В процессе эксплуатации трубопровода основная составляющая стоимости транспортировки потока – затраты на электроэнергию, расход которой, при использовании стеклопластиковых труб значительно ниже, по сравнению со стальными.
Приведенный ниже расчет производился в середине 90-х годов, теоретические основы применения стеклопластиковых труб в нашей стране, в тот период, были разработаны слабо или вообще отсутствовали. Для расчета была использована методика, принятая в США. К тому же периоду относятся и цены на электроэнергию.
Исходные данные.
1. Производительность потока Q – 2,5 м3/мин = 660 галлонов.
2. Внутренний диаметр — ds1 — 159 мм, dp1 — 152,5 мм (согласно стандарту).
3. Длина трубопровода L — 1000 м (3281 фут)
4. Коэффициент Хайзен-Уильямса, С- Cs1 — 110 Cp1 — 150
В соответствии со стандартами внутренний диаметр стеклопластиковой трубы dp1 несколько больше, чем внутренний диаметр соответствующей ей трубы стальной ds1.
Основной статьей расходов на эксплуатацию трубопроводов будет стоимость потребленной электроэнергии.
Потери напора
Потери напора определяем по формуле Хайзен-Уильямса
Отсюда потери напора для стального трубопровода составят 5,061 фута на 100 футов длины, или 166,057 фута на всю длину стального трубопровода.
Определение необходимой мощности насоса для первого года эксплуатации
где,
Нр — потребная мощность в кВт.
ρ — плотность перекачиваемой жидкости, примем 6,34 фунт/галлон.
0,736 — переводной коэффициент л.с. в кВт.
Тогда необходимая мощность:
Hps = 15,497 кВт.
Hpp = 5,195 кВт.
Потребление электроэнергии для первого года эксплуатации
Потребление электроэнергии за первый год эксплуатации составит:
Для стальных труб:
Es1= (15,497х24х365)/0,8= 169692,15 кВт/час
где,
24 – часов в сутки
365 – дней в году
0,8 – КПД насосной установки.
Для стеклопластиковых труб соответственно :
Ер1 = 56491,05 кВт/час
Таким образом при цене 0,24 руб. за кВт/час затраты на электроэнергию за первый год эксплуатации составят,
Для стальных труб:
Ces= 40726,12 руб.
Для стеклопластиковых труб:
Cep = 13 557,85 руб.
Экономия на электроэнергии только за первый год эксплуатации составит 27168,27 руб.
В процессе эксплуатации коэффициент Хайзен-Уильямса для стальных труб постоянно снижается, а для стеклопластиковых остается практически неизменным.
Так на третьем году эксплуатации коэффициент Хайзен-Уильямса для стальных труб – 90. Следовательно, потери напора возрастут до 240,17 м, потребная мощность поднимется до 22,41 кВт, а расход электроэнергии составит уже 245 389,5 кВт/час с соответствующим ростом стоимости транспортировки потока.
Характеристики же трубопровода из стеклопластиковых труб не изменятся, следовательно не изменится и стоимость потока в стеклопластиковых трубопроводах.
Для работы стеклопластиковых трубопроводов требуются насосы меньшей мощности, что вносит свой вклад в снижение капитальных и эксплуатационных затрат.
