價值工程-鍋爐改造方案及數(shù)學模型.doc

摘要： 本文利用 價值工程 的方法建立了評價 鍋爐 改造方案的數(shù)學模型。 價值工程 的方法是通過功能和費用的比值來評價各個方案，本文中功能系數(shù)的得到采用專家打分法，費用系數(shù)采用經(jīng)濟學凈現(xiàn)值的方法。并且通過該評價模型，對現(xiàn)有的 鍋爐 改造設計的兩個方案進行了比較，發(fā)現(xiàn)原燃煤方案的費用系數(shù)高于新燃油方案的費用系數(shù)，而功能系數(shù)卻低于新方案的功能系數(shù)，則原方案的價值系數(shù)必然低于新方案的價值系數(shù)；因此對 鍋爐 進行改造是必要的。同時也認識到在方案優(yōu)選時，不應該單純的強調(diào)成本費用，應兼顧方案功能的大小，這樣才能使方案的優(yōu)選過程更加科學化、合理化。關鍵字： 價值工程 價值分析 鍋爐 設計 凈現(xiàn)值1 概述隨著社會的發(fā)展和進步， 鍋爐 房的設計和運行實際上是以滿足供暖和工藝要求并促進人類居住的舒適性、健康性，保護地球環(huán)境，對與能源有效利用等基于可持續(xù)發(fā)展的觀點為原則而取得進展的。目前，我國對 鍋爐 房設計的評價主要是以經(jīng)濟評價為依據(jù)，隨著我國加入21世紀議程，把環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展列入國家發(fā)展目標的重中之重，過于強調(diào)經(jīng)濟評價而忽視了其他評價的方法已不能正確評價各種不同方案，從而得不出更加接近實際的結(jié)論。下面介紹利用 價值工程 的方法進行評價的一種方法。2 價值工程 的應用方法價值工程 （Value Engineering）簡稱VE，又叫價值分析（Value Analysis）簡稱VA。它通過功能分析的方法，以達到降低成本為目的的一項技術與經(jīng)濟相結(jié)合的現(xiàn)代化管理技術。價值工程 是系統(tǒng)工程的一個重要方面，它是正確處理功能與成本的相互關系，技術與經(jīng)濟的相互關系，質(zhì)量與成本的相互關系，企業(yè)于用戶的相互關系的方法。是一種成效大、收益快的可行的系統(tǒng)分析方法。2.1 價值工程 的基本原理2.1.1 VE中價值的含義VE中的“價值”是作為評價產(chǎn)品或作業(yè)優(yōu)劣程度，或評價產(chǎn)品或作業(yè)的經(jīng)濟效益大小的尺度提供出來的，即可理解為價值是費用對功能的關系。這種關系可以寫成如下的表達式：V=F/C（1）其中V價值F功能C費用式（1）說明，價值與功能成正比，與費用成反比。功能越高，成本越低則價值越大。同時，式（1）為評價產(chǎn)品提供了科學的標準，也為衡量功能與成本是否適當，以求發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，做到應最低的費用實現(xiàn)必要的功能提供了依據(jù)。2.2 用 價值工程 進行方案選擇2.2.1 功能定義列出該工程的基本功能，這些功能基本可以代替該項目的主要特點，而且不同的方案在所列功能下具有可比性。2.2.2 方案優(yōu)選利用經(jīng)濟學方法確定方案的成本系數(shù)；另一方面按照功能要求，采用10分制加權(quán)評分法，將方案對基本功能的滿足程度分別評定分數(shù)，得出了功能評價系數(shù)，然后根據(jù)價值公式，得出價值系數(shù)，選擇價值系數(shù)最大的方案為最優(yōu)方案。2.3 成本系數(shù)確定經(jīng)濟評價方法在我國已基本成熟，本章采用在實際工作中普遍使用的動態(tài)費用年值法使經(jīng)濟評價定量化（見表441）。方案的動態(tài)費用年值計算公式如下：PC=Ccap+Crun*（1+i）n-1/I*(1+i)n AC=(PC-S)*（1+i）n-1/I*(1+i)n +Cr =（Ccap-S）*（1+i）n-1/I*(1+i)n +Crun+Cr 式中AC總費用年值，萬元/年； PC總費用現(xiàn)值，萬元； S經(jīng)濟壽命終了時的價值，萬元； Crun壽命期內(nèi)每年的等額實際費用消耗，萬元/年； Ccap系統(tǒng)總投資費用，萬元； Cr燃燒費用年值，萬元/年； I基準收益率； n壽命期年限，年； 式中ACj第j種方案總費用年值，萬元/年。 2.4 功能系數(shù)確定 下面列出了 鍋爐 方案的6種基本功能，它們分別是適用、環(huán)保因素、技術參數(shù)、運行管理、管道布置、安全。 在確定綜合系數(shù)NkN1,N2,Nm,用二元對比倒數(shù)法求出Fj上的模糊子集Nk ，對因素集U= U1,U2,Um中各因素兩兩進行比較，就各因素對實現(xiàn)目標的貢獻大小，按下面規(guī)則賦值：Bij=3/10表示如果以10分制打分Ui是3分，則Uj是10分。由其原理可得Bij =1/ Bji。 于是可以得到m階對比矩陣B=( Bij)mm。顯然，這個矩陣主對角線皆為1。再用優(yōu)勢積累法（即求“行和”同一行元素之和）求得權(quán)向量為N=B1j，B2j，,Bmj 并對其進行歸一化處理。 得到對比矩陣： 18/10 9/48/68/58/5 10/8110/49/69/49/4 4/94/1014/64/54/4 B= 6/86/96/416/47/5 5/84/95/44/615/4 5/84/94/45/74/51 用優(yōu)勢積累法得到適用、環(huán)保因素、技術參數(shù)、運行管理、管道布置、安全。 之間的權(quán)向量： Nk=(8.58,10.75,4.31,6.82，5.24,4.58) 再進行歸一化處理：Nk=(0.213，0.267，0.107，0.169，0.130，0.114)。 再對各方案進行評分得到功能滿意度：UK 又根據(jù)各方案的功能系數(shù)為：Fj=NkUk 得到功能系數(shù)Fj。按照公式（1），進一步計算出價值系數(shù)Vj。3. 應用實例 3.1 鍋爐 房方案設計 3.1.1工程概況和方案： 該工程天津某廠的燃煤 鍋爐 改燃氣 鍋爐 的項目。該廠是天津的一家合資企業(yè)，建廠時采用的是燃煤 鍋爐 ，但為了響應節(jié)能和環(huán)保的要求，2001年決定將其改為燃氣 鍋爐 。 原方案： 鍋爐 采用燃煤的 鍋爐 ， 鍋爐 房一座； 鍋爐 ：三臺燃煤 鍋爐 ；儲煤廠一個，灰渣廠一個， 鍋爐 房的主要設備初投資為2112482元。 新方案： 鍋爐 采用燃氣的 鍋爐 ， 鍋爐 房一座； 鍋爐 ：三臺燃氣 鍋爐 ；儲氣罐一個（存儲天然氣）， 鍋爐 房的主要設備初投資為1661100元。 3.1.2運行費用比較 電價按0.75元/度計，煤按256元/噸計，天然氣按2.00元/標立米計。運行時間按每天12小時計，全年運行天數(shù)按300天計。兩方案的運行費用如表1所示： 表1 兩方案的運行費用 方案 用煤量（t/年） 用氣量（萬立方米/年） 用電量（KW） 燃料費用年值（萬元/年） 年運行費用 （萬元） 原方案 8000 0 90 204.8 24.3 新方案 0 250 54 500 14.58 3.1.3兩個方案的污染物排放： 各種方案的能量來自于燃料的燃燒，各種燃料的燃燒所產(chǎn)生的污染物是不同的，它同燃料所含的化學成份、燃燒機理和燃燒效率等多種因素有關，經(jīng)過查詢有關資料和計算可以得到各種空調(diào)方案的污染物排放量，具體數(shù)值見表2所示： 表2 各種方案污染物的排放量（mg/m3）NOx SO2 CO 煙塵 原方案 104 40.6 16.5 294.4 新方案 0 0 14.5 199 3.2 各方案的造價及成本系數(shù) 3.2.1 各方案的造價 在各方案費用年值計算中，基準收益率取12，其中安全收益率為8，風險報酬率為4。各方案的壽命年限均取20年，經(jīng)濟壽命終了時的價值（殘余值S）均為初投資的15。具體計算如下： 原方案： AC1（Ccap-S）（1+i）n-1/I*(1+i)n +Crun+Cr （211.25-31.69）(1+12%)20-112(1+12%)20+204.8+24.3 2026.24（萬元/年） 新方案： AC2（Ccap-S）（1+i）n-1/I*(1+i)n +Crun+Cr （166.11-24.92）(1+12%)20-112(1+12%)20+500+14.58 1927.69（萬元/年） 3.2.2 各方案的成本系數(shù) 根據(jù)成本系數(shù)計算公式，得到兩方案的成本系數(shù)如表3所示： 表3兩方案的成本系數(shù) 方案名稱 造價ACj（萬元/年） 成本系數(shù)Cj=AC/4000 原方案 2026.24 0.5066 新方案 1927.69 0.4819 注：成本系數(shù)C=AC/4000，目的是為了得到的系數(shù)小于1。 3.3 方案功能系數(shù)及優(yōu)選 按照功能要求，采用10分制加權(quán)評分法，將3個方案對6項功能的滿足程度分別評定分數(shù)，所得分數(shù)和上述的各功能的綜合系數(shù)的成績求和，即得出了功能評價系數(shù)，然后根據(jù)價值公式（1），計算出每個方案對應的價值系數(shù)，選擇價值系數(shù)最大的方案為最優(yōu)方案。（過程見下表4、表5） 表4方案的功能滿足程度 功能 綜合系數(shù)Nk 原方案U1k 新方案U2k 適用 0.213 9 9 環(huán)保 0.267 6 9 技術參數(shù) 0.107 8 9 安全 0.169 8 9 運行管理 0.130 7 9 管道布置 0.114 7 8 功能系數(shù)Fj 7.435 8.886 表5方案的價值系數(shù) 方案 功能系數(shù)（Fj） 成本系數(shù)（Cj） 價值系數(shù)Vj（F/C） 最優(yōu)方案 原方案 7.435 0.5066 14.68 新方案 8.886 0.4819 18.44 按照上述 價值工程 理論，價值系數(shù)較大者為較優(yōu)的方案，因此，在考慮了經(jīng)濟、環(huán)境、社會等綜合作用下，該 鍋爐 房的改造新方案比原方案的價值系數(shù)大，也就是說在設定的收益率、壽命期內(nèi)等條件，對該鍋路房進行改造是有其實際意義的。 4 結(jié)論 運用 價值工程 的原理，我們比較了兩種 鍋爐 房的改造方案，最終得到了一個較優(yōu)