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中图分类号:T文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)01-0379-02
膜生物反应器是一种新型生化反应系统.已成功地应用于中水回用、粪便废水、垃圾渗滤液、工业废水的处理,被称为最有前途的水处理技术之一。但是膜生物反应器高昂的运行成本制约着膜生物反应器大规模推广应用。所谓技术经济分析,就是计算、分析与评价各项技术工作经济效果以及在多方案比较中选择最优方案的工作。技术经济分析就是在若干可行方案中得出技术上可行,经济上合理选优的方案,突出合理工艺的实用性、经济性。通过对分置式膜生物反应器技术经济分析考察分置式膜生物反应器建造及运行的经济效益。
1 MBR工艺设计
1.1 膜生物反应器设计基本参数
分置式间歇运行膜生物反应器工艺设计假设为校园住宿区污水处理回用。
(1)处理水量:150m3/d;(2)处理方式:24小时连续运行;(3)工艺处理流程工艺流程见图1。(4)原水水质。主要以化粪池出水、洗浴用水,出水为厕所回用水和绿地浇灌用水。原水及处理后的水质见表1。
1.2 主要设备规格
(1)格栅。栅间距:5mm;格栅渠道尺寸:1.5L×0.2W×0.5H(m);栅渣斗:0.4m3。
(2)调节池。有效容积:100m3;设计尺寸:5L×5W×4H(m);输水泵:IS65-50-125型单级离心式清水泵,二台,一台使用一台备用,水泵规格:Q25m3/h,H20m,转速n2900r/min,效率η69r/min,功率3kW•h。
(3)生物反应池。有效容积:180m3;设计尺寸:3.82R×Л×4H(m)。滗水器:浮动式重力滗水器,型号HLB-PA(QA),两台,一台使用一台备用,也可同时使用,设计参数:Q=60m3/h,最低水头Hmin=0.1m,滗水深度Δh=1.0m,水池深度H=4m,功率0.5kW•h。鼓风机:二叶罗茨鼓风机,型号L21LD-5.15,两台,一台使用一台备用。鼓风机参数:升压Δ49KPa,进口流量5.15m3/min,功率7.5kW•h。
(4)调节井。有效容积:12.6m3;设计尺寸:12R×Л×4H(m)。
(5)膜组件。有效容积:50m。3;尺寸:5L×5W×2H(m)。膜组件:天津膜天膜工程有限公司FP系列帘幕式膜型号FP-AⅡ,25片,膜组件规格:530×450×1010(mm),纤维内/外径0.65/1.0(mm),膜面积20(m2/片),产水量300(L/片•h)。自吸泵:40ZX6.3-20型ZX自吸泵二台,一台使用一台备用,水泵规格:Q6.3m3/h,H20m,转速n2900r/min,功率2.2kW•h。
(6)清水池。有效容积:40m3;设计尺寸:4L×4W×2.5H(m)。供水泵:IS50-32-125型单级离心式清水泵,二台,一台使用一台备用,水泵规格:Q12.5m3/h,H20m,转速n2900r/min,效率η60r/min,功率2.2kW•h。
(7)膜清洗槽。有效容积:3m3;设计尺寸:2L×1W×1.5H(m)。
(8)配电仪表。PLC控制仪、配电箱、电子设备终端、仪表设备。
2 膜生物反应器技术经济分析
2.1 建设投资费用估算
根据《给水排水设计手册―第10册技术经济》(2000年)等有关文件资料,参考已建成同类工程经济指标并结合某市具体情况得出如下数据:
(1)土建费用。格栅渠费用0.23万元;调节池费用5.89万元;生物反应器费用3.37万元;调节井费用0.81万元;膜组件放置池费用7.54万元;清水池费用2.73万元;合计总费用20.57万元。
(2)设备费用。输水泵单价0.08万元,数量2,费用016万元;滗水器单价15万元,数量2,费用3.0万元;鼓风机单价0.9万元,数量2,费用1.8万元;膜组件单价0.3万元,数量25,费用7.5万元;自吸泵单价0.16万元,数量2,费用0.32万元;供水泵单价0.16万元,数量2,费用0.32万元;PLC控制仪单价0.25万元,数量1,费用0.25万元;配电箱:费用2万元;电子设备:费用2万元;仪表:费用1万元;合计18.35万元。
(3)材料加工费用。格栅:材质不锈钢,数量1,费用0.5万元;膜清洗槽:材质硬塑料,数量1,费用0.8万元;费用合计1.3万元。
(4)管线:4.5万元;设备安装:2.7万元;其它费用:12万元。
(5)总投资:59.42万元。
2.2 运行成本估算
(1)电费。输水泵:数量2,功率3(kW•h);滗水器:数量2,功率0.5 (kW•h);鼓风机:数量2,功率7.5 (kW•h);自吸泵:数量2,功率2.2 (kW•h);供水泵:数量2,功率2.2 (kW•h);合计功率15.4 (kW•h)。其中输水泵工作25%的时间,滗水器工作25%的时间,鼓风机工作50%的时间,供水泵和自吸泵全时工作。另外考虑照明,电子设备等一定电容量,装机容量为18kW•h,平均用电量功率为10kW•h。电费按照某市正常电价0.45kW•h/h,故计算年电费:0.45×10×24×365=39420元。
(2)膜清洗费用。HCl:浓度0.4 %,一次用量12 L,单价10.4元/L,一次费用124.8 元;NaClO:浓度0.2 %,一次用量6 L,单价6元/L,一次费用36 元。膜每个月清洗一次,每次清洗五片,每月清洗五天,药剂使用年总费用:(124.8+36)×5×24=19296元/年。
(3)人工费。工人数2,技术员1,工资800元/(人/月),年费用800×3×12=28800元。
(4)膜更新费用。每四年膜更新一次,价格为:150元/m2,故年费用为:150×20×25/4=18750元。
(5)设备折旧费。折旧年限为10年,膜折旧费不考虑,故年费用为1.085万元。
(6)设备维修费3000元/年。
合计120116元/年。
单位水量成本2.19元/m3,单位耗电量1.6 kW•h/ m3。单位水量主要成本。动力费:所占比例32.8%,单位成本0.72元;人工费:所占比例24.0%,单位成本0.53元;膜更换费用:所占比例15.6%,单位成本0.34元;膜清洗药剂费:所占比例12.2%,单位成本0.27元;设备折旧费:所占比例9.0%,单位成本0.20元。
2.3 收入估算
由于使用污水处理减少自来水的使用量,自来水价格与污水处理成本的差值就为污水处理收益。沈阳市居民用自来水价格为1.9元/吨,则污水处理工程年收入为:1.9×150×365=10.40万元。其中,学校每年放假3个月,这段时间污水处理装置不运行,故实际收入为:10.40×75%=7.80万元。
2.4 分置式间歇运行膜生物反应器经济评价
分置式间歇运行膜生物反应器基本情况。固定资产投资:金额15.4万元;年运行费用投入:金额11.86万元;年收入:金额7.80万元;流动资金投入:金额10万元。从财务指标上看,分置式间歇运行膜生物反应器处于盈利状态,分析成本分布可以看出动力费用占污水处理成本的比例达到32.8%,耗电量为1.6kW•h/m3,高于活性污泥法的0.3~0.4 kW•h/m3。人工费用也占到总成本的24%。膜的更换费用和膜清洗费用也分别占到总成本的15.6%和122%,随着我国膜技术的发展与技术进步,膜的使用寿命和抗污染能力都会的得到加强。
2.5 分置式MBR与一体式MBR技术经济比较
膜生物反应器具有处理效果好、安全性高、占地面积小的特点。一体式膜生物反应器在水处理工艺中具有很强竞争力。为此选择一体式膜生物反应器与分置式间歇运行膜生物反应器进行比较,处理量140m3/d,处理后达到中水回用标准。
(1)两种工艺投资费用比较。分置式MBR合计59.42万元,一体式MBR合计78.46万元。可以看出分置式膜生物反应器工艺投资费用要比一体式膜生物反应器低19.04万元,分置式膜生物反应器处理生活污水的安全性较一体式膜生物反应器高,所以分置式膜生物反应器具有良好的经济性。
(2)运行成本比较。分置式MBR合计12.01万元;一体式MBR合计13.7万元。
(3)单位水量耗电比较。分置式MBR:1.6kW•h/m3;一体式MBR:1.81kW•h/m3。
通过分析(1)、(2)可以看出,一体式膜生物反应器基建费用比分置式膜生物反应器高14.05万元。从运行成本考虑,分置式膜生物反应器单位水量动力费用要少0.21kW•h,但是由于使用不同的膜清洗方法对于膜进行清洗导致分置式膜生物反应器药剂费高0.91万元。由于占地面积的不同和设备复杂分置式膜生物反应器人工费比一体式高1.44万元,但是合计分置式膜生物反应器为12.01万元较一体式的13.7万元少1.97万元,同时单位水量分置式成本为2.19元/m3,一体式的为2.68元/m3,具有一定运行成本优势。
3 结语
分置式间歇运行膜生物反应器在经济性上具有一定推广价值。以一个日处理能力150m3的小型污水处理工程为例,固定资产投资59.42万元,处理污水成本为2.19元/m3,略高于传统的水处理工艺,水处理电耗为1.6kW•h/m3,高于传统水处理工艺的0.3~0.4 kW•h/m3。
太阳能是地球能源的基本来源,因此,如何更好地利用太阳光发电,是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源,资源的来源广泛且充足,而且其具有很长的寿命,也不像其他能源那样,需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点,光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代,太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业,也历经了半个世纪的发展,进入到21世纪之后,我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此,本文将以市场分析为基础,由四个方面来深入探讨技术经济:技术、企业产业、国家。
一、光伏产业的优点
光伏产业是一项绿色又环保的能源,因此被看作是一项战略性的朝阳性产业,各国给予光伏发电的很高的重视程度,并给予大力的扶持,原因如下:
1.《京都议定书》给予各国以压力,迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源,包含太阳能在内,这样有利于减少温室气体的排放。
2.中东是全球的石油主产区,因此,中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应,各国政府不得不大力开发国内能源,其中包含太阳能在内。
3.像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭,各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源,这样才能使能源长期供应。基于以上几个原因,在上世纪末的最后十年,全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中,全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源,它的重要性和战略性日益凸显,世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。自1999年来,世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划,这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展,世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源,在21世纪前半期,光伏发电将发展成最重要的基础能源。
二、光伏发电成本分析
(一)光伏发电成本和影响因素
光伏发电的成本,直接决定了其能否大规模的快速发展,和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响:光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响,诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。1.初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本,在这其中,光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。2.发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响:太阳能资源、太阳发电的效率,与此同时,也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此,在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。3.单位电量成本。(也称度电成本)
(二)多种类型的光伏发电系统度电的成本分析
中国光伏发电市场的起步并不早,主要开展了投资补贴、特许权招标等项目,一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在,本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。
1.聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的,聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低,但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。
2.薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低,但它的效率也低,而度电成本比晶硅光伏电站高。
(三)光伏发电系统度电成本的变化趋势
光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中,组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面,逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。目前,制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的提高、组件成本的下降以及寿命的延长,光伏发电的成本和平价上网的水平相近,因此,光伏发电非常具有发电的竞争力。一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测:现如今,中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W,光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看,在技术提升和装备国产化的大前提下,每年的投资成本会有百分之十的下降。按照《可再生能源“十二五”规划》的要求,到2015年年底,中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到2020年年底,太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW,到2030年年底,装机容量会达到200GW。根据测算结果来看,2015年中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W,2020年将会下降至10元/W,2030年会出现大幅下降,降至4元/W。太阳电池成本的下降,不仅仅是依靠技术进步,规模化的生产也在一定程度上降低了成本,使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段,虽然成本还是很高,但伴随着技术的不断革新和进步,成本也会逐步降低,未来光伏发电技术的前景是巨大的。2020年前,全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区,占到的比例约为百分之四十,2010~2020年,光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后,光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国,光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。
三、光伏发电发展前景分析
1.多种光伏电池技术争相发展,第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途,为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少,发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵,目前仍处于探索阶段。
2.光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源,它可以和其他的储能装置配合,直接在用户负荷周围供电,典型的微电网是可以脱离主网运行的,也可接到主网上运行,这样可以减少配电投资,大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响,这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。
四、发展光伏产业的建议
综上所述,发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展,是与国家产业政策的宏观调控分不开的,国家各项政策的颁布和落实,将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。
1.政府要做好带头作用,设立光伏产业发展的专项经费,更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策,大力扶持。
2.技术上既要自主研发,又要学会技术引进,也可以和国内研究共同公关,建立健全一套创新的技术体系。
3.要以政府作为主导,多元化投资,建立一套完整的产业链,多方参与、共担风险,以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。
4.努力培养国内的光伏市场,制定一套具体的分摊上网电价的实施细则,。5.对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速,提升光伏产业在未来产业中的竞争力。
五、总结
总而言之,太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源,光伏发电技术的发展前景非常可观,在2030~2050年间,光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现,因此,这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样,中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。
作者:杜娟 单位:黄河水电光伏产业技术有限公司
参考文献:
[1]曹石亚,李琼慧,黄碧斌.光伏发电技术经济分析及发展预测[J].中国电力,2012(08).
[2]冯百乐.光伏发电在建筑中应用的技术经济和选型分析[J].山西建筑,2012(20).
Abstract: The thesis compares the pre-stressed concrete simple T girder under two kinds of design speed, in the view of engineering reality. The thesis calculates the project cost of the two kinds of pre-stressed concrete simple T girder respectively, according to relevant indicators and the variation of quantity of work under two design speeds, and at the mean time, guides the precast of project design by comparing the cost of the two kinds of concrete simple T girder, expecting to accelerate the project feasibility study.
Key Words: Pre-stressed concrete simple T girder;Precast;erection; project cost
中图分类号:U445.4文献标识码:A 文章编号:
众所周知,铁路工程项目投资与工程建设技术标准密不可分。铁路等级、正线数目、设计行车速度、牵引种类及设计荷载等均对工程投资有着举足轻重的影响。本文以华中某铁路联络线项目为例,从工程实际出发对客货共线200km/h和160km/h两种不同设计行车速度下对应的32米预应力钢筋混凝土简支T梁进行技术经济分析,比较两种预应力钢筋混凝土简支T梁的工程数量及工程造价指标。
1 分析背景
本联络线项目连接焦柳线和京广线,为电力牵引客货共线国铁Ⅰ级铁路。地处长江沿岸,途径两湖平原地区,线路总长约171公里,桥隧工程总长约占正线长度的48%。桥梁工程除特殊桥梁区段外均采用32米预应力钢筋混凝土简支T梁。本项目于2008年开始进行工程可行性研究工作,国家发展和改革委员会于2011年批复了工程可行性研究报告。在此期间对客货共线200km/h和160km/h两种不同速度目标值下工程总投资变化情况进行了详细分析。
2 分析对象
本次技术经济分析的对象是客货共线32米预应力钢筋混凝土简支T梁。由于不同工点的地质情况也存在较大差异,下部结构基础部分没有可比性。同时,由于各工点到预制梁场的距离也存在较大差异,因此本次技术经济分析仅对32米上部结构预应力钢筋混凝土简支T梁预制架设进行分析比较。同时为做到技术经济分析简单明了,增强其对比性和参考性,本次技术经济分析仅对一孔32米简支T梁进行分析。
3 分析目地
客货共线32米预应力钢筋混凝土简支T梁具有结构简单,受力明确、节省材料、架设安装方便,跨越能力较大、行车条件好且经济合理等优点。采用预制架设施工方案即能保证简支T梁的施工质量,又可以加快施工进度,在我国客货共线普速铁路工程中得到了广泛应用。做好200km/h和160km/h两种不同设计行车速度下预应力钢筋混凝土简支T梁技术经济分析,了解不同设计行车速度下简支T梁的变化对工程总投资影响对加快推进本联络线工程项目前期工作,提高工程项目前期决策合理性具有一定的借鉴意义。
4 分析假定
本项目大部分32米简支T梁均采用预制架设的施工方案施工,但不排除个别特殊地段受到各方面施工条件的限制需要采用现场浇筑施工。本次分析考虑简支T梁采用预制架设施工。
5 分析内容
5.1 工程数量:客货共线200km/h和160km/h两种不同设计行车速度下对应的单孔32米预应力钢筋混凝土简支T梁工程数量参照铁道部经济规划研究院的铁路工程建设通用参考图。即设计行车速度200km/h简支T梁工程数量采用《通桥(2005)2201-Ⅰ》(以下简称“2201梁”),160km/h简支T梁工程数量采用《通桥(2005)2101-Ⅰ》(以下简称“2101” 梁)。对照分析单线直线梁,单线曲线梁,双线直线梁,双线曲线梁在这两种行车速度下的主要工程数量差别,包括混凝土、预应力钢绞线、普通钢筋等主要工程数量。
5.2造价指标
5.2.1编制办法及编制依据:简支T梁预制架设工程造价编制采用铁道部铁建设[2006]113号文《铁路基本建设工程设计概(预)算编制办法》及铁道部颁布各类工程定额、取费标准等。
5.2.2人工单价和材料单价:编制期人工单价根据铁建设[2008]26号文《关于补充铁路基本建设工程概预算综合工费类别划分的通知》综合取定;材料单价参照经规定额《铁路工程建设2010年2季度主要材料价格信息》,并根据实地调查价格分析确定。
5.3工程数量及造价指标对比表
单孔简支T梁预制架设工程造价指标计算所包含的工作内容:
简支T梁预制:包括梁体混凝土浇筑、混凝土养护、普通钢筋制作安装、预应力钢绞线制作张拉、预埋钢配件安装、桥面防水层及保护层施工等工序。
简支T梁架设:包括架设简支T梁、湿接缝混凝土浇筑、普通钢筋制作安装、横向预应力钢绞线制作张拉、普通钢料安装、混凝土现浇段桥面防水层及保护层施工、梁端伸缩缝安装等工序。
通过表1和表2对铁路单线直线梁和曲线梁进行对比分析发现,简支T梁预制虽然“2201梁”梁体混凝土、普通钢筋及预应力钢绞线较“2101梁”均有所增加,但是由于预埋钢配件减少较多,使得工程造价指标反而比“2101梁”要低。而T梁架设由于“2201梁”增加了挡砟墙混凝土,相应的普通钢筋及其他钢料也有所增加,因此单孔梁的架设费用要比“2101梁”高出很多。
通过表3和表4及与单线T梁对比分析很容易发现双线简支T梁预制时“2201梁”梁预埋钢配件较“2101梁”减少较多,但混凝土的数量增加幅度大,使得工程造价指标比“2101梁”要高。同单线T梁架设一样,双线T梁架设时由于“2201梁”增加了挡砟墙混凝土,相应的普通钢筋及其他钢料也有所增加,因此单孔梁的架设费用要比“2101梁”高。
5.4两种时速下简支T梁工程造价分析
6 结束语
通过对本联络线工程客货共线200km/h和160km/h两种不同设计行车速度下对应的32米预应力钢筋混凝土简支T梁进行技术经济分析,全面掌握了两种时速下简支T梁的工程数量及造价指标差异,了解了两种不同时速下工程总投资变化情况,提高了项目前期设计工作的工作效率,对本项目工程可行性研究报告批复起到了积极的促进作用。
参考文献:
[1]铁道部铁建设【2006】113号文,铁路基本建设工程设计概(预)算编制办法[s].
中图分类号:F062.4 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)07-0048-02
0引言
设备选型是设备管理的重要组成部分,其基本原则主要从技术上可行、经济上合理这两个方面考虑。购买新设备,改造旧设备,都应进行设备选型,这已成为决策中首先要解决的问题,也是对资金的合理使用、使用成本的有效降低的保证。可见,设备选型相当必要,选择设备时,必须进行综合、全面的分析,充分考虑技术和经济的要求。
1设备选型时的技术分析
在设备选择的可行性分析中,对设备进行技术分析,主要从两个方面考虑:设备运行安全可靠和设备使用性能先进。根据企业实际生产经营情况,对候选方案进行分析、对比,从而选出最优良的设备。
1.1 设备运行安全可靠设备故障可能导致巨大浪费,因此设备必须首先遵循运行安全可靠的原则。设备运行安全可靠主要表现于设备的维护和可靠性。其一,设备维护性。维护难易程度通常表示为可维护性程度,平均修复率。一个良好的设备维护,通常是简单方便的,零件的合理组合,便于拆装和安装,便于检查,便于交流表现,必须是一个高水平的标准装备。其功能、成本、效率,在同等条件下,容易维修的设备,应该被选中。其二,设备可靠性。这是最重要的基本设备系统的根本,一般情况下,设备的可靠性用平均故障时间和故障率来衡量。设备的可靠性越好,发生故障的概率越小;相反,设备的可靠性越差,发生故障的概率就越大,不仅导致使用维修过程中的成本高,还可能影响正常的生产运行。
1.2 设备使用性能先进设备的使用性能是指设备的生产率、适应性、匹配性以及对环境的影响等。其一,设备的生产率。一般表现为功率、速度等技术参数。在设备选型时,并不是哪种设备的生产率越高就会被选中,必须要充分考虑设备生产率与企业各方面之间的匹配度,比如企业的生产计划、动力、经营方针以及原材料供应等,如果企业的这些方面与设备的生产率不匹配,会造成设备的闲置浪费以及生产的不平衡。其二,设备的适应性。设备选型时,要全面考虑设备能否适应不同的工作条件和环境,是否灵活,是否易于操作和使用。随着技术的进步和产品更新周期的不断缩短,需要设备具有较高的适应性,减少重新购置新设备的频率,最终减少费用。其三,设备的匹配性。设备的选择应该是协调的、全面的、配套的,促使设备的性能、容量等各方面,充分发挥自己的使用能力。设备选型时,充分考虑设备的匹配性,不仅能够较好地发挥设备的性能,还可带来良好的经济效益。此外设备的匹配性分为单机配套和机组配套,可以说是形成设备使用能力的重要标志。其四,设备对环境的影响。这是设备选型时必须考虑的一个重要因素。要把对环境的影响因素控制在有关环保法规所允许的范围内,对那些难于控制污染或控制污染费用过高的设备不宜选用。
2设备选型时的经济分析
实际工作中,对设备选型时,既要做到设备选型满足其技术要求,也要考虑设备价格波动对其所产生的影响,即经济上要合理。设备的经济分析,是使用技术和经济分析方法对候选设备的分析、比较,选择最好的设备。在决策方法中,主要有静态评价法和动态评价法。
静态评价法主要有投资回收期法,这种静态评价法是计算几种可供选择设备的投资费用。同时考虑到新设备提高生产技术水平、保证产品质量带来的结果。然后每一种设备的投资成本,在使用该设备的储蓄金额后,他们将有一个设备的投资回收期,节约能源和减少材料消耗。在使用寿命、灵活性、能力等条件相同的情况下,哪一种设备的投资回收期最短,就选择哪种设备。
动态评价法主要有费用分析法,使用这种方法,应先了解不同的设备被收购时的投资额,然后估计设备的使用成本。特别是必须了解,不同的设备投入使用后平均每年要支付的能源成本和维修费。具体的计算方法有:第一,年值法。关于补偿方案中规定的每年的费用比较,每年的费用应在投资和年度经营费用期间的平均年度报酬,计算每年的设备成本,然后比较每年的费用不同的设备,选择最优良的设备。第二,现值法。设备在使用寿命期内的总使用费用计算,再加上设备投资计算,设备总成本的现值,然后进行比较,选择现值最低的设备。由于现值比较法考虑了货币的时间价值以及其他优势,所以在技术经济分析中被广泛使用。
总的来说,选择设备时,要在设备运行安全可靠、使用性能先进的条件下,全面分析各候选方案的技术效益和经济效益。
3案例分析——主变压器的容量选择
这里从技术和经济的角度来分析主变压器容量的选择情况。主变压器容量的选择是一项重要的技术经济活动,既要考虑经济性,更要考虑安全可靠性,满足生产使用环境对主变压器性能指标的要求。因此,在主变压器更换调整过程中,对主变压器的选择不但要严格执行主变压器使用的相关规定,还要进行技术分析和科学计算,以确定主主变压器容量。
3.1 按年有功电能损耗最小原则选择主变压器的容量主变压器的年有功电能损耗计算公式可表示为:主变压器的年有功电能损耗=主变压器年投运时间×主变压器的空载有功损耗+主变压器的年最大负荷损耗时间×主变压器的短路有功损耗×主变压器的负荷系数的平方。其中,主变压器的年最大负荷损耗时间可根据不同行业的年最大负荷利用时间及对应的功率因素求得,主变压器的年投运时间可取8760h。通过计算公式可看出,主变压器的节能负荷系数与其短路有功损耗、空载有功损耗及负荷运行特性有关。对于长年持续生产且负荷曲线变化不大的电力用户,其主变压器的年最大负荷损耗时间较高,主变压器的节能负荷系数值较低,特别是当选用SH15非晶合金变压器时,因主变压器空载损耗的大幅下降,主变压器的节能负荷系数值更低。而对于负荷曲线变化较大的用户,主变压器的年最大负荷损耗时间较低,这时主变压器的节能负荷系数值较高。通过计算公式还表明一台主变压器在不同负荷运行时,当最大负荷系数为主变压器的节能负荷系数时,年有功电能损耗率最小。而按最大负荷选择主变压器容量时,则为同一负荷在不同容量主变压器之间的年电能损耗相比较。
选择主变压器容量时不仅要考虑节能性,而且要考虑经济性。按年有功电能损耗最小原则选择的主变压器容量,会导致所选主变压器的初投资过大,得不偿失。
3.2 按总拥有费用最小原则选择主变压器的容量总拥有费用法,考虑到主变压器的价格、负荷特性、损耗和其他技术与经济指标对主变压器的经济影响。主变压器的总拥有费用计算公式为:主变压器的总拥有费用=主变压器初始费用+主变压器经济寿命期间单位空载损耗的资本费用×主变压器的空载有功损耗+主变压器经济寿命期间单位负载损耗的资本费用×主变压器的短路有功损耗。
其中主变压器的初始费用对其经济负荷系数影响很大,同时可看出主变压器经济寿命期间单位负载损耗的资本费用与此期间的利用率、主变压器的寿命、主变压器所带负荷的特性有关。一台主变压器在不同负荷运行时,当最大负荷系数为主变压器的经济负荷系数时,主变压器总拥有费用率最小。根据主变压器的负荷系数范围选择的主变压器的总拥有费用将比任何一台容量同类型变压器的总拥有费用都小。
选择主变压器的两个基本原则,即经济性和节能性。按年有功电能损耗最小原则选择的主变压器初投资过大,对于大多数长年持续生产且负荷曲线变化不大的用户,得不偿失。按总拥有费用最小原则选择的主变压器是科学的、经济的。
4结束语
为了提高项目的经济性和使用效益,获得较高的投资效益,企业在选择设备时,必须同时考虑到设备的技术因素和经济因素,并进行全面分析,综合考虑技术与经济的要求。若能做到这一点,就能充分发挥设备的投资效益和使用效益,为企业的经营发展提供更有力的支持。
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.36.080
在世界能源资源不断减少的环境背景下,人们越来越重视新能源开发,以保证人类社会的可持续发展。天然气以其高热值、低污染、大储量,成为了能源商品的主流,因而其相关技术研究得到了世界各国的广泛关注和重视。天然气储运技术是天然气得以推广利用的基础,如何保证其高效性、稳定性以及安全性成为了业界热议的焦点,对解决社会经济可持续发展问题具有重要的作用和意义。本文主要利用技术经济静态分析法中的计算费用法,对各项天然气储运技术经济进行了分析。
1 天然气储运技术发展现状
在我们生存的自然环境中,存有大量的天然气,在一系列的开采、工艺处理之后,可供给终端用户用作燃料、化工原料等。经过长期的发展,天然气工业体系已逐步形成,主要分为开采净化、输送储存以及分配应用三个环节。目前,天然气已在世界范围内得到广泛的应用,为缓解能源危机、促进经济发展做出了巨大贡献。由于天然气长期深埋地壳中,在经过一系列的地壳运动之后,形成了多样化的沉淀物特征和环境,因而表现出了纷乱繁杂的形态。天然气需要前期加工处理,并利用特殊的储运技术,才能为用户所用。经过较长时间的研究发展,天然气储运技术日渐成熟和多样,满足了人们的日常使用需求。现阶段,常见的天然气储运技术包括液化储运技术、管道储运技术、吸附储运技术以及压缩储运技术等,而且每种技术的优势特性存在差异。在这个环境保护与经济发展同步进行的时代,天然气储运技术得到了世界各国的重视,因其广阔的发展空间,有关方面的研究成为了世界性的课题。从经济的角度对各项天然气储运技术进行分析,有助于我们更加清晰地掌握各类技术的特性,进而制订合理的储气方案。
2 天然气储运技术经济分析
在先进科技的支持下,天然气储运技术得到了有效的发展。笔者基于对天然气储运技术发展现状的认识,重点就几种常见的天然气储运技术经济进行了分析,其具体表述如下。
2.1 液化储运技术
液化储运技术是指将大量的天然气进行液化工艺处理之后储存于低温储罐中,并通过管道、船舶或槽车等工具运输的技术。相较于常用的高压球罐初期、高压管束储气、长输管道末端储气等储气调峰方式,天然气液化调峰具有储藏量大、调节灵活等特点,能够满足季节调峰的要求,而且因其气化站建造成本低、维修方便等优势,未来必然成为城市燃气调峰主流手段之一。一般情况下,液化天然气的最佳储运压力为0.2Mpa,其单位体积的气体储运成本主要产生在起始站、运输以及终点站等几个环节。其中,起始站费用是站点建设费用、调压费用以及槽车费用的总和,槽车费用主要是车辆折旧、维修与保养产生的费用。运输费用则是指运输途中的燃油费。而终点站成本包括建设折旧成本和运营管理成本两个部分。按照当前的市场价格,通过数学公式粗略地计算可以得出:液化技术储运天然气同时可以实现陆地运输和海上运输,而且海上油耗低廉,采用的装置也较为简便灵活、高效低耗,因而具有非常好的经济性能。另外,天然气液化储运技术的关键是压力调节,其在起始站的耗费成本较高,而在终点站的耗费成本较低,两者形成了一种互补。综合来看,天然气液化储运技术创造的经济价值比较高,值得推广和使用。
2.2 管道储运技术
目前,管道储运是陆上天然气运输、贸易的主要方式,世界上有大约65%的天然气输送通过管道实现。天然气具有密度低、易挥散等特性,利用管道储运能够有效保证其产品质量,同时还可以减少环境污染。随着科学技术的发展,天然气管道储运逐步实现了大口径、长运距、网络化,大型供气系统建设拓展到了极地和海洋领域,为天然气的高效、高质输送创造了有利条件。天然气管道储运技术构建的生产、储运、销售一体化系统,具有调峰功能,可实现长距离、高压力以及大流量运输,而且由于管道深藏地底,可以减少泄露、噪声等对生态环境的污染。单位体积的天然气储运成本主要包括起始站成本、运输成本以及终点站成本。其中,由于起始站需要对天然气进行大量的除杂、脱硫、脱碳、调压甚至脱二氧化碳等工艺处理,加上设备折旧,因而耗费的成本较高。而在天然气运输阶段,主要成本来源于管道建设折旧,不涉及燃油费用。终点站因为需要对天然气进行减压处理,所以成本为减压站维护、折旧费用。相比于高压球罐等储运方式,天然气管道储运的操作简便,能够有效解决城市用户日、小时调峰技术问题,且更为安全,但是其前期投资成本较高,随着输送距离的延长,经济优势逐渐显现。虽然时下天然气管道储运技术日渐成熟,但是由于受制于气源、距离以及投资等因素,所产生的日常运行、维护等成本较高。
2.3 吸附储运技术
天然气吸附储运技术是一项利用高比表面积富微孔吸附剂材料,在3.5~5.0Mpa压力下吸附储存天然气的新技术。由于天然气吸附储运的储气压力低,因此在投资成本、运输使用和安全性能等方面表现出了较大优势。这种技术指导下的天然气储运主要包括制备吸附剂、制造储藏罐、储气车载以及净化天然气气质等几个环节。通过对这几个环节成本的粗略计算发现,天然气吸附储运站点建设所需的设备简单,操作方便,整体需要的投资额度低,适用于产气输送不定的偏远地区。但是,车辆折旧所产生的费用在天然气吸附储成本中占有较大比例,因此其技术攻克难点应该放置在高效、价格低的储运车研发上。影响天然气吸附性能的因素有很多,例如,天然气中除了主要的甲烷成分外,还含有C2、水、氮气、二氧化碳等杂质,在经过多次吸附工艺循环处理之后,天然气中的极性化合物杂质在吸附剂上不断积累,从而导致天然气吸附性能下降。因此,在具体的天然气吸附储运技术应用实践中,应该重点解决含硫量等杂质问题。天然气吸附储运技术的经济价值显而易见,未来的发展空间较大,值得加大研发和推广力度。
2.4 压缩储运技术
天然气压缩储运技术的英文简称为CNG,它是将天然气进行压缩工艺处理之后,放置到特殊的容器中,通过公路、海路或铁路间接输送到城市管网的技术。CNG因其高成熟度的技术,满足了零散用户以及车用燃气的需求,在我国得到了一定程度的应用。但是,由于这种储运技术将天然气压缩到了20Mpa以上,对容器的性能要求极高,运输途中有着一定的危险性,因此,很难实现大规模发展应用。一般认为,天然气压缩储运技术适用于地区而非全球,它更多的是作为天然气管道储运的有效补充手段被应用,能够满足管道覆盖不到的中小城镇的天然气需求。综合考虑输送范围、工程投资、运营成本以及销售价格等因素,压缩天然气的储运范围应控制在500km以内。压缩天然气储运成本同样产生在起始站、运输以及终点站三个环节。其中,起始站压缩天然气所需要的基础设备包括压缩机组、加压站、汽化器、储气装置以及换热系统等。除了采购硬件设备,起始站费用还包括调压运行费用。运输成本则由槽车购置、维护、折旧费用组成。为了保证用户直接使用,需要在终点站配套一座调压站。终点站成本绝大部分来源于调压站,包括工艺管道、调压计量设备、自控仪表、运行管理等费用。经过粗略的技术经济分析发现,天然气压缩储运的工艺简便、工期较短、见效迅速,但是受供气规模、用气性质、气源位置、原料价格等诸多因素的影响,需要制订合理的方案。
3 天然气储运技术节能建议
自然与人类之间存在着一种平等互存的关系,保护生态环境人人有责。而且天然气储量有限,为保证其可持续发展,采用必要的天然气储运节能措施十分重要。根据上文的论述与分析,我们不难发现,天然气需要经过不同程度的压缩工艺处理才能进行储运。具体而言,可以充分利用终点站的压力能减少运输成本、环境破坏和噪声污染。同时,还可以通过天然气压力能制冷系统、冷能利用系统,实现压力能利用,如此不可以扩大冷能利用系统的操作弹性,一定程度上稳压、稳流,还能降低电力消耗成本。除此之外,液化天然气常常需要通过气化器汽化处理转变其储藏形态后,才能被使用。在液化天然气形态转化的过程中,将会释放出大量的冷能,假如直接舍弃势必会造成极大的资源浪费。为此,我们可以通过特殊的工艺技术将这部分冷能直接或间接地应用到海水淡化、低温发电、空气分离、污水处理等领域,实现资源的循环利用,拓宽天然气液化储运产业链条的同时,保护生态环境,实现经济的可持续发展。
4 结 论
总之,能源是人类生存与发展的物质基础。天然气作为世界储量丰富的能源之一,其应用应该得到推广。而储运技术作为天然气推广利用的关键,需要加大研发力度。由于个人能力有限,本文有关天然气储运技术经济分析可能存在不足,因此,笔者希望业界更多学者关注天然气储运技术发展,并结合实际情况,有针对性地提出有建设性的建议,从而支持天然气储运工业的可持续发展,使其在低碳经济发展中创造更大的价值。
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1建筑设计方案技术经济分析的意义
现代社会的建筑工程设计总是在一定的经济条件约束下进行的,只有技术上先进可靠、经济上合理可行的建筑产品才能被社会所接受。据有关资料分析,投资决策和初步设计阶段对投资的影响程度为 90%左右,技术设计阶段对投资的影响程度为 75%左右,施工图设计阶段对投资的影响程度为35% 左右,而过去人们所看重的施工阶段对投资的影响程度则为 10%左右。很显然,工程造价控制的关键在于施工前的投资和设计阶段,工程项目的工艺、流程、方案一经确定,则该项目的工程造价也就基本确定了,因此,在工程设计阶段进行技术经济分析是一项很重要,而且十分有意义的工作。
2设计方案的技术经济评价方法
2.1单指标评价方法 所谓单指标法是用单一的指标作为选择方案优劣的标准,单一指标可以是效益性指标,也可以是费用性指标。单一指标的作用在于,如果面临着不同方案之间其他指标比较接近,或者某个指标非常重要时,可以用单一指标来评价,然后选择方案。而在这其中,,单指标评价中使用最普遍的评价指标是费用指标,因为包括两种不同的方法,在造价或者投资上,是可以在项目初期时计算一次费用;而在这个方案实施过程中,在项目初期的投资,工程交付后日常使用的开支,项目使用期满后对于拆除报废等费用,我们称之为方案全寿命期的费用,是费用指标另一种方法,更加全面以及系统。因为全寿命期费用是比较合理的评价指标,包括的内容更为全面和具体。但是有些设计的方案因为和在建成后,在日常中使用的用费没有太大的差异,在这种情况下费用指标无法评估时,可以采取投资这种直接明了的方法来比较优劣。
2.2除了单指标评价方法,还有更为具体,更为详细的多指标综合评价方法。在方案设计中可以使用多指标评价,就是在设计方案的基础上,包括各个部分、阶段和层次,从而达到设计方案的整体优化。而多指标综合评价方法也是包括有评分法和指数法两种方法,但与单指标评价方法不同的是,多指标综合评价方法需要解决问题,而不是如单指标评价方法计算费用。而解决的问题一是要解决,两种方案在进行对比时候所需要的必要条件,第二种便是要评价指标分为主要指标和辅助指标,都对于方案设计有着不同的作用。而多指标综合评价法在设计方案竞选和设计招标中对方案设计有着重要的选择作用。
2.3价值分析法 价值分析法以及价值工程法,在管理分析上面起着有效的作用。如果要求最低的寿命周期的费用,那么在发生费用的地方可以运用方案的比选。这种方法不仅能求得最低的寿命周期的费用,而且能可靠的实现产品的必要功能,锁在工程设计领域的运用,价值分析法应用的非常广泛。不仅在费用和充分发挥产品功能上起着重要的作用,而在单独的设计方案中,更能对原来的计划方案进行改进和优化。因此价值分析法在管理分析中,可以发挥充分的作用。
3居住区规划的技术经济分析
3.1做好总平面设计,提高土地综合利用率
《住宅设计规范》指出住宅小区布置应符合下列规定:选用环境条件优越的地段布置住宅,其布置应合理紧凑。在居住区规划与设计阶段,就应十分重视节地,应大力提倡在保证日照、通风、绿化率及其它居住区居住功能的前提下,尽量提高容积率,即既要搞好居住环境又要节约用地,充分发挥土地潜力,达到土地的充分利用。当前有人认为容积率越低,居住环境越好,其实这是个误区,有时甚至适得其反,现实情况是:一些新的居住区大多远离市区中心,基础设施配套不够完善,居民出行又很不方便,更由于其它种种条件的制约,入住率低,小区人气长期难于形成,如果再加上偏低的容积率的影响,使这种情况更加明显,难以形成一定人口规模,公建配套的建设、物业管理等也就长期处于难以到位的状态,反过来又影响了住户的生活质量,最终影响后续居住区项目的开发销售,形成恶性循环,经济效益和居住环境都得不到保证,因此在保证居住功能的情况下,合理的提高容积率是规划设计时降低造价的关键。采用小而宽大进深的单体平面设计,建筑物顶层北向退台及采用坡屋顶形式,多层住宅采用六层跃七层的复式单兀设计等这些都能充分利用土地潜力,显著提高住宅小区容积率。
3.2合理确定户型布局及住宅的层数
《住宅设计规范》把住宅按层数划分如下:1、低层住宅为1至3层。2、多层住宅为3至6层。3、中高层住宅为7层至9层。4、高层住宅为10层及以上。低层和多层住宅具有单体工程建安费低的优点,但用地浪费、容积率偏低,对于整个住宅小区,经济效益难以保证。同时户型布局通常分为板式、塔式、点式等,板式户型不但通风采光好,容易赢得市场,而且建安费相对塔式及点式低。所以中小城市居住区宜为7一11层的“板式小高层”,这在增加经济效益和社会效益方面是值得提倡,“板式小高层”住宅能表现宜人的尺度和较高的档次,在创造“环境”上也有很大的优势,可为建设高品质小区创造许多有利条件,它可使住户减轻爬高之苦。但是当住宅层数超过12层时,每单元设置的电梯不应少于两台,这不仅增加电梯造价且又增大公摊而积,而且随着层数加高,要经受较大的风力荷载,需要改变结构形式,提高结构强度,使工程造价大幅上升。但大城市因受城市用地限制,可沿主要街道建设一部分中高层和高层住宅,以合理利用空间,美化市容。
3.3结合项目情况适当预留或设计部分机械停车库以提高项目经济效益
机械停车库相对普通地下车库建造成本较高,但却能充分有效的利用空间,在下面几种情况下:(1)在前期业主对车位需求不足、规划同意分期实施机械停车设备时,应考虑地下机械式停车,这样可以推迟工程建设的资金投入;(2)用地紧张;(3)受地上建筑布局限制致使单车位面积过大,且设计单层车位不能满足要求时;在上述几种情况下居住区规划设计中适当采用机械停车库可显著提高项目经济效益。
3.4利学利用地形地貌,降低景观工程造价
在当前的住宅小区建设中,景观工程费占全部工程造价的比例不断提高,我国山地多,江河湖泊多,在小区开发中,如何更利学有效地利用坡地、山地、水面、植被,亦是很值得研究的问题,在规划设计中应重视对自然环境地段个性的研究,注意对自然景观的利用,对建设地段上的水面、山坡甚至一草一木都应尽量给予保留,并精心地将其纳入到统一的建筑空间中去,尤其是小区中心绿化广场更应充分利用自然景观,小区中心绿化广场大都面积较大,以公园形式集中了绿化、水面、坡地等景观。利用自然景物建小区中心绿化广场,可使小区园林化,组团化、村落化更易于生动体现,而且还可以产生强烈的环境艺术效果,为居民创造良好的居住环境,生态环境及植被又都可获得更好保护和利用。
总之,在实施居住区建设项目全过程的技术经济分析中,重点加强规划设计阶段的技术经济分析,强化决策层及技术人员的重视投资决策估算及设计阶段造价控制的意识,逐步实现以提高工程经济效益为目的,把控制工程造价的观念渗透到各项设计技术措施中,处处精心设计、精打细算,把居住区规划设计及工程造价控制工作推向一个新的里程碑。
参考文献:
石油、煤炭等都是当前世界上最为重要的能源之一,对于我国来说,石油资源相对较为匮乏,在能源结构上,主要呈现为煤多油少的局面,因此国家曾经提倡以煤代油的能源政策。随着国际原油价格的不断变化,电厂所面临的经济问题和成本问题也日益严峻。在这样的背景下,电厂加大节油降耗的力度,对发电成本进行控制。对此,可以在电厂锅炉中应用等离子点火技术,能够有效地实现节油降耗,取得更好的经济效益。
1.等离子点火系统及原理
1.1等离子点火系统
在等离子点火系统当中,主要由等离子发生器、直流电源、点火燃烧器、控制系统等部分组成。其中,等离子发生器能够对50kW~150kW电功率的空气等离子体进行产生,直流电源能够将三相380V的交流电源整合成直流电源,向发生器供电。点火燃烧器配合等离子发生器使用,对煤粉进行点燃。控制系统采用了数据总线、通信接口、CRT、PLC等部分构成,能够实现全数字化自动控制。系统具有50kW~150kW的输出功率,且连续可调。压缩空气压力在0.12MPa~0.4MPa,流量在150m3/h以上,且能够保持洁净无油。冷却水压力在0.3MPa以上,流量在10t/h以上,t在40℃以下。
1.2等离子点火原理
在等离子点火装置当中,对直流电源进行利用,基于相应的介质气压条件接触引弧,在强磁场控制下,对稳定功率定向流动空气等离子体进行获取,采用磁压缩、机械等方法,向需要点火的位置送入等离子体射流,在点火燃烧器当中,能够达到4000K以上具有极大梯度的局部高温火核,当等离子火核与煤粉颗粒相接触,煤粉颗粒会对挥发物进行迅速释放,劈裂粉碎再造挥发充分,从而被快速点燃。在等离子发生器当中,采用了阳极、阴极、线圈等部分,在发火原理上,基于相应的输出电流条件,中心阴极和阳极进行接触,系统达到短路的状态,阴极和阳极缓慢分开的过程中,会有电弧产生,在线圈磁场的作用下,将电弧拉出喷管外部。在电弧的作用下,压缩空气受到电离,产生高温等离子体,从而使煤粉产生了被点燃的可能性。在设计过程中,采用进退执行机构控制点火装置的阴极,同时控制电弧电功率。此外,还利用相同的计算机控制系统,监视冷却水、冷却风等。
2.等离子点火技术的实际应用
2.1技术改造
在电厂锅炉对等离子点火技术的应用中,对老机组进行技术改造是一项重要的内容。在改造的过程中,可以利用等离子燃烧器,对原有的原油枪进行替代,在下层二次风道中原油枪的位置,对等离子燃烧器进行安装,从给粉机中单独接煤粉管道。在低负荷稳燃、锅炉点火等过程中,将等离子投入使用,在锅炉达到正常运行状态后,将等离子退出运行。通常情况下,在中储仓式制粉系统当中,会对这种方法进行应用。可以对主燃烧器进行改造,使其能够在作为主燃烧器运行的同时,也可以采用等离子进行点火。在下层一次风处安装等离子点火燃烧器,对原有的煤粉燃烧器进行代替。在锅炉稳燃、点火等状态下,将其作为等离子燃烧器进行应用。在锅炉正常运行状态下,将其作为主燃烧器进行使用。在当前很多电厂当中这种方法被广泛应用。
2.2新建机组
在新建机组建设方面,将C层4只原燃烧器改造为等离子点火燃烧器,其中包括了周界二次风部分、一二级燃烧室、等离子引弧装置,浓淡分离装置。对浓淡分离装置进行了设计,能够将一次风分为浓淡两股气流,其中浓相进入一级室,淡相进入二级室。空气经过母管,向等离子装置就地控制箱输送,对压力开关、压力表进行安装,对压缩空气压力进行控制,在满足压力后,向主控室PLC发送信号。压缩空气压力应在0.08MPa以上,单台流量在150m3/h。使用杂用压缩空气母管提供压缩空气。采用了水冷却发生器系统,单个燃烧器用水量为8t/h,出入口压差控制在0.3MPa以上,采用除盐化学水,通过母管向就地控制箱输送,满足压力后,向主控室PLC发送信号。选用不锈钢作为冷却水系统管材,从锅炉除盐水补水箱获取水源,回水返回除盐水箱中。
3.等离子点火技术的经济分析
3.1新建机组的直接经济效益
以600MW的机组为例,在试运期经过机组带大负荷运行、锅炉酸洗、电气试验、机组并网、汽轮机冲转、整定安全阀、锅炉吹管等诸多阶段。在这些阶段当中,锅炉无法对磨煤机进行投运,也不能实现完全断油运行,因此,需要对大量的燃油进行消耗。从电力部门下发的试运导则规定当中,规定了在600MW机组的试运期间,燃油消耗标准定量在9000t左右。而在机组试运初期,如果将等离子煤粉点火系统进行投入使用,在整个试运期间,能够将燃油消耗控制在2000t以下,因而能够产生十分客观的经济效益。
3.2老机组改造的直接经济效益
在电厂老机组改造项目中,对于燃煤锅炉进行等离子点火设备改造,根据启停频率、燃煤煤种、锅炉型号等不同,投资效益也会具有较大的差别。例如,在200MW的机组当中,每次启动大约消耗50t油量,通常在30t~50t,最高时可能达到250t以上。300MW的机组进行以此冷态启动,耗油量可能达到700t以上,与均值145t相比,超出了300t~500t左右。同时,很多火电机组具有较高的最低不投油稳燃负荷,例如,100MW的机组,最低稳燃负荷约在额定负荷的62%,200MW的机组则约为额定负荷的56%,300MW的机组约为额定负荷的53%,因此,在助燃和稳燃过程中,需要消耗相当大的油量。1台100MW的机组,每年耗油量可能超过300t,200MW机组耗油量可能超过280t,300MW机组耗油量可能超过500t。通常情况下,对于非调峰机组来说,能够在1~2年的时间收回改造费用,而对于经常用于调峰的机组来说,半年到一年内就能够将投资成本收回,因而能够取得十分良好的经济效益。
4结论
等离子点火技术是一种较为先进的技术,在很多领域当中都有着广泛的应用。其中,在电厂锅炉中对等离子点火技术及装置进行应用,具有很多明显的优势,能够帮助电厂有效地节约成本,取得更为理想的经济效益。在等离子点火装置运行中,通过产生高温等离子点火将煤粉点燃,可对过去的燃油装置进行替代,极大地降低了锅炉点火及稳态运行中的燃油消耗,具有良好的经济性。
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电网的技术改造,即运用成熟、合适的先进技术、工艺、设备以及材料等,完善、配套或改造现有落后的运行设备及设施,旨在全面促进电网发展,提高设备的健康水平和技术的先进水平,保证电力系统安全、温度、经济、优质地运行,改善电网公司的现代化管理水平和资产管理方式。目前电网技术改造工作中,存在着经济分析方法、设备改进和更新方法、大量投资资源浪费等一系列的问题,需要工作人员去研究和探讨。
1 电网技术改造后运行的经济分析及策略
1.1 建立经济分析评测机制
现代电力系统应建立科学的经济分析评测机制,以保证电网运行经济分析的科学性。以基础电网调研为基础,确定经济分析的重点,引用评测机制,分析电力输送的时间情况,综合指导电网运行经济分析工作,避免管理评价机制不符合实际情况造成问题。
1.2 完善经济分析管理体系
电力管理部门应建立由技术人员、成本核算人员等组成的科学分析部门,运用技术基础、财务理论、组织架构、审核机制等,明确划分各岗位责任,强化经济分析工作、制定工作质量,保证电网改造和运行经济分析的有效性以及科学性,实现现代电力系统技术改造和成本控制的长远目标。
1.3 借助城市规划建设契机
老电网及旧电网是影响电力系统整体能耗的重要因素。通过对老城区电网的改造以及新城区电网建设中电力系统的整体规划与设计,可以在城市规划建设的契机中,实现电网改造过程降低能耗的目标。电力部门还需结合实际供电区域及输电情况,合理配置变压器,建设输电能力,降低电网改造后的电能损耗。
1.4 完善电网供电线路检修体系
由于线路的老旧、损坏严重影响着线路的能耗,电网技术改造过程中,应十分注重供电线路的检修,以降低其对电网改造过程经济因素的影响。现代电网技术改造过程中,线路故障问题依然时有发生,电力部门应对供电线路的检修管理工作加以完善,保证电网改造系统的经济稳定运行。
2 电网改造过程中经济分析方法研究
本文基于同时考虑提高电网的可靠性,同时降低线路线损的双重目标,选择成本分析法来确定电网技术改造过程中电网企业的收益。电力企业为独立经营的公司,在市场中,应保证其投入固定资产时,获得最大效益,所以基于成本分析法,采用了投产还贷期最小收入法,并同时考虑线损率和停电损失进行可靠性经济评估,使其更符合生产实际。
与技术改造过程中的投资成比例关系,反映了除去线损成本和可靠性成本后,其他支出成本对投资的年综合最小收益率需求。电网改造前后,电网公式的收益表现在可靠性提高以及线损的成本支出的减少,当电网公司年收益与投资的比大于时,表明电网公司又盈利。
综合反映了由资金成本、还款时间、折旧方式、工程建设期等一系列因素引起的资金运作成本对投资的影响,同时还有也包括技术改造后新增年维修费以及年保险费,统称资金成本。
投产还贷期最小收入法的经济分析如下:对改造前的G值计算时,投资为0。针对同一电网,比较选择不同的方案时,G值越小,则该方案成本越低,越经济。如果某电网技术改造方案在计算收益时,改造前后G值差额为0,则经济学涵义为,电网公司在投产贷款期,可靠性提高、线损降低以及设备账面价值的收入等于还贷支出,投产贷款期完全为了服务。隐含意义为,如果电网公司继续以该种贷款方式,贷设备帐面价值的钱,则电力公司将获得收益。如果G值差额为负,则电网公司效益较好,可以盈利。
3 电网技术改造过程中设备经济寿命的分析
3.1 设备的磨损
设备磨损导致设备陈旧落后,磨损主要分为有形磨损和无形磨损。有形磨损指在外力作用下,零部件由于摩擦、振动、疲劳等因素,引起设备实体的腐蚀;或设备闲置时,自然力导致的生锈腐损等。无形磨损主要指科学技术进步导致功能更完善、效率更高新设备的出现,导致原有设备相对意义的落后,价值的贬低。无形磨损也称经济磨损。
3.2 设备的最佳更新期
电网技术改造过程中,设备更新改造主要目的为补偿设备有形、无形磨损,提高设备的可靠性,同时降低维修和使用费用。
分析设备改造过程中最佳的更新期时,将设备的寿命分为三类,即物理寿命(从开始使用至报废)、技术寿命(从设备投产至被新技术淘汰)、经济寿命(保证使用费用最经济)。实际情况中,随着使用年份增大,设备的资金回收费用减小,设备维护的保养费、动力、材料消耗费增加,同时,设备的工作精度、生产效率将不断下降。整个变过程,年度总费用与时间呈函数关系,如果能够找到一个时间平衡点使得改点,设备的年度总费用最小,则该时间平衡点即为设备的经济寿命点,同时为设备更新的最佳时间点。
3.3 设备更新时机的计算过程
随着设备使用年限的增加,磨损不断加剧,一方面,设备的技术性能越来越不好,另一方面,设备的维持费用越来越高,该现象称为设备的低劣化。按照资料预测的设备低劣化程度每年以现行递增,则可根据改函数测定设备更新的最佳时期,早作准备。
假设电气设备的原始价格为,使用年数为后设备残余的价值为0,年维持费为,由于设备性能逐年低劣化,导致设备维持费用增加的年平均值为,也称低劣值,年设备折旧费用为,则按如下方法计算设备最佳使用期。
3.4 设备更新方案选择
在电网技术性改造过程中,考虑到补偿电气设备的有形无形磨损,在设备大修、更新及技术改造中,如何选择,以及选择何种设备更新方案十分重要。一般来说,有5种可供选择方式,分别是:继续使用旧设备;对旧设备进行大修;对旧设备进行技术改造;用相同型号的新设备替代旧设备;采用新型号设备替代旧设备等。实际中,一般通过现代设备工程经济学的原理和方法,对设备进行分析、计算,并且通过综合比较后,选择技术经济效益最优的方案。
4 结语
在电网进行技术改造的的过程中,对于其进行技术经济分析,确定最优的电网运行状态、经济分析方法及设备的最佳使用情况十分重要。当然,电网技术改造中的经济分析,需要全体工作人员的共同努力,才能全面促进电网发展,提高设备的健康水平和技术的先进水平,保证电力系统安全、温度、经济、优质地运行。
二、具体的技术内容分析
有很多因素会对既有建筑能耗带来影响,围护结构保温状况、采暖供暖系统的效率和室外的热环境在其中起到决定性的作用。各种气候因素就是所谓的室外热环境,对太阳辐射的利用是这里我们需要重点考虑的内容。门窗气密性和建筑维护结构的保温性能使对寒冷地区居住建筑能耗带来影响的最主要因素。当中,改造围护结构的传热损失会占据到80%左右,门窗缝隙渗透空气的热损失会占据到30%左右,所以,改进围护结构保温性能,在寒冷地区居住建筑节能的工作中自然的就成为了一项重要的工作内容。管网运送效率和锅炉运行效率为采暖供热系统效率所包含的主要内容。我国锅炉的效率并不高,供热率同发达国家进行比较还存在着很大的差距,因此,在一些气候比较寒冷的地区也会因为这个因素的存在而对过多的能源进行消耗。所以,改造既有建筑节能时主要应该围绕这样几个方面去做:外箱、门窗、屋顶、供热系统及太阳能的利用、楼梯间隔墙等。在二十多年的研究和实践中,对新建筑节能工作的推进也带来了非常巨大的帮助,一批比较成熟的技术已经被研究制定出来,例如屋顶改造、节能门窗、外墙保温隔热等技术的改造,进而向着既有建筑节能改造技术上嫁接,并且对相关的规程还应该予以参考,确保我国既有建筑技能改造工作可以顺利的开展起来。
三、技术经济分析的相关内容
1.模拟住宅能耗的方法
在模拟计算住宅建筑时,应该把建筑围护结构的气候参数、住户居住行为和围护结构信息等当做参数向模拟软件中输入,进而能够将建筑的热性能指标获取出来。
2.确定计算输入参数
通常对典型气象年的数据进行应用来作为气象参数,在利用数学法对多年的实测数据进行了处理之后,能够将代表性强的一年逐时数据获取出来,在国际上这种方法也是非常流行。住宅的能耗在很大程度上会受到住户居住调节行为的影响,并且,一些时候会将不同的调节方式应用到不同的用户之间,在设计阶段开展模拟计算中,只有将一个代表性强的居住调节方式设计出来,进而将计算时使用的标准工况生成出来,将本建筑能耗情况获取出来。
3.经济性分析与评价
(1)净现值评价
在生命周期内,节能居住的技能收益能力的动态指标就能够通过净现值反映出来,在实施了节能改造措施之后,后期费用差额和年收益额为它的主要计算依据,对折现率的选定作为基础,向着评价期的现值上折现,进而将差额从节能改造投资中计算出来。
(2)投资的回收阶段
这种回收期指的是在使用节能住宅的时候,对住宅节能改造投资所需要的时间用总体节能收益进行抵偿。利用具备同等节能功效的各种技能技术收益的相加获取总体节能收益,之后再将不同节能效果技术的总和汇集起来。因为降低投资成本、能够将投资尽快的回收过来,因此,在对既有建筑节能的经济性进行研究中受到了广泛的应用。
4.建立经济评价模式
(1)思路构建
第一,描述技能改造方案,利用抽象的方式将节能改造方案的经济特性表示出来,节能改造措施、工程量、造价和建筑构件为节能改造方案经济性中四个主要方面。第二,具体的改造措施。就是将对应的节能技术应用到每个建筑构件上面,例如窗户的外遮阳、外墙上的内外保温等。第三,工程量分析,就是改造每种技能中的具体施工量。第四,工程改造时所花费的资金。第五,合理地确定节能效益与建筑能耗的成本。就是将每种节能改造方案的节能效益确定出来,能源价格、用能成本和建筑能耗量。
(2)建设基本
应该根据实际情况对模型进行建立,但是对模型的运行效率和模型的复杂程度进行考虑,在假定模型的时候需要紧紧的围绕这样几个方面:首先,对应节能改造所提升时的重量,进行节能改造住宅的建筑框架确保能够完全承担。其次,在考虑全寿命周期时,节能价格、资金等会随时的发生一些改变,但是为了对分析过程进行简化,可以用年来确定和衡量模型。再次,对于能源间隔变化率和折现率等确定不了的因素要进行认真地分析和考虑。
(3)构建某型参数
第一,对时间要正确的分析,可以t表示,整个项目过程的时间可以用其表示出来。第二,编制建筑构件。用若干个构件来表示建筑的组成部分,例如外门、屋顶、楼板、外墙、外窗等,不单纯有传统意义上的建筑本身构件会存在于这里所定义的构件中,太阳能光电系统、太阳能热水系统。第三,会将若干个节能改造措施应用到各个构件中,例如外墙中,可以用外保温措施,也可以用内保温措施,此外,也可以对不同的材料、保温层等进行使用。第四,用编号的形式表示节能方案。综合起来若干种节能改造措施,进而将一定的节能改造方案就可以制定出来。
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:
技术经济分析是一个综合概念,是把技术与经济结合起来进行研究,以选择最佳的技术方案,将建筑成本降到最低是技术经济分析的最主要目标。但是在实际中,建筑方往往在设计阶段比较重视技术经济分析,而忽略了施工阶段的技术经济分析。众所周知,一个工程项目从立项、规划、设计、审核到施工,各个环节紧密相扣,前期的工作完成之后,就是后期的建设的了。在现场的施工过程中,技术经济分析占据着至关重要的地位,这是建筑工程的主体阶段,对于质量控制和减少成本都起着不可替代的作用。因此,在管理的整个过程中,管理人员都应该严格按照规范要求进行技术经济分析工作,与此同时做好与各个工作方面的工程管理工作。这对于工程的质量以及安全等才能够有一个良好的保障。以下本文将依照相关规范和实践经验,对建设工程的技术经济进行有效的分析和评价:
1、建设工程技术经济分析和评价的含义及重要性。
1.1、建设工程技术经济的分析和评价的含义。工程技术经济又称为工程经济学,是研究各种工程项目、技术措施及技术方案的经济效益评价和选优的科学,它所解决的问题就是工程项目方案是否可选和工程项目方案的比较和选择;建设企业为了节省并且有效的使用投资,讲究追求经济效益,在做出投资决策之前,要认真的进行可行性研究,且要对投资项目的经济效益进行计算和分析,同时在有多种施工方案时,要进行优化选择,这种分析论证的过程被称为工程项目技术经济的评价。
1.2、建设工程技术与经济的关系。技术和经济是工程建设中不可缺少的两个方面,存在着一种相互联系、相互制约的辩证关系。首先发展经济必须要依靠科学技术,技术是第一生产力,技术可以促进经济的发展;其次经济在某方面来讲是制约着技术的,所以工程建设中,技术、经济缺一不可。
1.3、建设工程技术经济分析和评价的重要性。建设工程通常是一项程序复杂、投资较大且工期较长的过程,因此针对不同的政策、不同的区域,相关部门往往会针对施工环境、工程设计以及相关管理规范编制出多种方案,而我们究竟应该如何选择呢?为了保证最高的经济效益,通常对工程的经济和技术进行有效的分析和评价,从而保证方案的可行性。建设工程技术经济的分析和评价,可以有效的优化投资结构并且能够保证建设企业的经济效益,由此看来,在工程建设中,对技术经济的分析和评价的作用是无可替代的,将决定建设企业的生存与发展。
2、在项目决策阶段的技术经济分析和评价。
2.1、对项目建议书及可行性评估报告的分析和评价。项目决策阶段即是相关管理部门或技术人员按照相关规定、根据实际情况正确合理的编制工程项目的建议书,并且制定多种实施方案、拟定可行性评估报告。此时,就要对项目建议书以及可行性评估报告进行细致的分析和评价,首先对于计划中建设规模及地点选择进行分析与评价,规模既要符合资源的科学利用又要符合施工的实际情况、地点要选择交通便捷且距离较近的地方,然后依照技术经济分析和评价的基本方法和原则进行多方对比,最终选择合理的方案;其次,项目建设的可行性评估要根据当时的政府政策以及当地具体经济情况,以科学为依据、以优化方案为前提,对技术、经济以及效益进行可行性评估,从而避免因为决策上的失误而影响工程整体的经济效益。充分发挥可行性评估在施工过程中的指导作用,从而在项目决策阶段能够对技术经济进行有效分析和评价。
2.2、对工程计量和预结算的技术经济分析和评价。建设工程中,任何一项都要通过相关检验及审核,才能继续下一步的工程。所以要对施工中的费用标准和单价进行详细的核实,并且审核该工程的基本计量,提高预结算的准确性和有效性,从而保证整个建设工程的经济效益。
3、工程建设技术经济的分析。
建设工程技术经济分析实质是在对工程项目的各个方面及程序进行有效的对比分析,从而在优化结构的前提之下,选择出最适合的方案及政策。
3.1、建设工程技术经济分析的基本方法。建设工程技术经济分析评论的基本方法由静态分析评价法、动态分析评价法以及投资方案的选择三种共同组成。静态分析评价通常是针对于工程建设的最初方案阶段,进行有效的方案效益费用的计算;动态分析评价法通常用于工程建设决策后期的可行性评估上,进行有效的计算,并且是整个工程建设经济效益的重要评价方法;对于投资方案的选择是技术经济分析与评价的最终目的。
3.2、建设工程技术经济分析的步骤。建设工程技术经济分析的步骤,首先要对当地市场的销售和经济进行考察,并且根据考察结果确定工程建设的技术开发;其次集合相关管理人员和技术人员,提出不同的技术方案并确定此次项目的评价标准;最后分析和评价以上所提出方案的技术性和可行性,同时计算工程的经济效益。另外最重要就是结合各种因素,如环境、技术以及社会等,进行综合而有效的分析,选出最适合的方案。
3.3、建设工程技术经济分析的基本要求。第一,要能有效的体验出每个方案的实际状况,多个方案的对比有利于总结出更好的效益策略,因此建设工程技术经济分析必须具有丰富的可比性;第二,建设工程技术经济效益应具有一定的预测性,因为它是从实际情况出发,针对项目的特点来进行分析的,所以它可以预测将来的经济效益;第三,建设工程技术分析要根据项目的开发、工程的建设范围以及其他因素确定分析和评价的范围。
4、工程建设技术经济的评价。
所谓建设工程技术经济评价就是将技术评价和经济评价分开进行,最后再根据实际情况和相关指标,将二者的结果进行对比与结合,以进行综合评价选取最后的优质方案。建设工程的经济效果即是指建设工程过程中产出量与投入量的比值.其中劳动耗费指劳动占用量,而将经济活动中所取得的有效劳动成果与劳动耗费的比较称为经济效益。
目前建设工程技术经济的评价方法包括维利润评价方法、多指标评价方法和单指标评价方法三种,建设技术经济的经济效果就是在不断创造社会经济的同时,减少在工程建设中所消耗的资源和能源,突出建设企业的经济效益为维利润评价方法;多指标评价方法即是,通过一系列的时间指标和价值指标等来达到企业的经济效果;如果假设工程的经济效果是按着唯一的价值指标来作为标准,就称为单指标评价方法。而无论是哪种评价方法,其最终的目的都是相同的,就是追求工程建设的经济效果,从而增加经济效益。
5、技术经济分析的重要意义与启示
长期以来,业内的技术经济分析仅限于工程项目的设计方案的决策上,而忽视了技术经济分析在施工领域的应用,或者说没能引起足够的重视,因此曾有国外工程技术人员认为,中国的工程技术人员的施工技术能力与国际同行相差无儿,但是缺乏经济头脑,很少思考如何降低成本。
随着建筑市场化的发展,人们对技术经济分析在施工领域的运用逐渐重视,有的大型建筑企业大力推行“科技创效”,通过奖励制度来鼓励工程技术人员开动脑筋,积极进行方案优化,从而达到降本增效的目的。但是其具体的工作机制与模式没有变化,仍旧是技术人员搞技术人员的,经济人员搞经济人员的,没能从制度上保障技术与经济的结合,同时也没有对从业人员进行复合知识型培训,既懂技术、又精经济的复合型人才仍然十分缺乏,因而技术经济分析不能充分发抨作用。
当前,建筑市场的竞争口益激烈,在工程招投标活动中,合理低价的定标方式已基本上被大部分业主方所采纳。在国内,所谓的“合理低价”实质上就是最低价。因此承包商为了承揽到工程业务,往往以成本价或低于成本价获得工程项目,而后在施工过程中,千方白计地创造变更、签证及索赔机会。同时,在内部管理上也出台一系列制度,采取办法进行成本控制与管理,从开源与节流上最大限度地挖掘项目盈利的潜力。但是,构成建筑物实体的成本是有限的,不可能无限地降低下去,因此必须在非工程实体的技术措施费上下功夫,技术经济分析的重要意义与作用就凸现出来了。因此建筑施工企业必须造就大量的技术经济型人才,让科技创效真正得以实现,使企业成本低于社会平均水平,以提高企业的竞争力,这样企业才能更好地发展。
结束语
当前,工程建设市场竞争激烈,在工程招投标活动中,合理低价的定标方式已基本上被大部分业主方所采纳。在国内,所谓的“合理低价”实质上就是最低价。因此承包商为了承揽到工程业务,往往以成本价或低于成本价获得工程项目,而后在施工过程中千方百计地创造变更、签证及索赔机会。同时,在内部管理上也出台一系列制度,采取办法进行成本控制与管理,从开源与节流上最大限度地挖掘项目盈利的潜力。但是,构成建筑物实体的成本是有限的,不可能无限地降低下去,因此必须在非工程实体的技术措施费上下功夫,技术经济分析的重要意义与作用就凸现出来了。因此建筑施工企业必须造就大量的技术经济型人才,让科技创效真正得以实现,使企业成本低于社会平均水平,以提高企业的竞争力,这样企业才能更好地发展。总之,工程建设企业所赖以生存的就是企业的经济效益。好的经济效益是在保证高质量的同时,以最低最合理的资源投入换取最高的经济效果,好的经济效果又能促进我国建设业的不断发展,从而营造一个良性循环发展的工程建设环境。通过本文不难看出,工程建设技术经济的分析和评价在此所起到的作用是不容小觑的,是实现企业经济效益的关键因素。所以, 正确的分析评论工程建设中的技术经济,能够促进工程造价的管理与控制, 创造出工程建设业的美好明天
参考文献
[1]工程经济分析第六章.百度经济学.2010.12.
[2]刘岸浩.工程技术经济分析中应注意到的几个可比性问题.海伦市水务局.2010.06.
关键词:
沿空留巷;超高水充填;新掘巷道;分析比对
1工作面概况
C2405综采充填工作面位于城郊煤矿四采区,该工作面位于老城北关以北,城厢乡以南,永城市解放路横跨工作面,地表有邻路民房,其余为大量良田。工作面走向长度(胶带顺槽里段419.4m,轨道顺槽里段434.2m)平均426.8m,倾斜长度75.8m,面积32752㎡。工作面开采无煤与瓦斯突出现象,煤尘无爆炸倾向。
2巷内基本支护即掘进期间的锚杆、锚索等支护方式。
2.1顶板支护方式采用锚网带支护,锚杆为Φ20mm×2200mm的高强锚杆,选用4200mm长W钢带配合120mm×240mm×8mm型W托盘、100mm×100mm铁托盘,锚杆间排距为750mm×800mm,选用1000mm×2000mm型平焊网,平焊网搭接长度不小于100mm。顶板除正常的锚网带支护外,垂直于巷道中心线布置一排锚索梁;锚索梁长2000mm,一粱两索,锚索梁采用12#槽钢加工而成,距锚索梁两端200mm各打一个Φ22mm锚索孔,锚索梁排距为3200mm。
2.2帮部支护方式煤柱侧帮部采用锚网梯支护,帮部锚杆选用Φ18mm×2200mm普通树脂锚杆,锚杆间排距为800mm×800mm,矩形布置,从顶板向下300mm开始起锚。帮部从煤壁向外依次采用4000mm×1400mm的双抗网、1000mm×2000mm的平焊网、竖向钢筋梯(用Φ16mm的钢筋焊接而成)及150mm×150mm×8mm的铁托盘支护。按照以上标准进行巷道支护含人工及设备因素,每米巷道掘进成本为4000元/m,但在巷道成型后,由于临近老空,顶、底板压力开始显现,需定期对变形巷道进行维护,成本会进一步增加,综合成本约为4500元/m。
3沿空留巷方案制定
3.1留巷的设计为保证沿空留巷工作安全顺利地进行,减轻工作面采动、周期来压对巷道的影响,需对C2405胶带顺槽里段进行巷内支护。巷内支护分为掘进期间的基本支护、回采前的加强支护、留巷期间的临时支护三部分。
3.1.1加强支护
3.1.1.1巷道顶板加强支护顶板支护采用3000mm长29U型钢锚索梁加固,一梁三索,锚索梁垂直于巷道布置,排距1600mm,与顶板钢带错开布置,锚索梁一端距煤柱侧400mm,另一端距回采侧800mm。锚索规格为Φ21.6mm×8000mm,使用长度不低于7500mm,在锚索锁具与U型钢梁间加垫规格100mm×100mm×10mm的垫片;使用MQ18-200/63型手动锚索张拉机具张拉至预紧力时,压力表读数达到35MPa,锚索端头采用防护管进行防护,锚索外露长度控制在150mm~180mm。当顶板破损时,在锚索梁与顶板之间铺设双层塑编网,塑编网与顶板平焊网之间使用网绳可靠连接,防止顶板矸石掉落,当打注的锚索梁不接顶时,及时背木,保证锚索梁接顶密实。除锚索梁支护外,在每根锚索梁及每两根锚索梁之间对应的回采侧位置打注单根锚索,锚索位置距离煤壁400mm,锚索间距为800mm。在锚索和锁具之间依次安装规格为400mm×400mm×20mm的铁托盘、200mm×200mm×50mm的木托盘及150mm×90mm×12mm的铁托盘,使用MQ18-200/63型手动锚索张拉机具张拉至预紧力时,压力表读数达到30MPa,锚索端头采用防护管进行防护,锚索外露长度控制在150mm~180mm。
3.1.1.1煤柱侧帮部加强支护煤柱侧帮部加强支护采用单锚索+铁托盘支护,五花眼布置,上部锚索距顶板500mm,下部锚索距底板500mm,中间锚索布置在巷帮中部。锚索型号为Φ18.9mm×4800mm,使用长度不小于4500mm,每根锚索配1支MSK2335型(里侧)和1支MSZ2335型(外侧)锚固剂,预紧力100kN,使用MQ19-200/40型锚索张拉机具张拉至预紧力时,压力表读数必须达到20MPa以上;在锚索和锁具之间依次安装规格为400mm×400mm×20mm的铁托盘、200mm×200mm×50mm的木托盘及150mm×90mm×12mm的铁托盘。
3.1.2临时支护沿空留巷在受到工作面采动影响期间及采后留巷期间,巷道围岩活动强烈、顶板下沉量较大。大量观测结果表明,沿空留巷顶板活动强烈的范围在工作面前方20m、工作面回采后方50m范围内。因此,该区域内需要采用临时加强支护。工作面前方20m范围、回采后方50m范围内,根据各区段煤层高度和巷道宽度选取DW25~DW35型单体支柱配合3.6m~4.0m长∏型梁架倾向棚支护,棚距800mm±100mm,∏型梁架设在顶板无钢带、锚索梁支护的巷道中间位置。
3.2充填支护设计根据充填工艺特点及充填材料性质,为节省设备费用,减少过多的留巷充填工序,决定选用超高水材料同时作为巷旁充填材料和采空区充填材料,并使用同一制浆、充填设备。超高水充填材料主要由两种主料和两种外加剂组成,主料包括A料、B料,外加剂包括AA料、BB料。A料以铝土矿、石膏等独立炼制而成,B料由石膏、石灰等混磨成主料,AA料和BB料分别起着复合超缓凝分散剂、复合速凝剂的作用。
4与新掘进巷道相比
沿空留巷综合成本(留巷段再采用单体柱+π型梁加强支护)包括材料、人工等在内约合2000元/米;而目前掘进巷道综合成本(巷道断面为4.2m×2.8m)约4500元/m,每米可节约资金2500元,另外可以解放两个工作面之间的煤柱,煤柱宽度按10m计算,高度按2.8m,工作面走向按400m计算,可以多回收煤炭资源约1.5万t,可创经济效益750万元,获利润390余万元,经济效益十分可观。