價值工程在熱網結構優化中的運用＊

周蔚苗

（統一能源湖州熱電有限公司，浙江湖州313000）

價值工程在熱網結構優化中的運用＊

周蔚苗

（統一能源湖州熱電有限公司，浙江湖州313000）

價值工程是以提高產品價值和有效利用資源為目的，尋求用最低的壽命周期成本，可靠地實現使用者所需功能，以獲得最佳的綜合效益的一種管理技術.價值尺度公式V（價值）＝F（對象功能）/C（成本），說明價值與成本成反比，與功能成正比.價值工程是在20世紀初創立的全面質量管理中發展起來的，與一般的強調項目可行性的投資決策理論不同，是研究如何以最少的人力、物力、財力和時間獲得必要的功能的技術經濟分析方法，強調的是產品的功能分析和功能改進.

價值工程；熱網結構；優化運用

在熱力管線運行中因各種復雜因素不同程度地存在熱量損耗，目前熱量損耗是引起熱電廠蒸汽產品質量下降、經濟效益受損和用戶意見多的主要問題.除了提高管道絕熱性能來降低管網熱量損耗外，管網結構的優化也是降低損耗的主要措施之一.我公司熱力管支線1－31段，管線總長三公里，地下布置；用戶以間斷用汽為主，用量小；日蒸汽損耗量很大，成為我公司熱網單位長度下最大損益點.根據此支線結構問題的突出性，為優化管線結構，以此作為價值工程研究對象，進行價值、功能和成本一同分析.

1 信息資料搜集

1.1 管線用戶用汽特點

月用量趨勢具有典型的季節性特點，冬夏季為用汽高峰，春秋季為低谷；日用量曲線呈兩頭低，當中高，即白天八小時高，早晚時低，高峰季節曲線陡峭；整條管線屬于總管網末端支線之一，單向型供汽.

1.2 管線實際用量的統計分析

統計資料收集采用抽樣調查方式，從2009年全年總體用量中抽取以時為單位進行觀察.①抽樣分布采用等距抽樣的辦法，即以月為等距間隔，在1～30日的數字中隨機抽取2日為起點，即第一個樣本單位，以后每月按這2日抽取組成抽樣總體，調查的時總體容量為8760個，時樣本容量為576個，符合大樣本數量.②根據抽樣值分布情況可知，用汽變量近似正態分布，因此用正態分布的性質對總體做出描述.

時用汽量抽樣樣本概率計算過程如下：

已知：年用汽總量11318t，1.29t/h，設樣本均值總體均值μ＝1.29t/h，n＝576，樣本最大值為10t/h.求得：

各流量范圍概率分布如表1所示：

表1 各流量范圍概率計算結果

2 功能分析及功能評價

功能定義的目的：明確對象產品和組成產品的功能，弄清特性；便于功能評價，發現哪些是價值低的功能和有問題的功能；便于構思方案.

功能整理.該管線現用管徑：上中游DN250，下游DN200，設計時流速取為25m/s，容量20t/h；而實際容量在7t/h以上的概率小，每年僅有480小時超過7t/h用量.按照功能的量化標準分類，管道存在著容量過剩功能；對于用戶需求功能來說，管網壓力過高，用戶以減壓閥來控制壓力，產生不必要功能.因此將管網功能（容量）作為價值工程研究內容，通過設計進行改進和完善.

確定功能改進范圍.為了確保供汽過程中所需要的大概率流量范圍，取96%的概率流量范圍的最大時流量（也即4%概率范圍的最小時流量）作為管道設計參考值，即確保管道設計流量接近容量8t/h，同時根據管徑選擇尺寸適量考慮余量，選擇功能容量為10t/h.

3 方案建立

3.1 功能改進方向

功能改進方向：①滿足當前用戶參數需求下管徑選擇最優化；②盡可能降低管道散熱面積；③適當考慮管道規劃容量；④改造投資成本最小化.

3.2 管道方案重新選擇和計算

3.2.1 管徑選擇及流量計算

（1）已知：此管道上游蒸汽參數：

0.748Mpa，175℃，查得密度4.37kg/m3，設計流速取30m/s，設計流量10t/h.求得：

因此選擇最接近管徑DN 200mm.0

（2）按下式反推算DN 200管道容量達14.8t/h.

3.2.2 管道阻力特性計算

（1）管道改造方式.

上游550m段管徑改為DN200；其余管段維持原狀.

（2）管道阻力分段計算。阻力系數＝局部阻力系數＋沿程阻力系數.

局部阻力系數按當量長度折算成沿程阻力系數.

第一段：（1）－（28）段阻力計算.已知：上游壓力0.748Mpa，管徑DN200，當量長度＝550m×1.1＝605m，流量取11t/h；求得：流速：21.5m/s，（28）處壓力：0.708Mpa，壓降0.04 Mpa.第二段：（28）－（29）段阻力計算.已知：上游壓力0.708Mpa，管徑DN250，當量長度＝725m×1.1＝798m，流量取11t/h；求得：流速：14.3m/s，（29）處壓力：0.69Mpa，壓降0.018 Mpa.第三段：（29）－（30）段阻力計算.已知：上游壓力0.69Mpa，管徑DN250，當量長度＝700m×1.1＝770m，流量取8t/h；求得：流速：10.61m/s，（30）處壓力：0.68Mpa，壓降0.01 Mpa.第四段：（30）－（31）段阻力計算.已知：上游壓力0.68Mpa，管徑DN200，當量長度＝700m×1.1＝770m，流量取6t/h；求得：流速：12.69m/s，（31）處壓力：0.66Mpa，壓降0.02 Mpa.以上管長總壓降為0.088 Mpa，上游壓力0.748Mpa時，下游壓力0.66Mpa，符合用戶需求參數.

3.3 管道運行方式的優化

據上所知，管線用汽量間斷性強，峰低谷明顯，為了降低管道低流速時的散熱疏水損耗，除了管道及管徑改造外，考慮在上游段加設手動調節閥，用于用汽峰谷調節，即高峰用汽時全開閥門，滿足用戶流量需求；低峰用汽時根據流量調小閥門開度，提高蒸汽流速，降低蒸汽壓力，增加蒸汽過熱度，減少疏水損失.

3.4 未來容量允許值換算

根據上述阻力特性計算方法，計算出未來容量允許擴大值為：

已知：上游壓力0.748Mpa，上、中、下游段管徑為DN200、250、200，設上游流量15 t/h，下游段長度≤1km，下游段容量≤8.5t/h.

求得（計算過程省略）：①管線最高流速29.3m/s（上游段），≤30m/s，屬允許安全值內；②上、中、下游段流量分配為15 t/h、13 t/h、8.5 t/h；③下游末端壓力0.57 Mpa，可基本滿足末端用戶需求參數；④目前最高流量為10t/h（小概率事件），未來可增加容量至15.5 t/h.

4 功能成本分析

按價值公式V＝F/C，在滿足用戶一定產品功能下，成本C越低，價值V越高.成本分為建設成本和運行成本.

建設成本的比較：①管道直徑比原直徑減小，內外雙管及保溫材料成本降低；②土建、安裝施工定額費用按材料減少比例降低；③管徑減小，有利于在錯綜復雜的地下施工，減少對地下管線及施工面的影響，降低施工風險成本.

運行成本的比較：①通過調節閥門來提高管道流速，降低疏水損耗；②調節滿足用戶的蒸汽壓力，相對增加蒸汽過熱度，提高蒸汽品質；③降低維護費用、運行風險費用等.

按照以上價值工程的系統分析，2010年中我公司在該段熱網支線上進行了運用實踐，技術改造的結果比之前實現降低管損率3%，取得了較大的經濟效益回報.價值工程在熱網結構改造中的運用，突破了傳統技術管理思路的局限，優化建設方改造可行性研究方案，真正體現出價值工程技術經濟管理的實質和目的，這對今后熱電企業尤其管損率較高的企業熱網管理將具有深遠的指導意義.

［1］楊青.建設工程經濟［M］.北京：中國建筑工業出版社，2010.

［2］李南.工程經濟學［M］.北京：科學出版社，2009.

［3］鄔適融.現代企業管理［M/OL］.北京：清華大學出版社，2006.

TK172.4

A

1009－1734（2011）S0－0068－03

2011－09－10

周蔚苗，助理工程師，從事熱力工程技術研究.