費用現值法在煤泥混合料運輸方案選擇中的應用

王 麗

(中煤科工集團北京華宇工程有限公司 西安分公司，陜西 西安 710075)

隨著我國科學技術的迅猛發展，現代化程度越來越高，選煤工業對連續運輸機械的要求也越來越高[1]。煤礦與選煤廠多數建設在自然環境較為復雜的地方，如何實現復雜環境中物料的連續運輸，已成為眾多煤礦與選煤工程設計人員普遍關心的問題[2]。由于普通帶式輸送機的傾角小、不可彎曲、連續運輸的自動化程度不高，且對地勢環境要求高，遇到較大方向改變時需要設置轉載站，導致運營管理費用隨轉載站數量的增多而增加，故其應用于復雜環境中物料連續運輸的較少。相比之下，管狀帶式輸送機不用設置轉載站，易于進行空間設計與布置規劃，占用土地面積小，其在物料運輸中應用越來越廣泛[3]；但該設備前期投資大，技術管理要求高，運營管理費用高。與普通帶式輸送機相比，管狀帶式輸送機的開發設計和工業應用更具優勢，其主要體現在社會效益方面，如占用土地面積小，特別適用于地理環境復雜、環保與安全要求高、土地面積緊張的地方[4]。

文章通過費用現值法在園子溝選煤廠煤泥混合料運輸方案中的選擇實例，分析了其在經濟效益方面的優勢，以期為建設單位運輸方案的選擇提供有益的參考與借鑒。

1 方案的提出

在將煤泥混合料向電廠連續運輸時，管道加壓輸送是一種可以考慮的運輸方式[5]。根據調研數據，陜西煤業化工集團遠距離管道運輸的水煤漿濃度在50%左右；黃陵礦在壓濾煤泥中摻入少量水后用泵近距離輸送，輸送物料的水分在30%以下。結合項目實際情況，電廠使用的水煤漿濃度在65%以上，遠距離(3～4 km)運輸高濃度(在65%以上)的水煤漿，對泵送設備要求較高，且管路磨損嚴重；就現場實際應用情況來看，濃度在65%以上的水煤漿只適宜近距離管道輸送。管道可以長距離運輸濃度相對較低的水煤漿，但其水分偏高，無法滿足電廠鍋爐的燃燒要求；此外，采用管道長距離運輸低濃度水煤漿時，電廠需要設置專門的煤泥水處理系統[6]，且需要橫跨3～4 km設計選煤廠的洗水閉路循環系統。由此來看，通過管道遠距離運輸濃度在65%以上的水煤漿技術難度較大。

根據電廠對燃料的要求，煤泥混合料的粒度<50 mm，發熱量在12.55～14.64 MJ/kg之間；鍋爐耗煤量在480～550 t/h之間，結合電廠設計習慣，需要考慮一定富裕系數，燃料運輸量需要達到800 t/h。結合場地地形特征和燃料進出口位置，提出兩種運輸方案，方案一為管狀帶式輸送機地面運輸，方案二為隧道+普通帶式輸送機運輸。

2 建設投資

投資估算范圍為園子溝選煤廠煤泥混合料運輸方案中，相關隧道工程、土建工程、安裝工程、設備與工器具購置等的投資。主要設備價格通過詢價獲得，投資概算價格水平為2015年的價格水平。方案一中DG350管狀帶式輸送機的運輸距離為3.30 km，所需的征地面積為0.9 ha，所需的建設投資為4 624.00萬元，其中：土建工程800.00萬元，設備購置2 850.00 萬元，安裝工程350.00萬元，其他費用624.00萬元。方案二運輸距離為3.00 km，無需征地，但需要設計地下隧道工程，斷面形狀為半圓拱，面積為15.94 m2，支護方式為鋼筋砼砌碹，厚度為300 mm，所需建設投資為6 248.39萬元，其中：隧道工程4 921.52萬元，設備購置1 171.35萬元，安裝工程155.52萬元。兩種運輸方案的投資估算詳見表1。由表1可知：與方案二相比，方案一的投資少1 642.39萬元，這主要是由隧道工程投資引起的；但方案一的設備投資較多，比方案二多1 678.65萬元。

表1 兩種運輸方案的投資估算

3 年經營成本

年經營成本是項目評價中所使用的特定概念，是項目運營期的主要現金流出方向。根據長距離帶式輸送機運營費計算方法[7]，年經營成本由工資及福利費、年動力費、年日常維修及材料費、年大修費、年其他費用組成[8]。

根據各方案的年經營成本對比結果(表2)可知：方案二的年經營成本比方案一低143.31萬元，即方案二的經濟優勢較明顯。

表2 各方案的年經營成本對比結果

4 方案對比分析

(1)方案一。管狀膠帶基本沿原始地形鋪設，地面工程量小，初期投資少；中轉較少，環保性能高，自動化程度高；占用土地面積小，土地利用率高。但其所需的托輥數量較多，檢修工作量大，托輥助力較大，整機能耗較高；另外，系統沿地面布置時需另外征地。

(2)方案二。直線運輸線路較短，托輥助力較小，整機能耗較低，運輸膠帶全部布置在地下，比較美觀且環保。但有隧道工程量，初期投資較大，需要設轉載站，自動化程度低。

綜上比較分析可知：方案一的投資較低，但年經營成本較高；方案二的投資較高，但年經營成本較低。簡單的建設投資與經濟對比并不能選出最優方案，因此選用動態的方案經濟比選對各方案進行進一步的經濟分析。

5 基于費用現值法的運輸方案比選

費用現值法是通過計算各備選方案中全部費用的現值來進行方案比選的一種動態經濟比較方法[9-10]。采用費用現值法進行方案比選時，暫不考慮投資方案的收益或收益相同，僅考慮投資、經營成本或殘值的現值。由于該選煤廠的煤泥混合料運輸計算周期相同，產生的效益相同，只需對方案投資、經營費用進行比較，故采用費用現值法對方案進行比選。

在對各備選方案的總費用現值(PVC)進行對比時，以費用現值較低的方案作為最優方案，其表達式為：

式中：I為建設投資；C′為年經營費用；SV為計算期年末回收固定資產余值；W為計算期年末回收的流動資金。

采用費用現值法對煤泥混合料運輸方案進行比選時，除建設投資的現金流出外，暫不考慮設備更新投資，也不考慮計算期末固定資產余值、流動資金、設備更新殘值的回收。

方案一的建設投資為4 624.00萬元，費用現值為9 568.01萬元；方案二的建設投資為6 248.39萬元，費用現值為9 972.30萬元；擬定計算期為20 a、基準收益率為10%，兩種方案的費用現值計算結果分別見表3、表4。

表3 方案一的費用現值計算結果Table 3 Calculated PVC of scheme 1 萬元

表4 方案二的費用現值計算結果Table 4 Calculated PVC of scheme 2 萬元

由于方案一的設備投資比重較大，結合工程實際情況，現金流出還需要考慮設備更新投資。由于膠帶更新投資已包含在經營費用中，故設備更新投資主要是除膠帶以外其他設備的更新投資。在初期建設投資均不變的情況下，方案一的費用現值為10 190.43萬元，方案二的費用現值為10 171.21萬元；設備更新投資按照15 a考慮，則方案一、方案二的建設投資分別為2 600.00萬元與830.87萬元。在其他條件不變的情況下，各方案的費用現值計算結果見表5、表6。

表5 方案一包含設備更新投資的費用現值計算結果Table 5 Calculated PVC of scheme 1(capital input on renewal of equipment included) 萬元

表6 方案二包含設備更新投資的費用現值計算結果Table 6 Calculated PVC of scheme 2(capital input on renewal of equipment included) 萬元

由表3—表6可知：在不考慮設備更新投資的情況下，方案一運輸20 a的費用現值共為9 568.01萬元，方案二運輸20 a的費用現值共為9 972.30萬元，方案一比方案二更具經濟優勢。在考慮設備更新投資的情況下，方案一運輸20 a的費用現值共為10 190.43萬元，方案二運輸20 a的費用現值共為10 171.21萬元，方案二比方案一在經濟上稍有優勢。而在對某個因素調整的情況下，得到的結論完全相反，可見對設備投資比重不同的方案進行技術經濟比較時，設備更新投資是一個不容忽視的重要因素。

方案一的前期投資較少，年運行費用較高，適合目前資金不充分而后期財務狀況較好的企業；方案二的前期投資較高，年經營成本較低，適合目前經濟實力雄厚，財務狀況良好，且具有較強的出資能力和融資能力的企業。因此，建設單位應根據企業自身財務狀況和經營狀況，并結合方案特點選擇適合本企業的最優方案，以降低投資風險。

6 結語

方案選擇受多種因素影響，如何將影響因素定量化是技術經濟比選的核心，同時要結合項目特點、企業現狀、社會效益等因素選擇最優方案，以降低投資風險。采用費用現值法對該選煤廠的煤泥混合料運輸方案進行比選，可以較直觀的反映出各方案在經濟上的差異，從而為建設單位在方案選擇上提供理論依據。此外，對設備投資比重不同的方案進行技術經濟比較時，設備更新投資是一個不容忽視的重要因素。

[1] 王 枚.帶式輸送機械設備管理及其信息技術研究[D].衡陽：南華大學，2013.

[2] 井獻玉，王鄭生，潘淑琴，等．管狀帶式輸送機在復雜環境下的應用[J]．中國水泥，2014(2).

[3] 張志威，彭方輝．長距離大運量管狀帶式輸送機及其應用[J].起重運輸機械，2003(9).

[4] 王吉安，方志淮. 管狀帶式輸送機的應用與開發[J].煤礦機械, 2003(8):74-75.

[5] 朱銅山，王中偉．管狀皮帶輸送機的應用體會[J].四川水泥, 2005(4):56-57.

[6] 康劭伯．管狀皮帶在辛置選煤廠的應用[J].水力采煤與管道運輸，2012(3).

[7] 劉中昌.長距離膠帶輸送機運營費探討[J].煤礦設計，1996(9).

[8] 住房和城鄉建設部.煤炭建設項目經濟評價方法與參數(第三版)[M].北京：中國計劃出版社，2009 .

[9] 李 義.管狀帶式輸送機在企業中的應用[J].科技信息, 2012(2):404-404.

[10] 楊復興.膠帶輸送機結構、原理與設計(下冊)[M].北京：煤炭工業出版社，1983.