(11)
Если применение отходов ТЭС или ГРЭС в каком-либо слое сооружаемого конструктивного элемента не приводит к изменению конструкций других слоев и при этом двухкомпонентная базовая смесь заменяется трёхкомпонентной новой смесью, то может возникнуть несколько частных случаев.
А. Базовая конструкция слоя состоит из смеси цемента и песка, а новая - из смеси песка, цемента и золы уноса. Область рационального использования золы уноса в таком случае определяют по формуле
(12)
При этом принимают, что в базовом и новом вариантах строительства предприятие-поставщик цемента не меняется (то же для песка). Следовательно,
Кроме того, очевидно,
Предельное экономически целесообразное расстояние транспортирования золы уноса определится тогда как
(13)
Б. Базовая конструкция слоя состоит из смеси цемента и песка, новая - из смеси песка, золошлака и золы уноса. Область рационального использования отходов ТЭС и ГРЭС в таком случае определяют по формуле
(14)
где - доля золошлаков в единице массы внедряемой смеси;
- стоимость 1 т золошлаков франко-место укладки;
Sшл - отпускная цена 1 т золошлаков;
- стоимость перевозки 1 т золошлаков автомобильным и железнодорожным транспортом соответственно на расстояния
Если поставщик золы уноса и золошлаков один, то расстояние их перевозки всеми видами транспорта и затраты на перевозку 1 т материала одинаковы, т.е.
Тогда предельное экономически целесообразное расстояние транспортирования отходов ТЭС и ГРЭС определяют из выражения (14) как
(15)
При изменении количества компонентов в базовой и внедряемой смесях или изменении конструкции прочих слоев сооружаемого конструктивного элемента предельное экономически целесообразное расстояние транспортирования отходов ТЭС и ГРЭС следует определять аналогично изложенному.
Приложение 4
Определение экономически целесообразного расстояния перевозки золошлаковой смеси при строительстве автомобильной дороги
Исходные данные
Золошлаковую смесь ТЭЦ использовали при строительстве укрепленного основания автомобильной дороги I категории. Укрепленное основание толщиной 18 см устраивали обычно из смеси песка и портландцемента. Содержание портландцемента в цементогрунтовой смеси составляло 12 %, т.е. = 0,12, = 0,88.
В новом варианте при использовании отходов основание толщиной 24 см сооружали из золошлака, укрепленного 9 % портландцемента ( = 0,09, = 0,91).
Конструкции прочих слоев дорожной одежды при этом не изменялись.
Экономический эффект от применения отходов ТЭЦ обусловлен заменой песка более дешевыми золошлаками и уменьшением расхода портландцемента.
Отпускная цена портландцемента Sцем = 20 руб. за 1 т. Поставки осуществляются по железной дороге на расстояние = 100 км. В соответствии с прейскурантом стоимость перевозки 1 т цемента на указанное расстояние в специализированном вагоне-цементовозе = 0,75 руб. Песок, используемый в базовом варианте строительства, перевозят речным транспортом на расстояние = 100 км. Соответствующая стоимость перевозки 1 т песка = 0,49 руб. Отпускные цены 1 т песка и золошлаков Sпес = 0,9 руб. (1,35 руб. за 1 м3) и Sшл = 0,35 руб. соответственно.
Расстояние перевозки цемента автомобильным транспортом складывается из расстояния от железнодорожной станции до смесительной установки LА цем = 10 км и расстояния Lx от смесительной установки до места укладки на трассе цементогрунта, в состав которого входит цемент.
Расстояние, на которое перевозят в базовом варианте песок от речной пристани до смесительной установки, LА пес = 15 км. Расстояние перевозки золошлаков от ТЭЦ до смесительной установки LА шл = 20 км.
Решение задачи
Для определения предельного экономически целесообразного расстояния перевозки золошлаков следует руководствоваться п. 2.3 настоящих Методических рекомендаций. Выражение (7) прил. 3 с учетом содержания задачи перепишется как
(1)
Золошлаки по железной дороге не перевозят ( = 0).
Портландцемент в базовом и новом вариантах строительства поставляют с одного предприятия, поэтому стоимость 1 т цемента франко-место укладки в обоих вариантах одинакова, т.е.
(2)
Выражение для определения предельного экономически целесообразного расстояния транспортирования золошлаков определится из (1) при замене неравенства строгим равенством. С учетом ранее сделанных замечаний выражение (2) можно представить как
(3)
где a = h1/h2.
Полученное выражение с учетом , определяющих стоимости 1 т соответствующих материалов франко-место укладки, приобретет вид
(4)
Выделив в последнем выражении члены, не зависящие от области применения золошлаков, перенесем их в правую часть записанного выражения:
(5)
Обозначим выражение в правой части уравнения (5) символом В и вычислим его величину в соответствии со значением исходных данных (?? = h1/h2 = 18/24 = 0,75):
В = 0,91 · 0,35 - (0,75 · 0,12 - 0,09)(20 + 0,75) - 0,75 · 0,88 · (0,9 + 0,49) = -0,5989.
Расстояния перевозки автомобильным транспортом:
(6)
Неизвестным является предельное экономически целесообразное расстояние LХ перевозки материалов от смесительной установки до места укладки на трассе.
Затраты на перевозку используемых материалов автомобильным транспортом с учетом соотношений (6) с достаточной точностью определятся как
(7)
Подставив полученные соотношения в левую часть выражения (5), перепишем его как
(8)
Решая полученное уравнение относительно величины , имеем
(9)
С учетом того, что и , это выражение приобретет вид
(10)
В соответствии с известными значениями величин LА шл = 20 км, LА цем = 10 км, LА пес = 15 км стоимости перевозки 1 т соответствующих материалов определятся как СА(LА цем) = 0,88 руб., СА(LА пес) = 1,13 руб., СА(LА шл) = 1,34 руб.
После подстановки численных значений всех составляющих в правую часть выражения (10) имеем
СА(LХ) = [-0,5989 + 0,91 · 1,34 - (0,75 · 0,12 - 0,09) · 0,88 -
- 0,75 · 0,88 · 1,13]/(0,75 - 1),
откуда СА(LХ) = 0,5012 руб.
Полученной стоимости перевозки 1 т груза автомобильным транспортом соответствует расстояние транспортирования LХ = 4 км.
Этот результат хорошо согласуется с практикой строительства. Золошлаки с ТЭЦ использовали только при строительстве транспортной развязки автомобильной дороги.
Незначительное экономически целесообразное расстояние перевозки золошлаков с ТЭЦ для рассматриваемого варианта строительства обусловлено тем, что уменьшение содержания цемента в единице массы внедряемой смеси полностью компенсируется увеличением толщины слоя основания, сооружаемого с использованием золошлаков. В итоге содержание цемента в единице длины укрепленного основания в базовом и новом вариантах строительства одинаково. Экономически целесообразная область использования золошлаков в таком случае определяется разницей в стоимости (франко-место укладки) песка и золошлака.
Примечание 5
Определение экономически целесообразного расстояния перевозки золошлаковой смеси при строительстве автомобильной дороги I категории
Исходные данные
Золошлаковую смесь для устройства нижнего слоя основания автомобильной дороги I категории поставляли с ТЭЦ.
Укладываемая смесь содержала 30 % золошлаков и 70 % песка, т.е. = 0,3; = 0,7. Золошлаками в смеси с песком заменяли песчано-гравийную смесь (ПГС). Конструкция дорожной одежды при использовании отходов ТЭС не изменялась. Расположение поставщиков указанных материалов относительно трассы строящейся автомобильной дороги показано на рисунке настоящего приложения. Толщины нижнего слоя основания, построенного из базового и нового материалов, одинаковы. Строящийся участок автомобильной дороги начинается на берегу Волги, откуда берется добываемый гидронамывом песок. На расстоянии Lпр = 30 км от указанного места находится пристань, с которой ранее поступала ПГС. На расстоянии Lт = 22 км от начала участка имеется ответвление к ТЭС.
Схема расположения предприятий-поставщиков песка, золошлака и ПГС относительно трассы строящейся автомобильной дороги
Расстояние от золоотвала ТЭС до въезда на трассу составляет L0 = 13 км. Отпускная цена ПГС Sпгс = 3 руб. за 1 м3, песка Sпес = 2,26 руб. за 1 м3 (1,5 руб. за 1 т), золошлака Sшл = 0,3 руб. за 1 т.
Решение задачи
Для решения задачи следует обратиться к п. 2.3 настоящих Методических рекомендаций. В базовом варианте слой основания сооружали из материала, который можно рассматривать как однокомпонентный. В таком случае выражение (3) прил. 4 перепишется при как
(1)
где - стоимость (франко-место укладки) 1 т песчано-гравийной смеси;
- стоимость перевозки 1 т песчано-гравийной смеси автомобильным транспортом;
- доля массы песчано-гравийной смеси в слое основания; = 1.
Перепишем это выражение с учетом стоимости 1 т используемых материалов франко-место укладки:
(2)
Предельное экономически целесообразное расстояние транспортирования золошлаков определится из выражения (2) после замены неравенства строгим равенством. Выделим в левой части выражения (2) члены, зависящие от расстояния перевозки материалов, т.е.
(3)
Область рационального использования золошлаков с ТЭС будет зависеть от длины LХ нижнего слоя основания, построенного от берега Волги. В таком случае расстояние перевозки песчано-гравийной смеси от пристани до места укладки определится как LАПГС = Lпр + LХ. Расстояние перевозки песка LА пес = LХ. Расстояние перевозки золошлаков с ТЭС на правое плечо сооружаемого участка автомобильной дороги (т.е. при LХ > LТ)
LА шл = Lо + LХ - LТ.
С достаточной точностью можно записать:
САПГС(LАПГС) = САПГС(Lпр + LХ) = СА(Lпр) + СА(LХ);
СА пес(LА пес) = СА(LХ), (4)
СА шл(LА шл) = СА шл(Lо + LХ - LТ) = СА(Lо) + СА(LХ) + СА(LТ).
Подставляя соотношения (4) в выражение (3) и выделяя в левой части член СА(LХ) получим уравнение для определения предельной длины основания, строящегося с использованием золошлаков:
(5)
В соответствии с расценками на перевозку грузов для строительства СА(Lпр = 30) = 1,66 руб.; СА(Lо = 13) = 1,03 руб.; СА(LТ = 22) = 1,46 руб.
Подставляя в выражение (5) численные значения параметров в правой части, получаем
СА(LХ) = [0,7 · 1,5 + 0,3 · 0,3 - 0,9 · 3 - 0,9 · 1,66 + 0,3 · (1,03 - 1,46)] :
: (0,9 - 1) = 31,83 руб.
Длина участка основания, сооружаемого с использованием золошлаков ТЭС, при указанных условиях строительства практически не ограничена. Это во многом обусловлено тем, что в соответствии с расположением предприятий-поставщиков песка, золошлаков и ПГС расстояние перевозки золошлаков всегда менее расстояния перевозки ПГС.
Приложение 6
Расчет экономической эффективности замены цемента сухой золой канско-ачинских углей
Годовой экономический эффект от применения нового материала определяется по формуле
Э = (з1 - з2) · А, (1)
где з1, з2 - приведенные затраты на строительство 1 км укрепленного основания автомобильной дороги с использованием базового и нового материалов соответственно;
А - годовой объем строительства укрепленного основания с использованием золы уноса.
Поскольку при применении золы уноса вместо цемента не используют новое или дополнительное технологическое оборудование, при расчете экономического эффекта целесообразно учитывать только те статьи затрат, которыми базовый и новый варианты строительства отличаются, а именно:
отпускную цену используемых материалов, установленную промышленностью;
состав смеси, из которой строится укрепленное основание;
расстояние перевозки материалов по железной дороге (расстояние перевозки материалов автомобильным транспортом от железнодорожной станции до смесительной установки и места укладки на трассе в обоих вариантах принято одинаковым).
В связи с вышеизложенным экономический эффект, получаемый при замене цемента золой уноса, можно рассчитать по формуле
(2)
где В - ширина укрепленного основания, м; В = 7,5 м;
L - длина построенного укрепленного основания, м; L = 1000 м;
ρ - плотность смеси, кг/м3; ρ = 1,7 т/м3;
h - толщина укрепленного основания, м; h = 0,15 м;
, - доля песка в массе смеси при использовании цемента и золы уноса соответственно; = 0,88; = 0,75;
- доля цемента в массе базовой смеси, = 0,12;
- доля золы уноса в массе новой смеси; = 0,25;
- стоимость 1 т песка общестроительного назначения в III поясе РСФСР; = 1 руб.,
- сумма отпускной цены 1 т цемента общестроительного назначения ( = 18,7 руб.) и затрат на перевозку цемента по железной дороге на расстояние ;
- сумма отпускной цены 1 т золы уноса ( = 0,7 руб.) и затрат на перевозку золы уноса по железной дороге на расстояние .
Среднее расстояние перевозки по железной дороге цемента и золы уноса для рассматриваемого региона принято 1000 км. Затраты на перевозку 1 т цемента и золы уноса на указанное расстояние Сж(1000) = 2,59 руб. При этом
= 18,7 + 2,59 = 21,29 руб. за 1 т,
= 0,7 + 2,59 = 3,29 руб. за 1 т.
Экономический эффект от замены цемента золой уноса составит на 1 км
Э = 7,5 · 1000 · 1,7 · 0,15 · [1 · (0,88 - 0,75) + 0,12 · 21,29 - 0,25 · 3,29] = 3561,65 руб.
При строительстве укрепленного основания длиной 500 км с использованием золы уноса экономический эффект составит за один год
ЭГ = 3561,65 · 500 = 1780,8 тыс. руб.
Количество сэкономленного цемента Ц определится по формуле
(3)
Использование золы уноса позволит сэкономить на 1 км укрепленного основания цемента
Ц1 = 0,12 · 7,5 · 1000 · 0,15 · 1,7 = 229,5 т.
За 1 год экономия цемента составит
Ц2 = Ц1 · 500 = 229,5 · 500 = 114,75 тыс. т.
