Газоснабжение рабочего поселка на 8,5 тыс. жителей (стр. 11 из 20)
- различные сроки службы;
- различную продолжительность строительства (в одну или несколько
очередей);
- различное время выхода объектов на проектную эксплуатацию и т. д.
Характерной особенностью задач первого типа является необходимость учета дополнительных затрат в замену менее долговечной техники за время службы более долговечной техники. Для определения приведенных затрат по сравниваемым вариантам используется уравнение:
(6.9)при m=0,1,2,…..n,
где m – номер очередного вложения капитальных затрат;
n – количество замен оборудования за расчетный период (срок службы
объекта), определяемое по уравнению
(6.10) 
- коэффициент приведения затрат для года, отдаленного от базисного наmt0 лет.
Задачи второго типа решаются при экономическом обосновании строительства объекта (системы) в несколько этапов (очередей). Сметная стоимость строительства объекта в несколько очередей возрастает за счет дополнительных работ, связанных со сменой части установленного оборудования, устройством временных торцевых стен зданий, монтажом и демонтажем строительной техники и механизмов и т. д. Вместе с тем происходит снижение расчетных затрат во вторую и последующие очереди вследствие их отдаленности во времени. Обеспечивается также экономия расходов по эксплуатации за счет более полного использования установленного оборудования и других основных фондов. Для определения приведенных затрат по сравниваемым вариантам используется уравнение:
(6.11)где З – суммарные приведенные затраты, руб;
tсл – срок службы объекта;
Кt – капитальные вложения в t-ом году, руб;
Иt – расходы по эксплуатации t-ом году (без отчисления на реновацию), руб;
αt – коэффициент приведения равнопеременных затрат базисному году, определяемый по формуле
(6.12)где Енп – норматив приведения разновременных затрат, равный 0,08;
t – разность между годом приведения и базисным годом;
tн – начальный год расчетного периода, определяемый началом финансирования строительства объекта.
Задачи третьего типа имеют особое значение при проектировании систем инженерного оборудования новых городов или жилых массивов. По мере застройки населенного пункта, ввода потребителей в эксплуатацию расчетные нагрузки (тепло-, водо-, газопотребление и т. д.) возрастают практически от нуля до проектных (планируемых) величин. Поэтому оптимальное решение подобных задач требует подробной информации о темпах роста населенного пункта, развития его структуры и застройки, динамике потребления топливно-энергетических ресурсов и других определяющих параметров по всем годам расчетного периода строительства.
Пример. Газораспределительная станция (ГРС) может быть построена сразу на полную мощность при сметной стоимости К1= 1500000 рублей или в две очереди (вторая через 4 года) при сметной стоимости К2 = 1980000 рублей, в том числе затраты на первую очередь 1200000 рублей. Переменная часть годовых эксплуатационных расходов составляет 5% от соответствующих капитальных вложений. Срок службы станции tсл = 25 лет. Необходимо определить экономически более целесообразный вариант строительства.
Расчетные затраты по вариантам определяем, используя формулу (6.11):
а) При строительстве ГРС в одну очередь
б) При строительстве ГРС в две очереди
Следовательно, экономически целесообразным является строительство ГРС в одну очередь.
6.3 Определение оптимальной мощности и радиуса действия газорегуляторного пункта
При проектировании многоступенчатых систем газоснабжения населенных пунктов возникает необходимость определения оптимального количества точек питания сети низкого давления, то есть выбора оптимального количества газорегуляторных пунктов.
Рассмотрим основные задачи на примере методики, разработанной МИСИ им. Куйбышева.
С увеличением радиуса действия ГРП (с уменьшением количества ГРП) снижаются приведенные затраты в газорегуляторные пункты и распределительные сети высокого давления. Вместе с тем возрастают затраты в распределительные сети низкого давления за счет увеличения их среднего диаметра.
Примем в качестве целевой функции суммарные приведенные затраты по комплексу: ГРП – сети низкого давления – сети высокого (среднего) давления:
(6.13)Под радиусом действия ГРП подразумевается расстояние по прямой от ГРП до точки встречи потоков газа на границе зон действия двух соседних ГРП. Выявим взаимосвязь между радиусом R действия ГРП и радиусом действия газопровода между радиусом Rг. Рассмотрим два варианта размещения ГРП на территории населенного пункта: шахматный и коридорный (графическая часть).
При шахматном размещении ГРП радиус действия ГРП совпадает с радиусом действия газопровода, то есть Rг = R. При коридорном варианте радиусы действия ГРП и газопровода связаны между собой следующим соотношением:
(6.14)В общем случае, при смешанной схеме размещения ГРП, можно записать:
(6.15)Численное значение коэффициента α изменяется в пределах от 1 до
и в среднем может быть принято α ≈ 1,3. Выразим количество газорегуляторных пунктов n через радиус действия ГРП и площадь газоснабжаемой территории F. 
и 
(6.16)Откуда
(6.17)а также
(6.18)Следовательно,
(6.19)Выявим приведенные затраты по элементам газоснабжающей системы. Капитальные вложения в ГРП можно определить по формуле
(6.20)или с учетом (6.19)
(6.21)где К’грп – удельные капитальные вложения в один ГРП, руб. Принимаются по сметным нормативам в зависимости от конструктивного решения регуляторного пункта (ГРП, ШРП и т. п.) и его пропускной способности.
Затраты по эксплуатации ГРП могут быть выражены в виде годовых отчислений от капитальных вложений по формуле:
(6.22)Приведенные затраты на ГРП с учетом (6.21) и (6.22) определяется функцией:
(6.23)Выявим расчетные затраты в сети низкого давления. Для газопроводов, работающих в режиме “гладких” труб:
(6.24)где d – диаметр газопровода, см;
a – коэффициент пропорциональности, зависящий от состава газа;
Q – расход газа по трубопроводу, м3/ч;
l – длина газопровода, м;
ΔP – потеря давления в газопроводе, Па.
Положив в уравнение (6.24)
(6.25)получим для среднего диаметра распределительных газопроводов низкого давления
(6.25)где ΔPн – нормативный перепад давлений в уличных распределительных сетях, Па.
Считая, что газопроводы несут только путевую нагрузку, можно записать для среднего расхода газа:
(6.26)где q – удельный путевой расход газа, м3/ч·м.
Численные значения указанного параметра определяются по формуле
(6.27)где ∑Q – максимальный часовой расход газа населенным пунктом, м3/ч;
∑lн.д. – общая протяженность уличных газопроводов низкого давления, м.
Подставив (6.26) в (6.25) и преобразуя полученное выражение, имеем
(6.28)Удельные капитальные вложения в 1 м газопровода определяется по формуле
(6.29)где а, в – стоимостные параметры 1 м газопровода, имеющие размерность руб/м и руб/м·см соответственно;
d – диаметр газопровода, см.
Численные значения параметров a и в зависят от способа прокладки газопровода (надземная или подземная), характера грунта, типа дорожных покрытий и других условий. Для подземных газопроводов низкого давления допускается применение упрощенной зависимости: