7.2. Технико-экономическое сравнение вариантов проектируемой насосной станции

Экономически обоснованный выбор решений является одним из основных факторов повышения эффективности капиталовложений.

При проектировании насосных станций различного назначения может быть намечено несколько технически равноценных вариантов, при которых полностью выполняются требования режима работы насосной станции и обеспечение требуемой подачи и напора, но различных по стоимости.

Экономическому сравнению подлежат технически осуществимые варианты насосных станций, обеспечивающих ввод в действие основных фондов в нужный народному хозяйству срок, выполнение запланированных подачи и напора и требуемые санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала.

При проектировании насосных станций водоснабжения возникают вопросы: какую принять форму здания в плане, каким способом осуществить строительство, какого типа установить насосы, как их установить (под залив или в соответствии с допустимой высотой всасывания), какое принять число агрегатов, степень и вид автоматизации, режим работы станции, вместимость регулирующей емкости, нужна ли система охлаждения двигателей и т.д.

При проектировании насосных станций перекачивания сточной жидкости, осадков и илов возникают следующие вопросы: какую выбрать схему станции и форму здания в плане, каким способом осуществить строительство, где расположить станцию, какую принять высоту установки насосных агрегатов, какие выбрать системы взмучивания осадка и технического водоснабжения, каким способом обрабатывать задержанные отбросы, каким образом блокировать насосную станцию с другими сооружениями канализационной сети и т.д.

Вопрос о том, который из этих вариантов должен быть принят к строительству, решают путем технико-эко­но­мичес­кого сравнения. Оптимальный вариант выбирается на стадии составления проектного задания по следующим показателям: капитальные вложения (строительная стоимость) К, годовые эксплуатационные расходы (себестоимость годовой продукции и услуг) С.

Капитальные вложения в строительство насосной станции К определяют по укрупненным сметным нормам (УСН), укрупненным показателям стоимости сооружений (УПСС), сметам по данному объекту или сметам по объектам-аналогам. Сметная стоимость строительства – это денежное выражение суммы затрат, необходимых для возведения насосной станции согласно проекту, ввода в действие ее основных фондов и плановых накоплений строительно-монтажных организаций. К эксплуатационным расходам относят: стоимость электроэнергии, расходуемой на подачу воды; заработную плату обслуживающего персонала; стоимость текущего ремонта; амортизационные отчисления; мелкие и неучтенные расходы.

Стоимость электроэнергии. По этой статье учитывают стоимость электроэнергии, затрачиваемой на производственные нужды и электроосвещение.

Промышленные и приравненные к ним потребители с присоединенной мощностью до 750 кВт оплачивают электроэнергию по одноставочному тарифу. Одноставочный тариф учитывает плату за отпущенную активную электроэнергию в кВт∙ч, учтенную счетчиком.

При присоединенной мощности от 750 кВт и более плата за отпущенную электроэнергию производится по двухставочному тарифу, который предусматривает дополнительную оплату заявленной мощности трансформаторов и высоковольтных электродвигателей (без автоматически включаемого резерва). При мощности более 750 кВт дополнительная плата исчисляется за отпускаемую потребителям мощность в час максимальной загрузки энергосистемы, совпадающий с часом максимального водопотребления (водопритока) или с часом максимального транзита.

Годовую стоимость электроэнергии, затрачиваемой насосными агрегатами, при равномерной круглосуточной работе насосной станции определяют по среднесуточной подаче насосной станции:

(57)

где а – стоимость электроэнергии, руб., за 1 кВт∙ч; η_н – КПД насосов, определяемый по каталогу при заданной подаче и напоре; – КПД электродвигателей, принимаемый: при их мощности до 10 кВт – 0,85, до 50 кВт – 0,9 и более 50 кВт – 0,92.

При соединении насоса с электродвигателем передачей какого-либо типа в знаменатель этой формулы вводят КПД передачи:

(58)

где η_пр = 0,94.

Годовую стоимость электроэнергии, затрачиваемой насосными агрегатами при ступенчатом режиме работы насосной станции, следует определять по формуле

(59)

где Q₁, Q₂, Q_m – подача воды насосной станцией соответственно на 1-й, 2-й,…, m-й ступени работы станции, м³/с; р₁, р₂,…, р_m – давление насосов при соответствующих ступенях работы станции, кПа; t₁, t₂, . t_m – число часов работы насосов в году при соответствующих ступенях; η_н1, η_н1+II, η_н1+II+II – КПД насосов при соответствующих ступенях работы станции; η_дв1, η_дв1+II, η_дв1+II+II – КПД электродвигателей при соответствующих ступенях работы насосной станции.

Оплата заявленной мощности электронасосных агрегатов высокого напряжения производится по суммарной мощности, определяемой по данным проекта электрооборудования. Суммарная мощность равна сумме мощностей рабочих агрегатов в час максимального электропотребления в данном районе (без автоматически включаемых насосных агрегатов).

Заявленная мощность электродвигателей, кВт, рабочих агрегатов вычисляется по зависимости

(60)

здесь η_дв принимается равным 0,92.

Стоимость заявленной мощности высоковольтных электродвигателей следует определять по формуле C_з = N_з ∙ M (где М – стоимость 1 кВт заявленной мощности, руб.).

Оплачиваемая мощность трансформаторов N_тр, кВА, вычисляется по выражению

, (61)

где Р – коэффициент, учитывающий трансформаторный резерв (принимается равным 1,5); k – коэффициент, учитывающий электроосветительную нагрузку (принимается равным 1,05); cosφ = 0,9.

Стоимость, руб., установленной мощности трансформаторов С_{уст тр}=N_тр ∙ M. На крупных насосных станциях, оборудованных электродвигателями высокого напряжения, все вспомогательные агрегаты (дренажные насосы, вакуум-насосы, дробилки и т.д.) имеют электродвигатели низкого напряжения. В этом случае стоимость суммарной установленной мощности определяют по формуле C'_уст = (N_з + N_тр) ∙ M.

Заработная плата обслуживающего персонала. В эту статью включается основная и дополнительная заработная плата рабочих, непосредственно участвующих в обслуживании насосной станции. Количество человеко-смен в 1 сут для обслуживания насосных станций определяется в зависимости от подачи насосной станции, м³/сут:

• до 16 000 – 3,5;

• от 16 000 до 50 000 – 5,5;

• от 50 000 до 150 000 – 7;

• свыше 150 000 – 9.

Приведенный расчет относится к насосным станциям с ручным управлением, на которых должен быть свой обслуживающий персонал. В эти расчеты включены трудовые затраты на работу по текущему ремонту, выполняемые слесарем-ремонтником, слесарем по ремонту КИП и устройств автоматики.

Стоимость текущего ремонта. Эта стоимость определяется в виде отчислений от стоимости капитальных вложений и принимается: для зданий насосных станций – 2,2 %, для оборудования – 3,8 %.

Амортизационные отчисления. Средства, предназначенные как на полное, так и на частичное возмещение (капитальный ремонт) производственных затрат, принимаются по нормам амортизационных отчислений в процентах к балансовой стоимости. Усредненные амортизационные отчисления для насосных 293 станций от стоимости капитальных вложений принимают: для зданий – 3,5 %, для оборудования – 12 %.

Мелкие и неучтенные расходы. В эксплуатационных расходах необходимо учитывать неучтенные расходы, отдельный подсчет которых нецелесообразен ввиду их малого размера или затруднителен, а именно: оплата услуг нанимаемого транспорта, оплата отопления, освещения и вентиляции помещений, расходы на содержание участков, на приобретение инвентаря и пр. Неучтенные расходы принимают равными 3 % суммы эксплуатационных расходов.

По результатам определения капитальных и эксплуатационных затрат проводят экономическое сравнение рассматриваемых вариантов. При сравнении вариантов может оказаться, что К₁ > К₂ и С₁ > С₂. В этом случае не возникает теоретических и методических сложностей, так как совершенно очевидно, что второй вариант экономичнее первого и по капитальным вложениям, и по эксплуатационным расходам.

Однако в практике технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов наиболее часто получается, что по одному варианту капиталовложения больше, а эксплуатационные расходы меньше или наоборот, т. е. К₁ > К₂, а С₁ < С₂ или К₁ < К₂, а С₁ > С₂. При различных соотношениях капитальных вложений на строительство насосной станции и эксплуатационных расходов экономическое сравнение вариантов производят по методу окупаемости дополнительных капитальных вложений за счет экономии на эксплуатационных расходах. Срок т, в течение которого экономия от эксплуатационных затрат компенсирует дополнительные капиталовложения, называется сроком окупаемости. При проектировании насосных станций обычно принимают т равным 7–10 годам.

Фактический срок окупаемости определяется из выражения

(62)

Если фактический срок окупаемости больше нормативного Т > τ, вариант с большими капиталовложениями неэкономичен, т.е. лучшим оказывается второй вариант. Если T < τ, вариант с большими капиталовложениями экономичнее, т.е. лучшим будет первый вариант.

Формула (62) позволяет сравнивать варианты попарно. При сравнении нескольких вариантов их экономическую оценку следует проводить путем сравнения приведенных затрат. Приведенные затраты представляют собой сумму эксплуатационных затрат и капитальных вложений, приведенных к одинаковой размерности в соответствии с нормативом эффективности:

З = С + К / τ или З = С + Е ∙ К, (63)

где Е – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

С амым выгодным является вариант с наименьшими приведенными затратами.