CC BY
112
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie.ru/ Том 7, №6 (2015) http ://naukovedenie. ru/index.php?p=vol7-6 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/115EVN615.pdf DOI: 10.15862/115EVN615 (http://dx.doi.org/10.15862/115EVN615)
УДК 330.322.54(076.5)
Хайруллин Виталий Агзамович
ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра «Экономика и управление на предприятии нефтяной и газовой промышленности»
Российская Федерация, г. Уфа1 Старший преподаватель E-mail: [email protected] РИНЦ: http://elibrary.ru/author_profile.asp?id=671334
Зенцов Вячеслав Николаевич
ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Водоснабжение и Водоотведение» Российская Федерация, г. Уфа Профессор Доктор технических наук E-mail: [email protected]
Гареева Земфира Анисовна
ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра «Экономика и управление на предприятии нефтяной и газовой промышленности»
Российская Федерация, г. Уфа
Доцент
Кандидат экономических наук E-mail: [email protected]
Фатхинуров Булат Дамирович
ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра «Автомобильные дороги и технология строительного производства»
Российская Федерация, г. Уфа Магистрант E-mail: [email protected]
1 450062, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Менделеева 195, корпус 6, кабинет 411
1
Оценка социального и экономического эффекта новых технологических решений при сооружении объектов водоотведения
Аннотация. Широко известно, что эксплуатация очистных сооружений канализации требует значительного объёма энергозатрат, это: насосное оборудование, автоматизированная система управления, освещение, отопление, вентиляция и т.п. Применяются различные системы, в которых вода движется с определенным расходом и под некоторым напором. Неотъемлемой частью каждых сооружений по очистке сточных вод является перекачка очищенной воды в водный объект. Чаще это осуществляется с помощью канализационных насосных станций с устройством на конце напорного коллектора колодца-гасителя напора. Предложен вариант рационального использования объема сточных вод в сбросном коллекторе в целях энергообеспечения очистных сооружений канализации. В качестве опытного объекта выбран объект, который находится на сбросном коллекторе в водный объект, расположенного в Республике Башкортостан в городе Ишимбай. В рамках программы развития систем водоотведения в городах России, предлагаются решения по изменению технологии водоотведения, которые позволят сократить энергозатраты на действующих очистных сооружениях. Представлен расчёт социально-экономического эффекта по авторской методике. Изменение технологии в пользу автоматизации процесса, один из факторов, генерирующих экономию, то есть снижение эксплуатационных издержек.
Ключевые слова: технологическое решение; социальный эффект; водоотведение; очистные сооружения; квазидоход; насосная станция; экономический эффект.
Ссылка для цитирования этой статьи:
Хайруллин В.А., Зенцов В.Н., Гареева З.А., Фатхинуров Б.Д. Оценка социального и экономического эффекта новых технологических решений при сооружении объектов водоотведения // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/115EVN615.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/1^^615
Статья опубликована 25.11.2015.
Актуальность исследования
Канализационные насосные станции (КНС) относятся к сооружениям для перекачки сточных и ливневых вод в водный объект. В комплексе очистных сооружений канализации (ОСК) входят КНС для сброса очищенных сточных вод в водный объект, эксплуатация которых осуществляется не должным образом. Речь идет о КНС, у которых отметки начала напорного коллектора расположены выше, чем конечная отметка коллектора, куда перекачивается очищенные или ливневые стоки. В таких случаях возникает несколько вопросов при проектировании:
1) Проектировать КНС и подбирать оптимальные мощности насосного оборудования (подбор по наивысшей точки либо по конечной точки трубопровода), прокладывать самотечных коллектор с достаточно глубоким заложения для обеспечения необходимого уклона.
2) Прокладка самотечного сбросного коллектора с учетом уклона и рельефа местности с достаточно глубоким заложением лотка трубопровода.
Существующий способ эксплуатации, действующей КНС заключается в перекачивании сточных вод при непрерывной работе насосного оборудование, т.е. при достижении определенного уровня жидкости в резервуаре КНС срабатывают поплавковые механизмы, после чего сточная жидкость откачивается насосами до полного опустошения. После этого, в резервуаре снова накапливаются стоки, цикл по откачке повторяется, и так постоянно.
Предлагаемый нами способ эксплуатации предполагает откачивания сточных вод при том, что затрачиваемая электроэнергия будет гораздо ниже, чем в существующем способе эксплуатации. КНС необходимо автоматизировать по определенной схеме: при достижения уровня сточных вод (объем стоков при этом указан в апробации данного способа) срабатывают поплавковые механизмы и включается насосное оборудование, которое откачивает сточных воды только для того, чтобы заполнить весь объем напорного трубопровода (время работы насосов в действующей КНС согласно апробации составляет - 1 минута), после чего жидкость начнет самотеком перекачиваться на сброс, а трубопровод будет работать как сифон [3]. Данное технологическое изменение создаст величину экономии (квазидохода) [4]: «Дадим определение Квазидохода - это экономия реальных денежных средств, в результате реализации инвестиционного процесса, которая не формирует ни прибавочной ни добавленной стоимости».
Основная часть
При проектировании сети КНС по наивысшей точке напорный коллектор разбивается на два расчетных участка: напорный участок от начальной точки до наивысшей точки перегиба; от наивысшей точки до конечной точки - самотечный участок. Таким решением спроектирована и построена КНС сброса в водоем очистных сооружений канализации объекта «К» (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема расположения трубопровода (источник: разработано автором)
При эксплуатации, данной КНС - выявились некоторые особенности работы насосной станции.
Известно, что погружные канализационные насосы фирмы Grundfos способны пропускать сквозь центробежное колесо сточную жидкость (Руководство по проектированию комплексных насосных станций. Режим доступа: http://ru.grundfos.com/) при работе напорного трубопровода как сифона. Данная особенность основана на свойстве неразрывности струи: «Закон неразрывности потока жидкости - основной закон гидродинамики и формулируется следующим образом: при установившемся движении жидкости произведение средней скорости движения на площадь живого сечения является величиной постоянной, т.е. vS= const» [3].
Эта особенность позволяет для данного объекта и для подобных случаев предусмотреть мероприятия по энергосбережению при перекачивании стоков от ОСК в водный объект. Возник вопрос: как отладить работу КНС в этом случае для достижения минимальных энергозатрат?
На программе по расчету заполнения насосами трубопроводов «SIP» (Расчёт скорости и длины заполнения круглой трубы с учётом гидродинамического трения и расчёт возможной силы гидроудара Режим доступа: http://khd2.narod.ru/soft/sip.htm) было рассчитано время заполнения труб водой при работе двух насосов (рисунок 1) - 59 сек. После того как трубопровод заполняется водой, он начинает работать как сифон, при этом колесо погружного насоса не останавливается, а продолжает пропускать через себя воду.
Исходные данные: объем сточной жидкости V=30м3, количество включенных насосов
- 2.
Нами произведено натурное исследование предлагаемого способа эксплуатации КНС, которое заключалось в:
1) Откачка воды при работающих насосах до достижения минимального уровня в резервуаре КНС;
2) Откачка воды сифонным способом, т.е. после заполнения напорных трубопроводов водой насосы отключаются, и замеряется время опустошения резервуара КНС.
Результаты натурного исследования представленного способа эксплуатации КНС:
1. Время работы двух насосов 21 минута;
2. Время заполнения трубопроводов двумя насосами 1 мин;
3. Время откачки воды после отключения насосов - 26 минут;
4. Общее время откачки - 27 минут.
По результатам натурного исследования видно, что разница между откачкой в существующем и предлагаемом способе эксплуатации составляет 6 минут. Данная разница несущественная и позволяет настроить работу КНС в автоматизированном режиме с целью экономии электроэнергии.
Социально - экономическое обоснование
Представленный нами способ энергосбережения позволяет получить прежде всего экономию, а не доход. Данный проект - это проект «затратного» типа [4], [5], [9], т.е. не происходит реального увеличения денежного потока за счет прибавочной стоимости [4] от реализации продукта, а имеет место быть экономия, которая может быть рассмотрена с позиции собственника в виде величины квазидохода [4, 5, 6, 8, 9].
Вначале найдем разницу между затратами по автоматизации КНС до и после, для этого выполним следующее:
1) Мощность одного насоса, перекачивающего сточные воды, составляет 4,8 квт/ч;
2) Суточный расход канализационной насосной составляет 400 м3/сут.; Месячный расход КНС составляет: 0мес=400 м3/сут.-30 сут. = 12000 м3;
3) Из результатов эксперимента определяем ориентировочную производительность двух совместно работающих насосов - 85,7 м3/ч.
Время работы двух насосов в месяц при перекачки сточных вод для первого случая найдем:
Т1=12000/85,7 =140,02 ч.;
4) Для второго случая подсчитаем количество минут, за которые происходит наполнение трубопроводов:
Т2= 12000/30=400 минут =6,67 ч.;
5) Тариф на электроэнергию на данном объекте составляет 4 руб./кВт.
Таблица 1
Результаты вычисления затрат на электроэнергию в существующем и предлагаемом способе эксплуатации КНС (источник: разработано автором)
Показатели I расчетный случай II расчетный случай
Количество киловатт за месяц 4,8-2-140,02 = 1344,192 квт. 4,8-2-6,67 = 64,032 квт.
Стоимость электроэнергии за месяц 1344,192-4 = 5376,76 руб. 64,032-4=256,12 руб.
Стоимость электроэнергии за год 5376,768-12 = 64521,22 руб. 256,12-12 = 3073,44 руб.
Классическая формула расчета чистого дисконтированного дохода (ЧДД) может быть использована в стандартном виде для типичных инвестиционных проектов, но под чистым
доходом будет пониматься экономия - квазидоход [4, 5 9], которую получает собственник. Отсюда общий вид формулы:
КРУ(ЧЦЦ) = £ ^^) -1С(ИЗ) (1);
где CFt (ЧД^ - величина экономии (квазидоход), получаемая собственником, которая остается в его распоряжении, руб.;
R - ставка дисконта, принятая по средней процентной ставке по вкладам на депозиты Сбербанка, %;
1 - период, лет;
ГС (ИЗ) - затраты на реализацию проекта, руб.;
Отсюда рассчитаем эффект от предлагаемых нами мероприятий в двух вариантах:
I вариант - по остаточному сроку службы, так как КНС действующая на протяжении трех лет, 1=8-3=5 лет;
II вариант - если бы данные мероприятия были реализованы с момента запуска КНС, т.е. по всему сроку эксплуатации, 1=8 лет.
Исходные данные для расчета ЧДД:
1) Затраты на автоматизацию КНС - 100000 рублей;
2) R=0,08.
Расчет по I варианту:
/ттттттл (64521,22 - 3073,44) (64521,22 - 3073,44) (64521,22 - 3073,44)
ЫРУ1 (ЧЦЦ ) = ----+ ----Н—- + ----- 7 +
(1 + 0,08) (1 + 0,08)2 (1 + 0,08)3
(64521,22 - 3073,44) (64521,22 - 3073,44) + ^-2-^—I + Л-г-^—I -100000 = 145343,2 руб.;
(1 + 0,08)4 (1 + 0,08)5
Расчет по II варианту:
/ттттттл (64521,22 - 3073,44) (64521,22 - 3073,44) (64521,22 - 3073,44)
ЫРУи (ЧЦЦ) = -----—¿ + ----н—+ --2-—-
(1 + 0,08) (1 + 0,08)2 (1 + 0,08)3
(64521,22 - 3073,44) (64521,22 - 3073,44) (64521,22 - 3073,44) 145343 2 б. + (1 + 0,08)4 + (1 + 0,08)5 + (1 + 0,08)6 , ру "
+ (64521,22 - 3073,44) + (64521,22 - 3073,44) _^ = 253 ру6._
(1 + 0,08)7 (1 + 0,08)8
Учитывая остаточный срок службы, действующей КНС экономия составит 145343,2 рублей, экономия при своевременном устройстве автоматизации до ввода в эксплуатацию КНС составит 253118,25 рублей.
Выводы
Исходя из проделанного исследования, можно сделать вывод, что технико-экономически целесообразно внедрение предлагаемого способа эксплуатации КНС и аналогичных объектов с целью сбережения материальных средств, прежде всего собственника, а также облегчения работы обслуживающего персонала очистных сооружений канализации и КНС.
Экономический эффект за весь период эксплуатации составит - 253118,25 рублей.
Также необходимо добавить, что при работе трубопровода как сифона, колесо погружного насоса вращается без электроэнергии, а, следовательно, насос работает в режиме генератора электроэнергии. Поэтому есть возможность еще более увеличить экономию электроэнергии, накапливая электричество с насосного генератора. Этот вопрос требует дальнейшей проработки. В [6] было отмечено, что необходима смена приоритетов в сторону изменения технологических процессов, направленных на ресурсосбережение в условиях общей нестабильности финансовых и экономических процессов в стране.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бойко, М.Д. Техническая эксплуатация зданий и сооружений: Справочное пособие / М.Д. Бойко.- М.: Стройиздат, 1993. - 104 с.
2. Вольфсон В.Л. и др. Реконструкция и капитальный ремонт жилых и общественных зданий: Справочник производителя работ / В.Л. Вольфсон, В.А. Ильяшенко, Р.Г. Комисарчик. - 2-е изд. стереотип. - М.: Стройиздат, 1999. - 252 с.
3. Детлаф, А.А., Яворский, Б.М., Милковская Л.Б. Курс Физики. В трёх томах. Том I. Механика. Основы молекулярной физики и термодинамики. - Изд. 4-е. перераб. - М.: Высшая школа, 1973. - 384 с.
4. Хайруллин В.А. Теоретическое обоснование величины квазиденежного потока при оценке социального эффекта / Д.В. Кузнецов, З.А. Гареева // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» // - 2015. - Том 7, №4.
5. Хайруллин В.А., Кузнецов Д.В. Проблема определения социальной ставки дисконта // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» // - 2015. - Том 7, №4.
6. Хайруллин В.А. Экономико-правовой анализ социальной инвестиционной политики государства в области строительства //Евразийский юридический журнал // - 2015. №4 (83). С. 188.
7. Хайруллин, В.А. Социальная норма дисконта при освоении инвестиций в социальные проекты топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан / В.А. Хайруллин, Э. В. Шакирова // Нефтегазовое дело. - 2012. -Т.10, №3. - С. 193-199.
8. Хайруллин В.А. Оценка экономического эффекта от внедрения новых конструктивных решений в строительстве / В.А. Хайруллин, В.Н. Зенцов, Э.В. Шакирова // Известия Высших Учебных Заведений: Социология. Экономика. Политика, №1 (44), 2015. - С. 75-79.
9. Хайруллин В.А. Теоретические и методические основы оценки социального эффекта при проведении капитального ремонта зданий гражданского назначения / В.А. Хайруллин, И.Г. Терехов, А.А. Набиуллина // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ», Том 7, №5 - С. 1-15.
10. Хайруллин В.А. Правовые аспекты процесса воспроизводства основных фондов в строительстве / В.А. Хайруллин, Э.В. Шакирова // Евразийский юридический журнал, №8(75), 2014. - С. 20-21.
Рецензент: Статья рецензирована членами редколлегии журнала.
Khayrullin Vitaliy Agzamovich
FSBEI HPE «Ufa State Petroleum Technological University»
Russian Federation, Ufa E-mail: [email protected]
Zentsov Vyacheslav Nikolaevich
Department «Water Supply and Sanitation» FSBEI HPE «Ufa State Petroleum Technological University»
Russian Federation, Ufa E-mail: [email protected]
Gareeva Zemfira Anisovna
FSBEI HPE «Ufa State Petroleum Technological University»
Russian Federation, Ufa E-mail: [email protected]
Pathinaru Bulat Damirovich
FSBEI HPE «Ufa State Petroleum Technological University»
Russian Federation, Ufa E-mail: [email protected]
The assessment of the social and economic impact of new technological solutions in the construction of wastewater
disposal systems
Abstract. It is widely known that the operation of sewage treatment facilities requires substantial energy consumption: the pump equipment, automated control system, lighting, heating, ventilation etc. are different systems in which water moves at a predetermined rate and under a certain pressure. An integral part of every facilities for cleaning waste water is pumping treated water into water bodies. Often this is done using sewage pumping stations with the device at the end of discharge header of the well-extinguisher pressure. A variant of the rational use of wastewater in brosnam the collector in order to supply sewage treatment facilities. As a test object is the selected object, which is on brosnam the collector to the water facility, located in the Republic of Bashkortostan in the city of Ishimbay. In the framework of the development of drainage systems in the cities of Russia offered the decision to change the technology of wastewater that will reduce energy costs at existing wastewater treatment plants. The design of a socio-economic effect on the author's method. Changing technologies in favor of automation, one of the factors generating the saving, i.e. reduction of operating costs.
Keywords: technological solutions; social impact; wastewater; treatment facilities; quasimojo; pumping station; economic benefits.
REFERENCES
1. Boyko, M.D. Tekhnicheskaya ekspluatatsiya zdaniy i sooruzheniy: Spravochnoe posobie / M.D. Boyko.- M.: Stroyizdat, 1993. - 104 s.
2. Vol'fson V.L. i dr. Rekonstruktsiya i kapital'nyy remont zhilykh i obshchestvennykh zdaniy: Spravochnik proizvoditelya rabot / V.L. Vol'fson, V.A. Il'yashenko, R.G. Komisarchik. - 2-e izd. stereotip. - M.: Stroyizdat, 1999. - 252 s.
3. Detlaf, A.A., Yavorskiy, B.M., Milkovskaya L.B. Kurs Fiziki. V trekh tomakh. Tom I. Mekhanika. Osnovy molekulyarnoy fiziki i termodinamiki. - Izd. 4-e. pererab. - M.: Vysshaya shkola, 1973. - 384 s.
4. Khayrullin V.A. Teoreticheskoe obosnovanie velichiny kvazidenezhnogo potoka pri otsenke sotsial'nogo effekta / D.V. Kuznetsov, Z.A. Gareeva // Internet-zhurnal «NAUKOVEDENIE» // - 2015. - Tom 7, №4.
5. Khayrullin V.A., Kuznetsov D.V. Problema opredeleniya sotsial'noy stavki diskonta // Internet-zhurnal «NAUKOVEDENIE» // - 2015. - Tom 7, №4.
6. Khayrullin V.A. Ekonomiko-pravovoy analiz sotsial'noy investitsionnoy politiki gosudarstva v oblasti stroitel'stva //Evraziyskiy yuridicheskiy zhurnal // - 2015. №4 (83). S. 188.
7. Khayrullin, V.A. Sotsial'naya norma diskonta pri osvoenii investitsiy v sotsial'nye proekty toplivno-energeticheskogo kompleksa Respubliki Bashkortostan / V.A. Khayrullin, E. V. Shakirova // Neftegazovoe delo. - 2012. - T.10, №3. - S. 193-199.
8. Khayrullin V.A. Otsenka ekonomicheskogo effekta ot vnedreniya novykh konstruktivnykh resheniy v stroitel'stve / V.A. Khayrullin, V.N. Zentsov, E.V. Shakirova // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy: Sotsiologiya. Ekonomika. Politika, №1 (44), 2015. - S. 75-79.
9. Khayrullin V.A. Teoreticheskie i metodicheskie osnovy otsenki sotsial'nogo effekta pri provedenii kapital'nogo remonta zdaniy grazhdanskogo naznacheniya / V.A. Khayrullin, I.G. Terekhov, A.A. Nabiullina // Internet-zhurnal «NAUKOVEDENIE», Tom 7, №5 - S. 1-15.
10. Khayrullin V.A. Pravovye aspekty protsessa vosproizvodstva osnovnykh fondov v stroitel'stve / V.A. Khayrullin, E.V. Shakirova // Evraziyskiy yuridicheskiy zhurnal, №8(75), 2014. - S. 20-21.
