1.3 Определение емкости дополнительных резервуаров для хранения запаса воды

При втором варианте (с одним водоводом) у очистных сооружений должен хранится запас для снабжения города в период ремонта водовода или ликвидации аварии. Дополнительные резервуары должны вмещать воду в количестве, достаточном для подачи в городскую сеть во время ликвидации аварии на:

- хозяйственно-питьевые нужды в размере 70% от расчетного расхода;

- производственные нужды по аварийному графику;

- наружное пожаротушение в течении 3 часов.

Емкость дополнительных резервуаров расчитываем по формуле:

W_рез=+Q_пож, м³

где а - 70% от максимально суточного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды, м³/сут;

а=(Q_max-)*0,7, м³/сут,

где - сумма расходов на промышленные предприятия, м³/сут;

а=(72000-18000)*0,7=37800 м³/сут.

b - расход на промпредприятиях (), м³/сут;

t - продолжительность периода ремонта водовода или ликвидации аварии, ч, принимаем t=18 ч.

Q_пож – расход воды на наружное пожаротушение, м³,

Q_пож=q_пож*n*3,6*3,

где q_пож – расход воды на один пожар, л/с, согласно задания q_пож=25 л/с;

n – количество пожаров, согласно задания n=3.

Q_пож=45*3*3,6*3=1458 м³.

W_рез=+1458=43308 м³.

Согласно [1] количество резервуаров должно быть не менее двух. По табл. 40.34 [4] выбираем типовые резервуары, ближайшие большие по емкости (грунты сухие).

Таким образом, принимаем 2 прямоугольных резервуара из сборного железобетона W₁ = 20000 м³ и W₂ = 3000 м³.

2 Экономические расчеты

2.1 Капитальные вложения

Стоимость 1 км водовода определяем по таблицам 40.2 и 40.7 [4]в зависимости от диаметра труб при заданной глубине заложения и материале труб.

Полную стоимость водоводов определяем по формуле:

К=n*a*l, тыс. руб,

где n – количество водоводов;

а – стоимость 1 км водовода, тыс. руб;

l – длина водовода, км.

2.2 Сравнительные эксплуатационные расходы

1.Амортизация труб и текущий ремонт рассчитывается по формуле:

А=, тыс.руб/год

где n- нормы амортизации и отчисления на текущий ремонт для труб, принимается:

А) чугунных – 3.4%;

Б) железобетонных – 5%

В) резервуаров – 3.7%

Г) асбестоцементных –6.5%

Р-общая стоймостьобьекта, руб.

из чугунных труб ø700 мм

А=3,42312/100=78,6 тыс. руб./год

из железобетонных труб ø700 мм

А=5,02057/100=102,8 тыс. руб./год

для ж/б резервуаров

А=3,7633/100=23,4 тыс. руб./год

Оплата израсходованной электроэнергии определяется по формуле:

E^’=, (т.р/год)

где Q_ср-среднесуточное количество воды, подаваемое насосной станцией, м³;

H - полная высота подъема воды, м;

=0,7 общий КПД установки, включая насосы, двигатели, трансформаторы и линию электропередачи;

=1,1 - коэффициент, учитывающий расход электроэнергии небольшими установками;

=0,015 руб./кВт.ч – стоимость 1кВт. ч электроэнергии.

E^’=1,1600000,015/0,71000=1,414H, (т.р/год)

чугунные трубы ø700 мм

E^’=1,41484,02=118,8 т.р/год

Оплата за присоединенную мощность определяется для рабочих агрегатов, так как резервные включаются автоматически после выхода из строя рабочих агрегатов.

Если электродвигатели имеют расчетную мощность до 200 кВт, то они низковольтные. Если больше 200 кВт, то высоковольтные.

Предварительно определяем суммарную мощность на валу:

, кВт

где Q – расчетный расход воды, м3/с;

H – большая высота подъема воды, м; - КПД установок.

∑N(9,81*0,833*123,5)/0,8=1261,5 кВт

Принимаем к установке 3 агрегата (n=3), тогда мощность на валу двигателя определим по формуле:

N_дв=, кВт,

где К_дв – коэффициент запаса мощности двигателя, предусматривающий различные перегрузки.

N_дв=1,1*1261,5/3=461,5 кВт.

Таким образом, оплату за присоединенную мощность определяем как для высоковольтных двигателей как суммарную мощность присоединенных трансформаторов:

E^//=, тыс.руб/год,

где b – оплата 1 кВ*А присоединенной мощности, руб/год, b=42 руб./год;

_{- КПД двигателя;}

- принимаем 0,80,9.

E’’=((42/(0,93*0,85))*((9,81*0,833)/0,8))*Н=542,7*Н, тыс.руб/год

Пример: для ж/б труб ø700

E”=542,7∙84,02/1000=45,6 т.р/год

Сравниваемые эксплуатационные расходы получаем суммированием амортизационных отчислений, оплаты израсходованной электроэнергии и присоединенной мощности:

С=А+Е’+E”

Пример:

для чугунных труб ø700: С=78,6+123,1+47,3=249 т.руб/год

для ж/б труб ø700: С=102,8+118,8+45,6=267,2 т.руб/год

для чугун. труб ø1000 и доп.резерв.:С=67,6+23,4+103,22+39,61=233,8 т.руб/год

Приведенные затраты рассчитываем по формуле:

П=С+∙К, т.руб/год

где С-сравниваемые эксплуатационные затраты, т,руб/год

_-нормативный коэффициент эффективности капиталовложений =0,12

К-капиталовложения.

Пример:

для ж/б труб ø700: П=267,2+0,12∙2057=514 т.руб/год

для чугун. труб ø1000 и доп.резерв.: П=233,8+0,12∙(1989+633)= 548,4 т.руб/год

Расчеты сводим в таблицу 1.

показатели				ед. изм.	I вариант два водовода	II вариант один вод.+резервуар
					чугун	ж/б												Чугун										ж/б
					500	600		700	800	500	600		700		800		700				800				900	10000	700					800			900	1000
Гидравлический расчет
1 Расчетный р-д на 1 тр-д.				л/с	416,6	833,3
2 Длинна водопр.				км	34	17
3 Скорость				м/с	2,11	1,47		1,08	0,83	2,11	1,47		1,08			0,83	2,16			1,85				1,31		1,06	2,16				1,86			1,31		1,06
4 Потери напора на км тр-да				м	11,7	4,47		2,02	1,03	10,31	4,06		1,85			0,96	7,95			3,90				2,10		1,23	7,23				3,55			1,90		1,12
5 Потери напора в водоводе НС				м	213,8	84,8		41,1	23,4	189,1	77,5		38,02			22,14	146,9			74,642,5				642,5		27	134,1				68,37			38,92		25
6 Нг				м	46	46		46	46	46	46		46			46	46			46				46		46	46				46			46		46
7 Полная высота подъема Нполн				м	259,8	130,8		87,1	69,4	235,1	123,5		84,02			68,14	192,9			120,6				88,5		73	180,1				114,37			84,92		71
8 Емкость доп. резервуаров Wрез				м3													43308
Капитальные вложения
9 Стоимость 1 км водопр.				т.р				68	82,5		55,5		60,5		72,5								100			117					72,5			82		92
10 Полная стоимость водопр.				т.р				2312	2805		1887		2057		2465								1700			1989					1232,5			1394		1564
11 Стоимость резервуаров				т.р																			633			633					633			633		633
Экономический расчет
12Амморт. и текущий ремонт.			т.р./г					78,6	95,4		94,4	102,8		123,3								37,8				67,6				61,6			69,7			78,2
Амморт. резерв.																						23,4				23,4				23,4			23,4			23,4
13 Оплата израсход. Электроэн.			т.р./г					123,7	98,13		174,63	118,8		96,35								125,14				103,22				161,72			120			100,4
14 Оплата присоед. мощности			т.р./г					47,3	36,7		67,02	45,6		36,9								48,03				39,61				62,1			46,1			38,5
15 Сравн. эксплуатац. расходы			т.р./г					249	230,2		336,1	267,2		256,6								254,4				233,8				308,8			259,2			240,5
16 Привед. затраты 1000руб/год			т.р./г					526,4	566,8		562,5	514		552,4								534,4				548,4				532,7			502,4			504,1

Сравнивая полученные приведенные затраты выбираем минимальную величину.

Наименьшими являются приведенные затраты по второму варианту на 1 водовод из ж/б труб ø900+3 резервуара. Однако в случае, если наименьшие приведенные затраты по 1 варианту будут больше величины наименьших приведенных затрат по 2 варианту не более чем на 5-7%, то целесообразнее принимать вариант 1, так как:

а) 1 вариант белее надежен;

б) 2 вариант не учитывает стоимость периодический смены воды в резервуарах и стоимость их эксплуатации.

Наименьшие приведенные затраты:

по 1 варианту: ж/б трубы ø700, П=514 тыс.руб./год.

По 2 варианту: ж/б водовод ø900 + 3 доп. резервуара, П=502,4 тыс.руб/год.

Следовательно принимаем к установке 2 ж/б водовода ø700мм