電站出水壓力管道經(jīng)濟管徑計算

唐 星

(遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院，遼寧省沈陽市 110006)

電站出水壓力管道經(jīng)濟管徑計算

唐 星

(遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院，遼寧省沈陽市 110006)

從水庫取水輸送到用戶，每年多數(shù)時間用戶所需水頭壓力均有富余，為了充分利用水庫水位勢能，在水庫出口設(shè)置電站，一方面降低下游管道壓力，一方面為社會帶來經(jīng)濟效益。經(jīng)濟管徑計算公式一般適用于加壓輸水或者重力流輸水，文章分析了在系統(tǒng)中設(shè)有電站的情況下如何計算管道的經(jīng)濟管徑。

經(jīng)濟管徑；引水式電站；壓力管道

某工程輸水管道線路長、管徑大，工程的投資主要部分為管線的投資。從水庫取水，重力流輸送到用水戶，線路全長 88km，電站出水壓力管道7.1km，用水戶要求水壓 199m，水庫校核洪水位265.7m，正常蓄水位 255.2m，死水位 207.7m，供水要求的水庫最低水位225m，所以水庫每年在大多數(shù)時間內(nèi)將有30m左右的富余水頭，為了充分利用重力勢能，在水庫出口設(shè)置引水式電站，在降低管道壓力的同時，帶來可觀的發(fā)電效益。

1 加壓輸水和重力輸水經(jīng)濟管徑計算

1.1 經(jīng)濟管徑計算

設(shè)計流量：管道設(shè)計按最高日流量設(shè)計，在進行經(jīng)濟管徑分析時采用平均日流量計算，同時采用高日流量復(fù)核輸水能力。

由于該工程輸水管道線路長、管徑大，管線投資占工程投資的大部分。以管道的年運行費用現(xiàn)值與管道投資費用之和，即費用總現(xiàn)值作為目標(biāo)函數(shù)，輸水水量、水壓、管道流速作為約束條件，費用總現(xiàn)值最小所對應(yīng)的管徑即為經(jīng)濟管徑。

計算基本參數(shù)：

年運行費用現(xiàn)值=年運行費·年金現(xiàn)值系數(shù)[P/A,i,n]

式中：n--使用年限，按n =50年計；i--收益率，i=8%。

電費按0.60元/度電計算。

1.2 判斷系統(tǒng)是否加壓的約束條件

當(dāng)利用的勢能滿足最大輸水量時，所選的管徑小于在壓力流情況下計算的經(jīng)濟管徑時，便應(yīng)采用有壓重力流的輸水方式；否則便需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較確定是否采用加壓輸水。

1.3 不同輸水方式下計算費用總現(xiàn)值的方法

（1）壓力流情況下系統(tǒng)的費用總現(xiàn)值。費用總現(xiàn)值PW=工程投資費用+年運行費用現(xiàn)值

年運行費包括電費、人員工資及工程維護費。

（2）有壓重力流情況下系統(tǒng)的費用總現(xiàn)值。費用總現(xiàn)值PW=工程投資費用+年運行費用現(xiàn)值

年運行費包括人員工資及工程維護費。

工程投資費用僅僅為管材、管道安裝投資。

計算結(jié)果表明采用2×DN2400管道，方案總現(xiàn)值最小。按照常規(guī)經(jīng)濟管徑計算方案得出電站出水壓力管道經(jīng)濟管徑為2×DN2400。

2 采用電站發(fā)電效益與管道投資費用計算管道經(jīng)濟管徑

電站發(fā)電效益與發(fā)電水頭有關(guān)，發(fā)電水頭越大，發(fā)電量越大，相反發(fā)電水頭越小，發(fā)電量越小。發(fā)電水頭與管道直徑有關(guān)，管道直徑越大，管道損失越小，發(fā)電水頭越大，相反管道直徑越小，管道損失越大，發(fā)電水頭越小。

所以電站出水管道經(jīng)濟管徑可以通過電站的發(fā)電效益和管道投資費用經(jīng)濟比較來確定。表3為電站發(fā)電效益與管道投資費用計算表，通過總收益最大值判斷經(jīng)濟管徑。

從表3得出，管徑為2×DN2400的總收益最大。也就是說電站出水壓力管道經(jīng)濟管徑為2×DN2400。

3 結(jié) 語

從計算結(jié)果上看，兩種計算方法所得經(jīng)濟管徑一致，但是從計算過程上看，兩種計算方法是有明顯區(qū)別的。

常規(guī)的經(jīng)濟管徑計算方法適應(yīng)于水泵加壓供水系統(tǒng)。重力流供水系統(tǒng)的經(jīng)濟管徑計算也可以參照常規(guī)方法計算，但應(yīng)該充分利用富余水頭的勢能，在滿足用水戶輸水要求和規(guī)范允許流速范圍內(nèi)，盡量縮小管徑，從而使方案總現(xiàn)值最小。

如果輸水系統(tǒng)中設(shè)置引水式電站進行控制壓力和流量的措施，那么電站出水側(cè)的壓力管道應(yīng)盡量采用電站發(fā)電效益與管道投資費用經(jīng)濟比較的方法確定經(jīng)濟管徑。

[1] 給水排水設(shè)計手冊.第三冊.城鎮(zhèn)給水.上海市政工程設(shè)計研究院主編.第2版.中國建筑工業(yè)出版社,2003

[2] 嚴(yán)煦世,范瑾初.給水工程(第四版)中國建筑工業(yè)出版社,1999

水利部第一次全國水利普查項目通過終驗

2014年1月7日，水利部第一次全國水利普查項目驗收委員會在京召開會議，對水利部及部屬單位承擔(dān)的第一次全國水利普查項目進行終驗。驗收委員會成員、業(yè)務(wù)專家和財務(wù)專家代表以及國務(wù)院水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)人員參加了會議。

會議聽取了綜合工作組驗收工作匯報，審議了業(yè)務(wù)和財務(wù)專家驗收意見報告，查閱了相關(guān)資料，經(jīng)充分討論，認(rèn)為水利部第一次全國水利普查項目已按照實施方案及預(yù)算批復(fù)如期完成各項任務(wù)，成果質(zhì)量符合要求；預(yù)算控制有效，內(nèi)控制度健全，監(jiān)督管理到位，財務(wù)管理規(guī)范，會計核算清晰，預(yù)算執(zhí)行情況已通過審計；項目檔案已通過專項驗收。

普查成果《第一次全國水利普查公報》已由水利部、國家統(tǒng)計局聯(lián)合向社會發(fā)布，普查成果的應(yīng)用，對于科學(xué)謀劃水利長遠發(fā)展，提高水利服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展能力，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用具有重要意義。驗收委員會同意水利部第一次全國水利普查項目通過驗收。

水利部第一次全國水利普查項目順利通過終驗標(biāo)志著水利部普查項目的圓滿結(jié)束。通過這次驗收工作，探索了大型財政專項項目驗收管理經(jīng)驗，對進一步推進大型財政項目驗收工作制度化、規(guī)范化，落實財政項目全生命周期管理，將起到積極的促進作用。

（摘自：水利部網(wǎng)站，www.cws.net.cn ）

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.018

TV732.4

B

1008-1305（2014）01-0055-03

唐 星(1980年-) ，男，工程師。