海水直流取水材质经济分析

【摘要】本文结合沿海发电项目的实际，对三种海水取水材质进行比选，从设计、施工、经济方面进行分析，根据不同的前提条件，确定采用哪种材质进行比较。对于海水取水的方案具有借鉴意义。

【关键词】海水取水；Q235钢管；PCCP管；GRP管；初投资；运行费用

目前为止所有的发电工程主要的冷却方式，会采用海水（河水）直流取水，冷却塔二次循环，直接

空冷和间接空冷等。关于海水直流取水，由于海水具有较强腐蚀性，对管道材质要求比较高，下面以三种材质特性为例具体分析： Q235钢管，GRP管，PCCP管道。具体选用哪种材质，从设计以及初投资和运行费用最节省，本次将以海水取水为例，集中讨论此部分的内容。

首先，从设计角度来看三种材质取水方式比较：

一、管道采用Q235钢管

防腐措施：外壁采用环氧煤沥青特加强级防腐层加阴极保护，内壁采用一道底漆加阴极保护

管道设计参数：流量按24.114m3/s计，直管段管径按D3220mm计，长度按1000m计，直管段总重1421.4t，沿程阻力为2.178m，轴功率为592kW，2个90°钢制弯头/弯曲6448mm--DN3224×20--共重3.3t，管道接口为焊接，覆土按2.0m计，槽底为原状土或经处理回填密实的地基，300mm厚的中粗砂垫层，土壤容重按0.00185kg/cm3 计，土侧压系数按0.35计，汽车荷载按汽-20级重车双列计，土壤压缩模量按60kg/cm2计，闭合温差按±25℃，管内真空压力按0.05MPa计，地下水位按-0.5m计，管道工作压力按0.32MPa计，试验压力按0.4MPa计。

二、管道采用GRP管

防腐措施：无需防腐。

管道设计参数：流量按24.114m3/s计，直管段管径按DN3200mm计，压力等级按0.6MPa，长度

按1000m计，沿程阻力为1.248m，轴功率为339kW，2个90°玻璃钢弯头/弯曲半径6400mm--DN3200，管道接口为承插，覆土按2.0m计，管道基础与弯头镇墩设计均由结构专业负责，土壤容重按0.00185kg/ cm3 计，土侧压系数按0.35计，汽车荷载按汽-20级重车双列计，土壤压缩模量按60kg/ cm2计，闭合温差按±25℃，管内真空压力按0.05MPa计，地下水位按-0.5m计，管道工作压力按0.32MPa计，试验压力按0.4MPa计。

三、管道采用PCCP管道

防腐措施：采用环氧沥青或环氧煤沥青作为防腐材料，按加强型防腐考虑，厚浆环氧沥青底漆-厚浆环氧沥青底漆-厚浆环氧沥青面漆-厚浆环氧沥青面漆，涂层干膜总厚度为400?m。为防止PCCP管件的腐蚀，除把管件的外侧刷上绝缘涂料作为管道涂层防腐外，沿管道两侧应铺设4根加工成型的锌缆作为牺牲阳极，每隔一段距离用铜芯导线把阳极锌缆连接到PCCP的金属部分上，以形成阴极保护

管道设计参数：输送介质为海水，流量按24.114m3/s计，直管段管径按DN3200mm计，压力等级按0.6MPa，长度按1000m计，沿程阻力为2.046m，轴功率为556kW，2个90°钢制弯头/弯曲半径6448mm--D3224×20--共重3.3t，2个钢制承口DN3200mm和2个钢制插口DN3200mm，管道接口为承插，覆土按2.0m计，土壤容重按0.00185kg/ cm3 计，土侧压系数按0.35计，汽车荷载按汽-20级重车双列计，土壤压缩模量按60kg/ cm2计，闭合温差按±25℃，管内真空压力按0.05MPa计，地下水位按-0.5m计，管道工作压力按0.32MPa计，试验压力按0.4MPa计。

其次，从初投资及运行成本考虑

经过以上分析，从技术角度来说，以上三种材质均可用于海边取水，但考虑经济性，会有一些差别。

1、从初投资上考虑。

三种取水管道的原材按现有物价水平来考虑，分别是：Q235钢管φ3200的造价按4000元/米。PCCP管φ3200的造价按7000元/m， GRP管φ3200的造价按13000元/m。均按照1000米来考虑的话，Q235钢管需花费400万，PCCP管道为700万，GRP管为1300万。

考虑施工费用：

1）Q235钢管：Q235钢管需要相应的加强防腐，同时需要阴极保护，1000米的Q235钢管的施工费用分别为：建筑工程费：125万元，安装工程费（含材料）：945万元，阴极保护费（按20年考虑）：150万元，其他费用11万元，合计：1231万元。

（2）GRP管：GRP管由于材质本身具有抗腐蚀性，不需要防腐及阴极保护，1000米的GRP管施工费用分别为：建筑工程费：125万元，安装工程费（含材料）：1813万元，其他费用19万元，合计：1957万元。

（3）PCCP管：PCCP管需要考虑防腐及管道接头部分的阴极保护，1000米的PCCP管道施工费用分别为：建筑工程费：215万元，安装工程费（含材料）：1125万元，阴极保护费（按20年考虑）：50万元，其他费用14万元，合计：1404万元。

从初投资的角度考虑，Q235钢管每千米的造价最低为1231万元，其次是PCCP管，每千米造价为：1404万元，最高的为采用GRP管，总投资为1957万元。

考虑运行费用：

运行年限按20年考虑，运行电耗Q235钢管按626kwh，PCCP管按照588kwh，GRP管按359 kwh，电价暂按山东地区的最新标杆上网电价419.4元/MWh，每年的运行小时数按7200元考虑。

20年的运行费用，在不考虑收益率的情况下：Q235钢管：3781万元，PCCP管：3551万元，GRP管：2168万元。但每年的运行费用需要考虑资金的时间价值时，基准收益率按8%考虑，运行年限20年考虑折现的话，根据等额分付现值公式：

即 P=A（P/A，i，n）

其中：（P/A，i，n）为折现系数； P为现值； A为年运行费用；n为年份数（n 值的取定：假定燃煤电厂的经济运行寿命为20年）；i为贴现率（i 值的取定：按每年8%的收益取定）

20年折现费用为：Q235钢管：1856万元，PCCP管：1743万元，GRP管：1064万元。

合计：从运行费用来看，Q235钢管的运行费用最高，其次为PCCP管，最低的为GRP管。

将初投资与运行费用相加：

Q235钢管初投资+运行费用：1231+1856=3087万元

PCCP管初投资+运行费用：1404+1743=3147万元

GRP管初投资+运行费用：1957+1064=3021万元

从经济角度分析，根据假定的条件（包括运行年限，每年运行小时数，各种材质的电耗等）计算，如果只考虑初投资，采用Q235钢管最优，只考虑运行费用，GRP管最优。如果既考虑初投资，又考虑运行费用的话采用三种材质相差不大，GRP管略优。

综合考虑

三种材质作为海水取水方式均是可以的，从施工难度上分析，从用PCCP管道施工难度偏大，Q235

钢管次之，最简单的方式为采用GRP管。

从经济性比较来看，影响最后结果的因素包括，各种材质所发生的电耗，每年的运行小时数，运行的年限等。当以上参数发生变化时，对经济分析的结果会有一些影响，需要具体分析。

作者简介：夏力宁，1981年出生，男，汉族，河北省石家庄市人，大学本科，助理工程师，主要从事电力工程初投资，方案对比，经济分析等工作。研究方向为电力工程造价及效益分析。