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1、第八章 环保设备设计与应用技术经济分析 8.1 技术经济的基本含义v 所谓“技术，通常被理解为包括劳开工具、劳动者的劳动方法、技能等内容的总称；而“经济的含义，主要是指在社会生产和再生产的整个过程中所取得的节约和效果。经济效果是指在社会生产和再生产，即经济活动过程中劳动消耗和劳动占用同劳动成果的比较。所谓的劳动消耗，包括人力、物力、财力的消耗；而劳动占用是指厂房、设备、器具等的占用。v 技术经济是技术或工程与经济的交叉，它的产生是符合经济开展的客观需要。在国外，技术经济有许多类似的名称，如“工程经济、“经济计算、“经济性分析等，而以“工程经济为常用，因为技术经济所研究的主要内容是工程建设的经济
2、性。8.2 环保设备费用的构成与估算 v 8.2.1 设备工程费用的构成与估算 v 设备工程费用贯穿设备的整个寿命周期，即包括工程工程建设期和工程投产使用期。在环境工程工程建设期，环保设备费用包括环保设备的购置费或自制费用、安装费及管理费等费用；在环境工程工程投产使用期，环保设备费用主要包括环保设备的运行操作费、维修费及其它费用。其中，v 环保设备购置费=环保设备原价或进口设备的到岸价+设备运杂费 1.建设期设备工程费用的构成2.投产使用期设备工程费用的构成3.设备工程费用的估算 v1逐项单价估算法v这种方法是根据费用的构成，逐项估算。该方法估算精度较高，但往往因为工程的某些因素难以确定，会给
3、估算带来一定的困难。此方法适宜不确定因素较少的设备工程。2费用系数法费用系数法是以设备的原始费用为基础，乘以某个系数来估算设备工程各项费用的方法。费用系数法的计算步骤如下：首先估算出设备主机费用A；估算设备安装后费用B，B=1.43A；根据流程的不同，用B乘以系数k1，计算安装工艺管道后的整个装置的费用C，即C=k1B，系数k1 与流程类型有关，见表1；估算整个工程的全部建设费用D，取D=1.5C；将全部建设费用D，乘以系数k2，估算其他费用E，E=Dk2，系数k2与流程类型有关，见表8-2；将D与E加总，得出工程的总费用T。30.6乘方法v0.6乘方法比较适合用来估算成套设备的价格，一般同类
4、的成套设备的价格是按其容量比的0.6次方变化的。根据这个规律，我们只要了解某种容量的成套设备的价格，就可以推算出其他容量的同类设备的费用.v 推算公式如下：v 式中成套设备A的生产能力；v 成套设备B的生产能力；v 成套设备A的建设费用；v v 成套设备B的建设费用；v a指数。v 指数a的取值，随设备的类型的不同而有所不同。有关专家对36套成套设备调查研究发现，大多数设备的a值为0.5、0.6、0.7或0.8，一般可取0.60.7。8.2.2 国产设备原价的构成与计算v 8.2.2.1 国产标准设备原价v 国产标准设备是指按照主管部门公布的标准图纸和技术要求，由我国设备生产厂批量生产的，符合
5、国家质量检验标准的设备。国产标准设备原价一般指的是设备制造厂的交货价，即出厂价。如设备由设备成套公司供给，则以订货合同价为设备原价。有的设备有两种出厂价，即带有备件的出厂价和不带备件的出厂价，在计算设备原价时，一般按带有备件的出厂价计算。8.2.2.2国产非标准设备原价 非标准设备是指国家尚无定型标准，各设备生产厂不可能在工艺过程中采用批量生产，只能按一次订货，并根据具体的设计图纸制造的设备。非标准设备原价有多种不同的计算方法，如成本计算估价法、系列设备插入估价法、分部组合估价法、定额估价法等。但无论哪种方法都应该使非标准设备计价接近实际出厂价，并且计算方法要简便。单台设备出厂价格=材料费+加
6、工费+辅助材料费 1+专用工具费率1+废品损失费率+外购配套件费 1+包装费率1+利润率+增值税+非标准设备设计费2.国产非标设备的造价估算方法1理论估价法：计算公式：8-1 计算设备的出厂价格元/台 计算设备的净重吨/台 理论价格或指标元/吨2用插入法用插入法求取设备中一个或几个设备价格的方法，其计算公式：式中 为邻近设备价格；为邻近设备重量。要求，。该方法的优点：在价格不全的情况下很适用；缺点：没有完整的价格数据，没有完整的各种取费计算，应用范围不广。3定额估价法该方法是套用现行的全国统一安装工程定额及配套取费标准。其优点是以实物量表示，对地区的适应性强，也比较准确，特别适应于现场制作的简
7、单容器；其缺点是计算比较烦琐，并且只能作为现场制作的非标设备，不适应于其它工业企业的非标设备制作计价。4成本估价法该方法是计算设备制造成本的估价方法。构成非标设备的价格要素分为，成本、利润、税金。成本即为构成工程实体的全部物化劳动的消耗；利润为行业利润；税金按国家税费规定计算。8.2.2.3混凝土构筑物造价估算v环境工程中的烟囱、水池、水塔、灰塔以及窑炉等钢筋混凝土构筑物的建造属于工程工程中的建筑工程，其造价一般包括直接工程费、间接费、方案利润和税金四局部。这四项费用的构成与计算方法见表8-4.表8-4 混凝土构筑物造价的构成与计算方法费用项目 参考计算方法直接工程费直接费人工费材料费施工机械
8、使用费人工工日概预算定额日工资单价实物工程量材料概预算定额材料预算价格实物工程量机械概预算定额机械台班预算价格实物工程量其他直接费（人工费+材料费+施工机械使用费）取费率现场经费 临时设施费现场管理费间接费企业管理费财务费用其他费用直接工程费取费率盈利计划利润（直接工程费+间接费）取费率税金（含营业税、城市建设税、教育费附加）（直接工程费+间接费+计划利润）税率v 1.货价 v 货价指引进硬件、软件的原币价格，其采用根据依次为：v 1货价应采用与外商签订的合同价或协议价；v 2如未签订合同或协议，可向外商询价，根据外商报价资料，经分析研究后确定；v 3如无上述价格资料，也可根据已进口的类似设备
9、价格资料或搜集国际市场类似设备的价格资料，经分析研究，作适当调整后选定。但应尽量防止这样做，以提高概算的准确性。v 8.2.3 引进技术、进口设备费用的构成与计算 货价应具备明确的价格条件。价格条件是指进口货物价格的构成和买卖双方有关手续费用、风险责任划分的界限。在国际贸易中，常用的价格条件有：FOBFree On Board离岸价指定装货港口，指装运港船上交货的价格，卖方负责支付货物出口税款，买方负担货物越过船舷后的一切费用和风险。装运港船上交货价F.O.B-是我国进口设备采用最多的一种货价。采用船上交货价时卖方的责任是：在规定的期限内，负责在合同规定的装运港口将货物装上买方指定的船只，并及
10、时通知买方；负责货物装船前的一切费用和风险；负责办理出口手续；提供出口国政府或有关方面签发的证件；负责提供有关装运单据。买方的责任是：负责租船或订舱，支付运费，并将船期、船名通知卖方；负担货物装船后的一切费用和风险；负责办理保险及支付保险费，办理在目的港的进口和收货手续；接受卖方提供的有关装运单据，并按合同规定支付货款。CIFCost Insurance and Freight到岸价指定港口，指离岸价加海运费、海运保险费的价格，卖方代办运输和保险，装船后一切风险仍由买方负担。CFR即C&FCost and Freight离岸价加海运费指定港口的价格。2.附属费用v附属费用亦称进口费用，应包括国
11、外运输费、国外运输保险费、进口关税、消费税、增值税、银行财务费、外贸手续费或称公司手续费、海关监管手续费、车辆购置附加费等。8.3 环保设备设计的技术经济分析v8.3.1环保设备的技术经济指标v 技术经济学中的技术经济指标很多，但从环保设备或系统的特点出发，其技术经济指标大致可以分为三类：一类是反映已形成使用价值的收益类指标；二类是反映使用价值的消耗类指标；第三类是与上述两类指标相联系，反映技术经济效益的综合指标。1.环保设备的收益类指标 1处理能力 指单位时间内能处理“三废物质的量，例如水处理设备的流量大小，除尘设备的风量大小等。显然，环保设备的处理能力与处理工艺、设备、体积消耗以及总造价密
12、切相关。一般设备应按系列化要求，对处理能力进行合理分级，力求单位处理能力的总投资最少。2处理效率 指通过处理后的污染物去除率。环保设备的处理效率与处理对象有关，如除尘设备的分级效率就对尘粒大小较为敏感，同时设备的处理效率又因所采用的处理工艺不同而不同。3设备运行寿命 是指既能保证环境治理质量，又能符合经济运行要求的环保设备运行寿命。实质上也代表环保设备投资的有效期。4“三废资源化能力 指通过环保设备对污染源进行治理后，变废为宝，从中获得直接经济价值的能力，如回收硫、回收贵金属、水循环、废渣制建材等。5降低损失水平 指通过环保设备对污染源进行治理后，改善了环境质量，减少或免交处理前的环境污染赔偿
13、费，或减少生产资料损失。如改善了排水状况、降低对捕鱼量的影响等。6非货币计量效益 指通过环保设备对污染源进行治理后，产生的不能直接用货币计量的效益，如空气的净化、环境优雅舒适、社会稳定等。2.环保设备的消耗类指标 1投资总额 是指购置和制造环保设备支出的全部费用。含购置、制作、安装等直接费用和管理费、占地费等非直接费用如管理费用等。2运行费用 是指让环保设备正常运行所需的全部费用。包括直接运行费人工、水、电、材料和间接运行费管理、折旧费等。3设置耗用时间 是指环保设备从开始投资到实际运行所耗用的时间，它反映了从购置到形成使用价值的速度。4有效运行时间 是指环保设备每年实际运行时间，常用有效利用
14、率表示。它实际代表着环保设备不开动时间所造成的消耗。3.环保设备的综合指标1 寿命周期费用 环保设备的寿命周期费用，是指环保设备在整个寿命周期过程中所发生的全部费用。所谓寿命周期，是指从研究开发开始，经过制造和长期使用直到报废或被其他设备取代为止，所经历的整个时期见图8-3。图8-3 环保设备的寿命周期和寿命周期费用1环境效益指数 环境效益指数是反映使用环保设备后环境质量改善的综合指标。其计算公式为：环境效益指数=1 投资回收期 投资回收期是以环保设备的净收益包括直接和间接的收益抵偿全部投资所需的时间，一般以年为单位，是考核环保设备投资回收能力的重要指标。根据是否考虑货币资金的时间价值，投资回
15、收期可分为静态投资回收期和动态投资回收期。静态投资回收期的计算公式为：Nt=式中：TI投资总额；Nt静态投资回收期，年；M年平均净收益。动态投资回收期的计算公式为：Nd=式中 Nd动态投资回收期，年。i年利率或投资回收期，%；【例8-4】某污水处理设备，初始投资60万元，年运行费3万元，运行后每年免交排污费15万元，即净收益为15-3=12万元。设投资收益率为15%，试分别计算静态和动态投资回收期。解:静态回收期为：Nt=TI/M=60/12=5年 动态回收期为：Nd 9.9年 由于考虑了货币资金的时间价值，动态投资回收期大于静态投资回收期。8.3.2 环保设备设计技术经济分析 v8.3.2.
16、1 影响环保设备设计的技术经济因素v1.功能与成本 v功能是产品所具有的能满足用户某种需要的特性，或者说是产品所具有的效能、用途、使用价值。就环保设备而言，其功能是对某一污染源进行治理，使之能够到达预定的排放标准如国家标准、地方标准、行业标准或企业标准。实现环保设备的功能是设备设计师的首要任务，同时又要特别注重各种技术经济因素对设计方案的影响与制约。v在设计环保设备特别是非标准设备时，应将重点放在寻求以较低的成本这里所说的成本是寿命成本，即寿命周期费用来实现预定的目的设计方案上。v某工程如欲除去d010m的尘粒，根据环境工程技术可知，很多类型除尘器均可达标，但惯性除尘器如百叶窗式成本最低，应优
17、先考虑选用。2.质量与成本 质量是反映产品在功能上满足用户需要的能力或程度，就环保设备而言，其功能是进行环境污染治理，使之到达要求的环境质量标准。因此环保设备质量最终应以能否到达预定的环境质量标准来衡量，也就是说，选择适宜的环境质量设计标准，是降低环保设备寿命周期费用的关键。图8-4 最正确环境质量模式图8-4反映了环境质量以污染物在环境中的残留浓度表示与污染防治费D、污染损失费T以及总费用C即上述两项之和之间的关系。v 由图8-4可以看出,污染防治费D越高,环境中的污染物残留浓度越低，污染损失费T也越低；反之，污染防治费D越低,环境中的污染物残留浓度越高，污染损失费T也越高。污染防治费D与污
18、染损失费T之和，即总费用C在A点最低。v图8-4中总费用最低的A点对应的环境质量即为理论上的最正确环境质量。如果此点对应的环境质量等于或高于有关的环境质量标准，则这就是适宜的设计标准。v v 3.设备制造或建造条件 v 应用产品设计经济学进行环保设备设计时，在追求较低设备成本及较短生产周期的同时，还必须充分考虑所设计环保设备未来的制造条件，以及市场上能否较为便利地提供的材料或零部件等因素。v 4.安全性、可靠性与经济性 v 安全性、可靠性与经济性是三个密切相关的概念，设计过程中需要统筹考虑。所谓可靠性，是指设备或系统在规定时间内，在规定使用条件下，完成规定功能的概率。这种定量化的可靠性称为可靠
19、度。设备的可靠性在很大程度上是和保证及责任联系一起的。设备可靠性与费用关系曲线 在生产实践中，几乎很少有100%的可靠产品。图8-5描述了可靠性与费用的关系。从图中可以看出，设备的可靠性提高，将导致研制、设计和制造费用的增加，但使用和维修费用却随可靠性的提高而降低。反之，如果可靠性降低，就势必导致使用和维修费用大大增加，甚至造成报废，在经济上造成重大损失。一般有两点很值得设计时给予关注，一是总费用最低点A相应的可靠性，另一是单位费用可靠性最大的B点。v 安全系数是表示组成设备或系统的某个零件承受荷载的安全程度。尽管安全系数与可靠度在描述设备的安全性、可靠性方面有很大的相似，但其内在的含义及应用
20、却有很大的区别。v 安全系数常用n表示的范围为0n。从理论上说，较大的安全系数意味着有较高的安全性。而可靠度常用只表示的范围却在01之间，即0R1。对串联的零部件来说见图8-6a，安全系数最小的零部件决定着整个装置的总安全系数。而串联装置的总可靠程度却等于所有零件可靠度的乘积见图8-6b。整个装置失效的原因，并不一定是可靠度较小的零件，也不一定是强度问题。总安全系数 n=1.3 a串联装置的安全系数等于诸零件中最小安全系数的值总可靠度 R=0.90.70.850.6=0.3123b 串联装置的可靠度等于各个零件可靠度的乘积 图8-6 串联装置的安全系数和可靠度8.3.2.2设计费用的定义及构成
21、v 从环境治理工程的要求，到环保设备或系统设计工作完成，大致要经过方案论证、初步设计、施工图设计和竣工四个阶段。每个阶段又要花费一定人力、材料、实验、能源、设备和其他方面的费用。这些费用的总和被称为设计费用。图8-7设计费用与设备成本之间关系 对环保设备设计进行技术经济分析必然涉及到设计费用。设计费用与设备成本之间的关系见图8-7。由图8-7可见，设计费用较少时，设备成本较高。当设计费用到达一定数值后，设备成本下降缓慢，因此设计费用与设备成本之间存在一个最正确匹配关系。一般而言如果设计费用花得太少，就难免出现一些本该可以防止的设计缺陷，导致制造成本和使用成本上升，甚至有可能前功尽弃。但并不是设
22、计费用花得越多越好，设计质量也越高。同时那种不准备进行改进的设计，要求工作图一次性准确无误的想法也是不切实际的，势必造成工程的不顺利及试制时间的拖延。8.4 环保设备应用技术经济分析v 环保设备应用包括从设备投资到设备运行的整个过程，它是环保设备寿命周期的重要阶段。对环保设备应用进行技术经济分析，最主要是进行投资分析与管理分析，以到达单位寿命周期成本创较好的环境效益。8.4.1环保设备投资分析v 环保设备投资与生产投资不完全相同，后者的投资决策判据仅是成本与效益，前者则需要综合考虑环境治理的基本要求、经济效益、环境效益等综合指标。环保设备投资分析的方法有投资回收期法、寿命周期费用法、环境效益指
23、数费用分析法、边际分析法等。1.投资回收期法。前面介绍了投资回收期的概念及计算方法，环境工程设备投资回收期法的基本原理是：假设某项环保设备的投资回收期小于或等于基准投资回收期，则该方案在经济上可以考虑接受。例如初投资50万元，运行后每年免交排污费12万元，静态回收期为5年，假设基准定为6年，则该工程可行。采用动态投资回收期来决策时，则应注意所选择的投资收益率对决策结果的影响。v 投资回收期法应用简便，对于便于直接计量或换算计量经济价值的独立单一环境工 程设备投资方案，可用这种方法来判断其可行性和该设备投资后的盈利能力。v 设备投资回收期法主要是从经济价值的角度来衡量环保设备运用的经济效果。对于
24、有些环保设备投资，其目的主要是改善环境质量。这时，对于几个都能到达环境质量标准的环境工程设备投资方案，可通过寿命周期费用的比较来选择最优方案。2.寿命周期费用法 环境工程设备投资回收期主要是从经济价值的角度来衡量环境工程设备应用的经济效果。对于有些环境工程设备投资，其目的主要是改善环境质量，这时，对于几个都能到达环境质量标准的环境工程设备投资方案，可通过寿命周期费用的比较来选择最优方案，具体方法参照下例。v【例8-5】有两个设备投资方案A与B，根据有关数据可作出的累计寿命周期费用曲线和年平均寿命周期费用曲线如下图，由此可作如下判断：v A、B两方案的盈亏平衡点BEPBreak Even Poi
25、nt大约在6.5年处，它说明，假设使用期大于6.5年，B方案较为经济；反之，假设使用期小于6.5年，则A方案比较经济。v 如果使用期为10年，则方案B的累计寿命周期费用比方案A大约廉价1000万元。v A方案的年平均寿命周期费用最低点对应的使用期为8年，B方案的年平均寿命周期费用最低点对应的使用期为9年。如果使用期为9年，方案B与A相比，平均每年可少花139万元。v 综合上述分析，B方案比A方案经济，应优先选择。3.环境效益指数费用分析法前面我们介绍了环境效益指数的概念。事实上，同样的环境效益指数可能由不同的环境工程设备投资来实现，或者同样的投资，由于环境工程设备的选型不同，可能导致不同的环境
26、效益指数。因此，有必要将二者结合起来比较单位投资环境效益指数的大小。环境效益指数费用分析法的基本原理是：假定环境效益指数为Ie，环境工程设备投资为I，则单位投资的环境效益指数PI为：显然，对于不同的环保设备或系统投资方案，单位投资的环境效益指数PI大者为先。4.边际分析法 如图8-8所示，将污染防治类比为一种商品的生产，并将到达某种环境要求换算成污染物去除总量所要付出的费用和所获得的收益，以及总费用、总收益等曲线列于图上，即可运用边际分析法进行费用和效益分析。从图中8-8可以看出，横坐标表示污染物去除总量t，图8-8上纵坐标表示总费用和总收益的货币值，以下图纵坐标则表示 边际去除费用和边际去除
27、收益，即去除单位污染物所增加的费用和所得的收益。假设以Q表示污染物去除量实质上对应于污染物的某一残留浓度，B表示总收益，C表示总费用。令收益曲线，费用曲线，则在最正确的污染物去除量对应于最正确环境质量处，边际去除费用等于边际去除收益，即时，净效益最大。图8-8 边际分析法确定污染物的最正确去除量曲线图 例如，在除尘和水处理技术中，净化效率与投资是不成正比关系的。当净化效率到达某一程度后，继续增加费用所取得的效率增加是极不明显的。以静电除尘为例，当效率在90%98%范围内，除尘效率随费用的增加而稳定上升。假设要将效率再提高到99.9%，即提高量不到2%时，其费用将成倍地增长。8.4.2环保设备运
28、行管理分析 环保设备寿命为设备从诞生到报废的时间，分为设备自然寿命物质寿命、设备技术寿命设备未坏，因技术落后而淘汰、设备经济寿命设备未坏，因经济上不合算而淘汰。有效利用环保设备是提高投资的经济效益及环境效益的必然要求。环保设备的有效利用率最基本的表达式为：有效利用率 式中 在规定时间内，环保设备在正常状态下累计运行 的时间；在规定时间内，环保设备停止运行的累计时间。在环保设备运行的全过程，应把有效利用率作为设备综合管理效果的重要指标。影响环保设备正常运行的最主要因素是可靠性和可维修性。尽管可靠性和可维修性在设计阶段就大体确定了，但加强运行管理和维修工作对提高环保设备的有效利用率也很重要.9、静
29、夜四无邻，荒居旧业贫。6 月-236 月-23Friday,June 2,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。01:48:2501:48:2501:486/2/2023 1:48:25 AM11、以我独沈久，愧君相见频。6 月-2301:48:2501:48Jun-2302-Jun-2312、故人江海别，几度隔山川。01:48:2501:48:2501:48Friday,June 2,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。6 月-236 月-2301:48:2501:48:25June 2,202314、他乡生白发，旧国见青山。02 六月 20231:48:25 上午01:48:256 月-
30、2315、比不了得就不比，得不到的就不要。六月 231:48 上午6 月-2301:48June 2,202316、行动出成果，工作出财富。2023/6/2 1:48:2501:48:2502 June 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。1:48:25 上午1:48 上午01:48:256 月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。6 月-236 月-23Friday,June 2,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。01:48:2601:48:2601:486/2/2023 1:48:26 AM11、成功就是日复一
31、日那一点点小小努力的积累。6 月-2301:48:2601:48Jun-2302-Jun-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。01:48:2601:48:2601:48Friday,June 2,202313、不知香积寺，数里入云峰。6 月-236 月-2301:48:2601:48:26June 2,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。02 六月 20231:48:26 上午01:48:266 月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。六月 231:48 上午6 月-2301:48June 2,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。20
32、23/6/2 1:48:2601:48:2602 June 202317、空山新雨后，天气晚来秋。1:48:26 上午1:48 上午01:48:266 月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。6 月-236 月-23Friday,June 2,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。01:48:2601:48:2601:486/2/2023 1:48:26 AM11、越是没有本领的就越加自命非凡。6 月-2301:48:2601:48Jun-2302-Jun-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。01:48:2601:48:2601:48Friday,June 2,202313
33、、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。6 月-236 月-2301:48:2601:48:26June 2,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。02 六月 20231:48:26 上午01:48:266 月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。六月 231:48 上午6 月-2301:48June 2,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/6/2 1:48:2601:48:2602 June 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。1:48:26 上午1:48 上午01:48:266 月-23 MOMODAPOWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉