電站出水壓力管道經濟管徑計算

唐 星

(遼寧省水利水電勘測設計研究院，遼寧省沈陽市 110006)

電站出水壓力管道經濟管徑計算

唐 星

(遼寧省水利水電勘測設計研究院，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，在水庫出口設置電站，一方面降低下游管道壓力，一方面為社會帶來經濟效益。經濟管徑計算公式一般適用于加壓輸水或者重力流輸水，文章分析了在系統中設有電站的情況下如何計算管道的經濟管徑。

經濟管徑；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時間內將有30m左右的富余水頭，為了充分利用重力勢能，在水庫出口設置引水式電站，在降低管道壓力的同時，帶來可觀的發電效益。

1 加壓輸水和重力輸水經濟管徑計算

1.1 經濟管徑計算

設計流量：管道設計按最高日流量設計，在進行經濟管徑分析時采用平均日流量計算，同時采用高日流量復核輸水能力。

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值與管道投資費用之和，即費用總現值作為目標函數，輸水水量、水壓、管道流速作為約束條件，費用總現值最小所對應的管徑即為經濟管徑。

計算基本參數：

年運行費用現值=年運行費·年金現值系數[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 判斷系統是否加壓的約束條件

當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濟管徑時，便應采用有壓重力流的輸水方式；否則便需要經過技術經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值的方法

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

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的費用總現值。費用總現值PW=工程投資費用+年運行費用現值

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。

計算結果表明采用2×DN2400管道，方案總現值最小。按照常規經濟管徑計算方案得出電站出水壓力管道經濟管徑為2×DN2400。

2 采用電站發電效益與管道投資費用計算管道經濟管徑

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

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

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濟管徑為2×DN2400。

3 結 語

從計算結果上看，兩種計算方法所得經濟管徑一致，但是從計算過程上看，兩種計算方法是有明顯區別的。

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

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

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

[2] 嚴煦世,范瑾初.給水工程(第四版)中國建筑工業出版社,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的第一次全國水利普查項目進行終驗。驗收委員會成員、業務專家和財務專家代表以及國務院水利普查領導小組辦公室領導和有關人員參加了會議。

會議聽取了綜合工作組驗收工作匯報，審議了業務和財務專家驗收意見報告，查閱了相關資料，經充分討論，認為水利部第一次全國水利普查項目已按照實施方案及預算批復如期完成各項任務，成果質量符合要求；預算控制有效，內控制度健全，監督管理到位，財務管理規范，會計核算清晰，預算執行情況已通過審計；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、國家統計局聯合向社會發布，普查成果的應用，對于科學謀劃水利長遠發展，提高水利服務經濟社會發展能力，實現水資源可持續利用具有重要意義。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志著水利部普查項目的圓滿結束。通過這次驗收工作，探索了大型財政專項項目驗收管理經驗，對進一步推進大型財政項目驗收工作制度化、規范化，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。