熊蓉春　魏剛

　　提要　根據(jù)一些國際上有影響的對其它技術的經(jīng)濟評價方法，得出水處理技術的靜態(tài)經(jīng)濟評價方法和等效年度費用計算法。
　　關鍵詞　水處理　經(jīng)濟評價　直接經(jīng)濟效益

0　前言

　　水是工業(yè)的血液。水處理是工業(yè)獲得全格血液的必要手段。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)用水量劇增，水資源“取之不盡、用之不竭”的時代已經(jīng)過去，人類面臨著全球性的淡水資源枯竭。在此形勢下，以安全生產(chǎn)、節(jié)省資源和凈化環(huán)境為目的的水處理技術得到迅速發(fā)展。　
　　從價值工程的觀點看，水處理問題歸根到底是一個經(jīng)濟問題。成功的水處理技術必定具有高的經(jīng)濟效益?？蒲?、設計和管理等方面的決策人員最關心的也是得到投入與產(chǎn)出之比最小的技術。為此，掌握水處理經(jīng)濟效益的評價方法是十分必要的。本文的計算方法根據(jù)一些國際上有影響的其它技術的經(jīng)濟評價方法得出^[1,2]，僅供參考。
　　經(jīng)濟效益包括直接經(jīng)濟效益和間接經(jīng)濟效益。間接經(jīng)濟效益往往比直接經(jīng)濟效益大且難以計算。例如，水處理技術可防止鍋爐結垢，從而省去了除垢開支和避免了停工停產(chǎn)，所節(jié)約的除垢費用是直接經(jīng)濟效益，避免的停工停產(chǎn)損失則是間接經(jīng)濟效益。本文討論的經(jīng)濟效益僅指直接經(jīng)濟經(jīng)濟，即采用某項技術后利潤的增加和開支的節(jié)省。

1　靜態(tài)經(jīng)濟評價方法

　　這種評價方法對各種費用均不考慮利息因素，也不管投入資金的先后，計算不夠精確但簡單直觀。
1.1　直接發(fā)生費用
　　當水處理技術的經(jīng)濟效益體現(xiàn)為直接發(fā)生的費用時，例如節(jié)約工程投資、節(jié)約除垢費、節(jié)約保養(yǎng)費用、節(jié)約啟動費用等，則
　　　　　Ex=△X·Ux　　　　　　　　　　(1)
　　式中　Ex——節(jié)約的費用（等于直接發(fā)生費用）；
　　　　　△X——與費用有關的量；
　　　　　Ux——與量有關的單價。
　　以一臺4t/h鍋爐為例，原來水處理不合格，需每年清洗一次，清洗的單價為2 000元／m³，清洗量為6m³（約等于鍋爐的容水量）。若采用先進的水處理技術，不再需要清洗，但需每年增加水處理費用6 000元，不考慮水處理不合格可能引起的其它問題，則可按公式(1)從經(jīng)濟上進行比較。
　　已知，△X=6m³，Ux=2 000元／m³清洗一次的清洗費用為
　　　　　　　　Ex=6×2 000=12 000元
　　采用先進水處理技術需每年增加水處理費用6 000元，但可節(jié)約清洗費用12000元，顯然更為合算。
1.2　運行費用
　　運行費用的計算稍復雜些。最好是從現(xiàn)場直接測取采用水處理技術前后所發(fā)生的費用，得到運行費用的平均值，然后取多個現(xiàn)場的統(tǒng)計平均值。例如，對熱水鍋爐，可從現(xiàn)場直接測取水耗、電耗和煤耗，然后按公式(2)計算運行費用的節(jié)約價值。
　　Er=T(△W·Uw+△e·Ue+△f·Uf)　　　(2)　　　　　　
　　式中　Er——運行費用節(jié)約，元/a；
　　　　　T——采暖期，d/a；
　　　　　△W——供暖水節(jié)約，m³/d；
　　　　　Uw——供暖水單價，元/m³；
　　　　　△e——節(jié)電量，kW·h/d；
　　　　　Ue——電價，元/kW·h；
　　　　　△f——節(jié)煤量，t/d；
　　　　　Uf——煤價，元/t。
　　據(jù)資料^[3]報道，一臺2.8MW熱水器爐供暖系統(tǒng)采用BF-30a鍋爐防腐阻垢技術后，現(xiàn)場測得日節(jié)水16m³，日節(jié)電5.32kW·h，日節(jié)煤1t，當?shù)責崴?、電、煤的價格分別為1.2元/m³、0.5元/(kW·h)和50元/t，每年供暖7個月，則可計算運行費用節(jié)約價值。
　　將T=210d/a,Ux=1.2元/m³，Ue=0.5元/(kW·h),Ut=50元/t，△W=16m³/d，△e=5.32kW·h和△f=1t/d代入(2)式，則
　　　　　Er=210×(16×1.2+5.32×0.5+1×50)=15 090.6元/a
　　即該供暖系統(tǒng)每年節(jié)約運行費用15 090.6元。
1.3　設備費用
　　設備費用包括設備購置、安裝、檢修等費用，設備費用的節(jié)約價值主要是由延長設備使用壽命帶來的收益，可用Uhlig公式^[1]計算
　　E_i=[C/(△L+L)][(△L/L)(C+I+m)/C-△C/C-△Ld/LC]　　　　　　　(3)
　　式中　E_i——年節(jié)約價值，元/a；
　　　　　C——設備購置費，元；
　　　　　△C——采用該水處理技術所需的花費，元；
　　　　　L——未采用該水處理技術時的設備使用壽命，a；
　　　　　△L——采用該水處理技術后增加的設備使用壽命，a；
　　　　　I——更換設備的安裝費用，元；
　　　　　m——設備檢修費，元；
　　　　　d——報廢設備回收費，元。
　　例如一個2.8MW熱水鍋爐供暖系統(tǒng)，設備購置費為24萬元，安裝費為24萬元，檢修費為16.8萬元，設備使用壽命為10a，設備報廢后改作他用或折賣可回收1.2萬元；采用BF-30a防腐阻垢技術后每年需花費6 000元，但可使設備使用壽命延長到15a，則可按公式(3)計算設備費用的節(jié)約價值。
　　已知C=24萬元，I=24萬元，m=16.8萬元，L=10a，d=1.2萬元，△C=15×6 000=90 000元，△L=15-10=5a，將數(shù)據(jù)代入Uhlig公式可得
　　E_i=(24/15)[(5/10)(24+24+16.8)/24-9/24-5×1.2/(10×24)]=1.52萬元／a
　　即采用該水處理技術后每年可節(jié)約設備費用1.52萬元。
1.4　總費用
　　水處理技術的經(jīng)濟效益往往體現(xiàn)在多個方面，每個方面僅能體現(xiàn)部分經(jīng)濟效益，總的經(jīng)濟效益則為各部分經(jīng)濟效益之和。即
　　　　　　　　　　　　　　　(4)
　　式中　E——總經(jīng)濟效益，元／a；
　　　　　E₁,…E_j——部分經(jīng)濟效益，元／a。
　　仍以2.8MW熱水鍋爐供暖系統(tǒng)為例，采用BF-30a防腐阻垢技術后，可節(jié)約除氧器購置及安裝費10萬元，節(jié)約運行費1萬元／a，節(jié)約設備費1.5萬元／a，節(jié)約保養(yǎng)費0.1萬元／a，節(jié)約除垢、沖洗、煮爐等費用1萬元／a，技術投資已在設備費節(jié)約計算中扣除，則年經(jīng)濟效益為
　　　　　E=10/15+1=1.5+0.1+1=4萬元／a

2　動態(tài)經(jīng)濟評價方法

　　貸幣在流通過程中，受利息、利潤等因素的影響，其價值隨時間的推移而增加?，F(xiàn)值(PW)和終值(FW)之間的關系為
　　　　　　　FW=PW(1+i)ⁿ　　　　　　　(5)
　　式中　i——年利率，%；
　　　　　n——時間，a。
　　采用某水處理技術可以節(jié)約設備運行費用，使用n年，總節(jié)約價值若按靜態(tài)計算，則
　　　　　　　　　
　　若每年節(jié)約價值相同，即E₁=E₂=…=En=E₀，則E_T=nE₀
　　當按動態(tài)計算時，結果則大不相同，
　　　　　　　　　
　　若每節(jié)約價值相同，即E₁=E₂=…=En=E₀，則根據(jù)等比級數(shù)求和公式計算得
　　　　E_T=E₀[(1+i)/i][(1+i)ⁿ-1]　　　　　　　　(6)
　　若每年節(jié)約價值10 000元，年利率10%，使用10a的總節(jié)約價值，按靜態(tài)計算為10萬元，按動態(tài)計算則為17.53萬元。
　　直接進行動態(tài)計算的困難是，水處理方法不沒，投資方式可能有較大區(qū)別。例如，采用水處理設備是一次性投資，補加離子交換劑、檢修設備等一般每年一次，添加緩蝕劑和阻垢劑的周期因品種不同而有很大差別，清洗設備則一年或數(shù)年一次。為此，又提出等效年度費用計算法。其原理是，不管采用什么投資方式，都將其折算為年末的均勻年度開支，若年初均勻投資為E₀，年末結算開支為A，則
　　　　　A=E₀(1+i)　　　　　　(7)
　　代式(7)入式(6)即可得出終值FW與等效年度費用A之間的關系
　　　　　FW=A[(1+i)ⁿ-1]/i
　　　　　A=FW×i/[(1+i)ⁿ-1]　　　　　　　(8)
　　如果是開始一次性投資，則
　　　　　PW=(1+i)^-n×A×[(1+i)ⁿ-1]/i
　　　　　A=PW×i×(1+i)ⁿ/[(1+i)ⁿ-1]　　　　(9)
　　仍以2.8MW熱水鍋爐供暖系統(tǒng)為例，設備購置費為24萬元，安裝費為24萬元，檢修費為16.8萬元，設備使用壽命為10a，設備報廢后改作他用或折賣可回收1.2萬元；采用BF-30a防腐阻垢技術后每年需花費6 000元，但可使設備使用壽命延長到15a，年利率10%，計算設備費用的節(jié)約價值。
　　采用防腐阻垢技術前，費用由3部分組成：①設備購置費24萬元和安裝費24萬元為開始一次性投資，使用10年，即已知PW=24+24，n=10；②檢修費1.68(16.8/10)萬元為年度投資，即PW=1.68，n=1；③報廢設備回收費1.2萬元為最終一次性回收，F(xiàn)W=-1.2，n=10。于是
　　A₁=(24+24)×0.1×(1+0.1)¹⁰/[(1+0.1)¹⁰-1]=7.814萬元
　　A₂=1.68×0.1×(1+0.1)/[(1+0.1)-1]=1.848萬元
　　A₃=1.2×0.1/[(1+0.1)¹⁰-1]=0.075萬元
　　A=A₁+A₂-A₃=9.587萬元
　　采用防腐阻垢技術后，費用由3部分組成：①設備購置費24萬元和安裝費24萬元為開始一次性投資，使用15年，即已知PW=24+24，n=15；②技術費0.6萬元和檢修費1.12(1.68/15)萬元為年度投資，即PW=0.6+1.12，n=1；③報廢設備回收費1.2萬元為最終一次性回收，F(xiàn)W=-1.2，n=15。于是
　　A＇₁=(24+24)×0.1×(1+0.1)¹⁵/[(1+0.1)¹⁵-1]=6.31萬元
　　A＇₂=(0.6+1.12)×0.1×(1+0.1)/[(1+0.1)-1]=1.89萬元
　　A＇₃=1.2×0.1/[(1+0.1)¹⁵-1]=0.037萬元
　　A＇=A＇₁+A＇₂-A＇₃=8.163萬元
　　E_i=A-A＇=1.42萬元
　　即采用該水處理技術后，每年可節(jié)約設備費用1.42萬元。

3　結束語

　　對從事水處理及有關工作的決策者來說，掌握水處理技術的經(jīng)濟評價方法是十分必要的。本文介紹了靜態(tài)經(jīng)濟評價方法和等效年度費用計算法。靜態(tài)經(jīng)濟評價方法不夠精確，但簡單直觀，容易掌握，可用于水處理技術的經(jīng)濟估算。等效年度費用計算法是水處理技術經(jīng)濟評價的最基本方法，雖然尚有不夠全面的地方，但已能滿足一般要求。

參考文獻
　　1　Uhlig H H.Corrosion,1950,6:29
　　2　Wainwright M. Materials Performance,1981(9):21
　　3　孫連鵬。DF-30a鍋爐防腐阻垢技術應用情況考察.　鍋爐水質(zhì)與化學清洗，1997(1):36