Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технико-экономическое сравнение и выбор наилучшего варианта системы подачи и распределения воды (СПРВ). Учебное пособие
.pdf
2. ПРИМЕР ВЫБОРА НАИЛУЧШЕГО ВАРИАНТА
ПРОЕКТА СПРВ
Выбор наилучшего варианта выполнен на основе технико-
экономических расчетов и их сравнения по надежности. Следует
отметить, что при сравнении рассматривались варианты, отвечающие
существующим нормативным и техническим требованиям. Не следует полагать, что выбранный в результате сравнения вариант является
лучшим из всех возможных – он только лучший из рассмотренных.
Практически различных вариантов СПРВ может быть предложено
великое множество. Они будут отличаться структурой, диаметром
труб, набором сооружений и т.д. Для выполнения расчетов использовалась программа для персональных компьютеров, разработанная
на кафедре водоснабжения и водоотведения СамГТУ [11].
2.1. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ВАРИАНТОВ СПРВ
Район проектирования СПРВ – Самарская область. Населенный
пункт застроен домами в 5 этажей. Трубы водоводов и сети – чугунные, глубина промерзания – 1,6 м. Один из вариантов расчетной
схемы водопроводной сети представлен на рис. 1. Узловые отборы
для периода максимального водопотребления и транзита, а также
отметки земли в узлах даны в табл. 2. Совместный график водопотребления и подачи воды насосной станцией приведен на рис. 2.
Характеристика труб, которые используются при проектировании
водопроводной сети, приведена в табл. 3. Стоимость 1 км труб принята по данным табл. 1 приложения 1.
Стоимость электроэнергии для района проектирования определена по формуле (18). Плата в год за 1 кВт-ч заявленной максимальной
мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы, принята 22906 рубля, а плата за 1 кВт-ч потребленной электроэнергии –
0,31 рубля. Следовательно, приведенная расчетная стоимость электроэнергии составит:
σ = 22906 / 8760 + 0,31 = 2,925 р. / кВт⋅ч.
21
Рис. 1. Схема водопроводной сети В-1
22
Исходные данные по узлам водопроводной сети
1
51
9,6
103,0
4
89,8
16,8
111,0
6
47,8
9,0
119,0 7 43,4
10,0
119,0
10
-170
128
122,0
Таблица 2
№
узла
Узловые отборы
(макс), л/с
Узловые отборы
(транзит), л/с
2 42,8 8,0 102,5
3 82,4 15,4 111,0
5 269,4 55,2 111,0
8 40,2 7,6 119,0
9 32,6 6,6 103,5
11 0,0 0,0 103,0
Отметка
земли, м
Характеристик труб, используемых для проектирования
Номер
сортамента
1 8,0920 200 6567,01
2 2,5280 250 7683,39
3 0,9485 300 8825,12
4 0,4365 350 10657,64
5 0,2189 400 12063,18
6 0,0678 500 15946,68
7 0,0250 600 20520,56
8 0,0115 700 25552,08
водопроводной сети
Удельное гидравлическое
сопротивление (для м
3
/с)
Диаметр,
мм
Таблица 3
Стоимость,
тыс. р.
9 0,0057 800 30929,87
10 0,0031 900 36636,50
11 0,0018 1000 43282,61
23
Рис. 2. График водопотребления и подачи воды насосами:
-–––– график водопотребления; ––––– график подачи воды
Сумма процентной ставки на инвестиционные вложения и отчис-
ления на амортизацию, текущий и капитальный ремонты равна:
Р = (Н
+ Нтр + Нкр + Е/2) / 100 =
ам
= (1,7 + 1,0 + 0,7 + 20/2) / 100 = 0,134,
где Е – процентная ставка на инвестиционные вложения;
, Нтр и Нкр – норма ежегодных отчислений на амортизацию,
Н
ам
текущий и капитальный ремонты в процентах, приняты по табл. 14
приложения 1. Данные об участках водопроводной сети приведены
в табл. 4.
Для выбора наилучшего варианта сети рассмотрены четыре
схемы соединения насосной станции 2 подъема с водопроводной
сетью (рис. 1, рис. 3). Данные о водоводах (участки 3 и 4) приведены в табл. 5.
Насосная станция забирает воду из резервуара чистой воды, размещенного в узле РВ, отметка земли в месте устройства резервуара
100 м, расчетный уровень воды на 1 метр ниже отметки земли. Водонапорная башня размещается в узле 10. При технико-экономическом
расчете условия ее работы заданы в виде сосредоточенных узловых
отборов (табл. 2).
Расчетное количество одновременных пожаров – 2, противопожарный расход на один пожар – 25 л/с, возможные места пожаров –
узлы 7 и 8.
24
Исходные данные по участкам водопроводной сети
Таблица 4
Номер
Номера узлов, ограничивающих участок
Длина, м
участка
начальный конечный
1 1 2 550
2 9 1 250
6 9 5 580
7 1 4 550
8 2 3 580
9 4 3 550
10 5 4 350
11 5 6 930
12 4 7 930
13 3 8 1050
14 7 8 250
15 8 10 270
16 7 10 300
19 6 7 230
Номер
варианта
В-1
В-2
Исходные данные о водоводах водопроводной сети
Номера узлов,
Номер
ограничивающих участок
участка
начальный конечный
3 11 9 2775
4 11 5 3225
3 11 9 2775
4 11 9 2775
Таблица 5
Длина, м
3 11 9 2775
В-3
4 11 6 4150
3 11 6 4150
В-4
4 11 5 3225
25
Рис. 3. Варианты схемы водопроводной сети:
а – вариант В-2; б – вариант В-3; в – вариант В-4
26
Данные для экономических расчетов:
- сумма процентной ставки на инвестиционные вложения и отчис-
лений на амортизацию, текущий и капитальный ремонты равна – 0,134;
- время эксплуатации системы в течение года – 8760 часов;
- стоимость 1 кВт-ч электроэнергии – 2,925 р.;
- коэффициент неравномерности водоподачи – 0,7;
- коэффициент полезного действия насосных агрегатов – 0,7;
- показатель степени в выражении потерь напора – 2.
2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ
ВАРИАНТОВ СПРВ
Диаметры участков водопроводной сети определены технико-
экономическим расчетом в соответствии с полученным потокораспределением и вычисленной таблицей предельных расходов.
Для каждого варианта выполнены гидравлические расчеты на три
случая работы СПРВ:
– в час максимального водопотребления. В результате расчета
определены диктующий узел, высота ствола водонапорной башни
(ВБ) и необходимый напор на насосной станции;
– в час максимального транзита воды в бак ВБ. В период расчета
уровень воды в баке ВБ принят на 1,5 м выше отметки дна бака, что
соответствует среднему уровню воды в баке при высоте регулирующего объема 3 м. В результате расчета определен напор на насосной
станции, при котором в бак ВБ поступает заданное количество воды
(табл. 7);
– в период пожаротушения в час максимального водопотребле-
ния. В этом случае вода из ВБ в сеть не поступает, а в узлах 7 и 8
узловые отборы увеличиваются на величину противопожарного расхода на 25 л/с в каждом узле. В результате расчета определен напор
на насосной станции, при котором в водопроводной сети обеспечивается давление не менее 10 м.
В табл. 6 представлены диаметры участков СПРВ, полученные
в результате технико-экономических расчетов, а в табл. 7 – техникоэкономические показатели для рассмотренных вариантов (В-1 – В-4).
27
Исходные данные по узлам водопроводной сети
Таблица 6
Номер
участка
В-1 В-2 В-3 В-4
Диаметр участка, мм, для вариантов
1 200 300 200 200
2 350 400 350 200
3 400 400 500 400
4 400 400 400 400
6 350 400 300 200
7 300 300 200 200
8 200 250 200 200
9 200 250 200 200
10 250 350 200 250
11 250 200 350 350
12 200 200 250 300
13 200 200 250 250
14 200 200 200 200
15 250 250 250 250
16 250 250 250 250
19 200 200 250 300
28
Таблица 7
Протяженность трубопроводов, м,
то же, D = 250 мм
то же, D = 300 мм
то же, D = 350 мм
то же, D = 400 мм
то же, D = 500 мм
№ диктующего узла
Напор насосной станции, м, при
то же, при максимальном
Общая стоимость водопроводной
128725,12
145788,07
100124,
Годовые затраты на оплату
14317,354
33852,955
Годовой экономический эффект,
Технико-экономические показатели вариантов проекта СПРВ
Наименование показателей В-1 В-2 В-3 В-4
D = 200 мм
Высота водонапорной башни, м 31,4 32,0 28,2 34,6
максимальном водопотреблении
транзите
4140 3390 2830 3310
1850 1700 2780 1970
550 1100 580 1160
830 350 1180 930
6000 6380 4150 7375
– – 2775 –
3 6 8 3
95,2 97,3 76,8 107,7
88,0 95 70,0 81,0
то же, при пожаре 163,8 164,5 110,0 159,7
сети (включая водоводы), тыс. р.
Стоимость водоводов, тыс. р.
электроэнергии, тыс. р.
Общие годовые затраты, тыс. р.
тыс. р.
127480,8
72379,8 66347,49 94314,234
12655,708 12934,848 10209,594
29738,135 30184,014 30571,296
4114,82 3668,941 3281,659 –
151953,52
На основании данных табл. 7 наиболее экономичным является
вариант В-1.
39
29
2.3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
РАССМАТРИВАЕМЫХ ВАРИАНТОВ
Оценка надежности водоснабжения рассматриваемых вариантов
выполнена в соответствии с методикой, изложенной в [6, 12, 14] при
следующих условиях:
– среднее время работы в расчетном режиме (максимальной
водопотребление) – 9 часов в сутки;
– средняя частота отказов – 1 отказ на 1 км трубопровода (1/км
в год);
– среднее время восстановления – 1 сутки.
Для обеспечения водой потребителей на насосной станции уста-
навливаются два рабочих насоса марки Д1250-125.
Работа насосного агрегата описывается характеристикой Q–Н,
которая задается координатами точек Q и Н на рабочей характеристике насоса (рис. 4).
Рис. 4. Графическая характеристика центробежного насоса Q–Н
Аналитически характеристика центробежного насоса выражена в
форме параболы:
0
Н = Н
– S0Q2, м,
где Н и Q – текущие значения параметров насоса;
0
– напор насоса на характеристике Q–Н при Q = 0;
Н
0
– гидравлическое сопротивление насоса.
S
Для вычисления Н0 и S0 на характеристике насоса Q–Н для
выбранного диаметра рабочего колеса в районе границ рекомендуе-
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]