в компьютерном классе. В результате расчета на экране получают табличку, в которой указаны диаметры и приведенные затраты для следующих материалов: ПЗСТ – сталь ; ПЗАСБ – асбоцемент ; ПЗЖБС – сборный железобетон ; ПЗЖБМ – монолитный железобетон ; ПЗЖБЦ – сборные железобетонные трубы со стальным цилиндром.
Делается анализ таблицы и выбирается минимальное ПЗ. В этом случае студенты в табл. 7.1 заполняют одну строчку для материала и одного диаметра, определенного по формуле (7.2).