Оптимизация конструктивно-технологических решений фильтровальных сооружений

• Автор: Мирохин, Юрий Александрович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

1. Краткий аналитический обзор литературы

Выводы по первой главе

2. Зависимость оптимальных решений фильтровальных сооружений от их характеристик

2.1. Связь площадей фильтровальных сооружений со ско ростями фильтрования и числом промывок
2.2. Зависимость скорости фильтрования от числа фильт ровальных сооружений и режима их работы

2.3. Пути достижения расчетных скоростей фильтрования

2.4. Влияние установок по подаче промывной воды на оп тимальные решения фильтровальных сооружений

Выводы по второй главе

3. Техникоэкономические расчеты по определению оптимального числа фильтровальных сооружений
3.1. Варианты устройства скорых фильтров и насосных ус тановок для подачи промывной воды
3.2. Исходные данные для техникоэкономического срав нения вариантов устройства скорых фильтров
3.3. Определение капитальных вложений
3.4. Определение эксплуатационных расходов
3.4.1. Расходы на электроэнергию
3.4.2. Расходы на тепловую энергию
3.4.3. Амортизационные отчисления
3.4.4. Расходы на текущий ремонт и прочие затраты
3.5. Приведенные затраты
3.6. Анализ структуры затрат
Выводы по третьей главе
4. Выражение приведенных затрат по фильтровальным сооружениям в виде таблиц и графиков
4.1. Постановка задачи
4.2. Определение капитальных вложений на строительство фильтровального зала
4.3. Определение капитальных вложений на строительство фильтровальных сооружений
4.4. Определение капитальных вложений на расширение машинного зала насосной станции II подъема
4.5. Определение капитальных вложений на устройство насосной установки для подачи промывной воды
4.6. Определение эксплуатационных расходов на электроэнергию
4.7. Определение эксплуатационных расходов на тепловую энергию
4.8. Определение приведенных затрат Выводы по четвертой главе
5. Математические выражения экономичных решений фильтровальных сооружений и их использование для оптимальной компоновки фильтровальных залов
5.1. Составление математических выражений для определения приведенных затрат
5.2. Составление и решение дифференциальных уравнений для определения оптимального числа фильтровальных сооружений
5.3. Определение оптимального числа фильтровальных сооружений с различными допускаемыми скоростями фильтрования
5.4. Оптимальная компоновка фильтровальных сооружений при их установке в 1 и 2 ряда
5.5. Оптимальная компоновка фильтровальных сооружений при их четном и нечетном числе
Выводы по пятой главе
Общие выводы
Литература


Для защиты от микроорганизмов необходимо более глубокое осветление воды, для чего усредненный показатель по мутности должен быть не более 0,5 мгл и никогда не превышать предела 1,5 мгл . Одним из условий выполнения этих требований является соблюдение нормативных скоростей фильтрования во всех 3х режимах эксплуатации сооружений. Как было отмечено выше, превышение скорости фильтрования в 3ем режиме наблюдается при числе сооружений до шт. Однако при производительности станций до тыс. Д.М. Минца и Р. Н.Зсльдовича 0,5л7, получается значительно меньше ти. В этом случае превышение скорости фильтрования по сравнению с нормативной возможно не только в 3ем, но и во 2ом режиме, что может неблагоприятно отразиться на качестве очищенной воды в наиболее неблагоприятные сезоны. Таким образом, режимы эксплуатации фильтрованных сооружений характеризуются числом сооружений, выведенных из работы, что приводит к изменениям скорости фильтрования, при этом наибольшие скорости наблюдаются в форсированном режиме в то время, как определение площади фильтровальных сооружений производится, согласно правил проектирования, в нормальном режиме. Для определения числа фильтровальных сооружений рекомендуется известная формула, предложенная Д. М.Минцем и Р. Н.Зельдовичем в х гт. В связи с тем, что исходные данные, принятые Д. Н.Минцем и Р. Н.Зельдовичем при выводе формулы, на сегодняшний день являются устаревшими как по методу определения приведенных затрат, так и вследствие неоднократного изменения соотношения цен на строительномонтажные работы, оборудование и электроэнергию по сравнению с теми, которые действовали в середине х гг. Целью настоящей работы является определение оптимальных, т. Вопросами определения оптимальной площади фильтровальных сооружений и их оптимального числа занимались многие исследователи. В статье Д. М.Минца и Р. Н.Зельдовича впервые была предложена формула для определения оптимальной площади фильтров или оптимального их числа, полученная путем техникоэкономических расчетов. Авторами было принято, что при увеличении площади фильтров сокращается их число и капитальные затраты по строительству фильтровальных станций. Но в то же время увеличивается потребный расход воды на промывку фильтрующей загрузки, возрастает мощность насосов подачи промывной воды, а, следовательно, увеличиваются капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Отсюда следует, что существует оптимальная площадь скорых фильтров или оптимальное их число, которые при конкретной общей площади дают наиболее выгодное техникоэкономическое решение. Э 0,5 4 Еу руб. Е сумма годовых эксплуатационных расходов, руб. Рх эффективность вложений в . Чем меньше величина Э, тем экономичнее вариант, а оптимальная площадь скорого фильтра соответствует минимальному значению величины Э и может быть определена из условия
Для решения задачи величины 5,, и были выражены как функции площади одного фильтра . Величина включает стоимость фильтровального зала, конструкции фильтров, их оборудование трубопроводами, задвижками с электроприводами и пультами управления. Для определения стоимости фильтров были составлены сметы на реальных проектов водоочистных сооружений, разработанных институтами Гипрокоммунводоканал, Ленинградский водоканалпроект и др. Значения К1 и Ь были рассчитаны с помощью метода наименьших квадратов и составили
1 К 6, руб. К, и 6 0. Из 1. Х1 йЛГ,руб. Стоимость насосов промывной воды с оборудованием может быть определена по установленной мощности
где я стоимость насосного оборудования в руб. Вт установленной мощности, равная руб. СО интенсивность промывки в лсм2 т число насосов, включая резервный. К2, руб. Ех амортизационные отчисления, руб. Е2 расходы на текущий ремонт, руб. Е3 оплата за присоединенную мощность, руб. ЕЕхЕ2Е руб. Л , руб. А оплата в руб. Вт присоединенной мощности. Вт, 1. Е3 Къ, руб. Таким образом, была определена зависимость всех основных элементов стоимости строительства и эксплуатационных расходов, связанных с размерами фильтров, от площади одного фильтра . Путем подстановки 1. Э 0, Р2 Рг К, ЬЫ Кг К,, руб. К3, руб. Дифференцируя выражение 1.