电站出水压力管道经济管径计算

唐 星

(辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁省沈阳市 110006)

电站出水压力管道经济管径计算

唐 星

(辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁省沈阳市 110006)

从水库取水输送到用户，每年多数时间用户所需水头压力均有富余，为了充分利用水库水位势能，在水库出口设置电站，一方面降低下游管道压力，一方面为社会带来经济效益。经济管径计算公式一般适用于加压输水或者重力流输水，文章分析了在系统中设有电站的情况下如何计算管道的经济管径。

经济管径；引水式电站；压力管道

某工程输水管道线路长、管径大，工程的投资主要部分为管线的投资。从水库取水，重力流输送到用水户，线路全长 88km，电站出水压力管道7.1km，用水户要求水压 199m，水库校核洪水位265.7m，正常蓄水位 255.2m，死水位 207.7m，供水要求的水库最低水位225m，所以水库每年在大多数时间内将有30m左右的富余水头，为了充分利用重力势能，在水库出口设置引水式电站，在降低管道压力的同时，带来可观的发电效益。

1 加压输水和重力输水经济管径计算

1.1 经济管径计算

设计流量：管道设计按最高日流量设计，在进行经济管径分析时采用平均日流量计算，同时采用高日流量复核输水能力。

由于该工程输水管道线路长、管径大，管线投资占工程投资的大部分。以管道的年运行费用现值与管道投资费用之和，即费用总现值作为目标函数，输水水量、水压、管道流速作为约束条件，费用总现值最小所对应的管径即为经济管径。

计算基本参数：

年运行费用现值=年运行费·年金现值系数[P/A,i,n]

式中：n--使用年限，按n =50年计；i--收益率，i=8%。

电费按0.60元/度电计算。

1.2 判断系统是否加压的约束条件

当利用的势能满足最大输水量时，所选的管径小于在压力流情况下计算的经济管径时，便应采用有压重力流的输水方式；否则便需要经过技术经济比较确定是否采用加压输水。

1.3 不同输水方式下计算费用总现值的方法

（1）压力流情况下系统的费用总现值。费用总现值PW=工程投资费用+年运行费用现值

年运行费包括电费、人员工资及工程维护费。

（2）有压重力流情况下系统的费用总现值。费用总现值PW=工程投资费用+年运行费用现值

年运行费包括人员工资及工程维护费。

工程投资费用仅仅为管材、管道安装投资。

计算结果表明采用2×DN2400管道，方案总现值最小。按照常规经济管径计算方案得出电站出水压力管道经济管径为2×DN2400。

2 采用电站发电效益与管道投资费用计算管道经济管径

电站发电效益与发电水头有关，发电水头越大，发电量越大，相反发电水头越小，发电量越小。发电水头与管道直径有关，管道直径越大，管道损失越小，发电水头越大，相反管道直径越小，管道损失越大，发电水头越小。

所以电站出水管道经济管径可以通过电站的发电效益和管道投资费用经济比较来确定。表3为电站发电效益与管道投资费用计算表，通过总收益最大值判断经济管径。

从表3得出，管径为2×DN2400的总收益最大。也就是说电站出水压力管道经济管径为2×DN2400。

3 结 语

从计算结果上看，两种计算方法所得经济管径一致，但是从计算过程上看，两种计算方法是有明显区别的。

常规的经济管径计算方法适应于水泵加压供水系统。重力流供水系统的经济管径计算也可以参照常规方法计算，但应该充分利用富余水头的势能，在满足用水户输水要求和规范允许流速范围内，尽量缩小管径，从而使方案总现值最小。

如果输水系统中设置引水式电站进行控制压力和流量的措施，那么电站出水侧的压力管道应尽量采用电站发电效益与管道投资费用经济比较的方法确定经济管径。

[1] 给水排水设计手册.第三册.城镇给水.上海市政工程设计研究院主编.第2版.中国建筑工业出版社,2003

[2] 严煦世,范瑾初.给水工程(第四版)中国建筑工业出版社,1999

水利部第一次全国水利普查项目通过终验

2014年1月7日，水利部第一次全国水利普查项目验收委员会在京召开会议，对水利部及部属单位承担的第一次全国水利普查项目进行终验。验收委员会成员、业务专家和财务专家代表以及国务院水利普查领导小组办公室领导和有关人员参加了会议。

会议听取了综合工作组验收工作汇报，审议了业务和财务专家验收意见报告，查阅了相关资料，经充分讨论，认为水利部第一次全国水利普查项目已按照实施方案及预算批复如期完成各项任务，成果质量符合要求；预算控制有效，内控制度健全，监督管理到位，财务管理规范，会计核算清晰，预算执行情况已通过审计；项目档案已通过专项验收。

普查成果《第一次全国水利普查公报》已由水利部、国家统计局联合向社会发布，普查成果的应用，对于科学谋划水利长远发展，提高水利服务经济社会发展能力，实现水资源可持续利用具有重要意义。验收委员会同意水利部第一次全国水利普查项目通过验收。

水利部第一次全国水利普查项目顺利通过终验标志着水利部普查项目的圆满结束。通过这次验收工作，探索了大型财政专项项目验收管理经验，对进一步推进大型财政项目验收工作制度化、规范化，落实财政项目全生命周期管理，将起到积极的促进作用。

（摘自：水利部网站，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，工程师。