价值工程 锅炉改造方案的数学模型

1、摘要： 本文利用 价值工程 的方法建立了评价 锅炉 改造方案的数学模型。 价值工程 的方法是通过功能和费用的比值来评价各个方案，本文中功能系数的得到采用专家打分法，费用系数采用经济学净现值的方法。并且通过该评价模型，对现有的 锅炉 改造设计的两个方案进行了比较，发现原燃煤方案的费用系数高于新燃油方案的费用系数，而功能系数却低于新方案的功能系数，则原方案的价值系数必然低于新方案的价值系数；因此对 锅炉 进行改造是必要的。同时也认识到在方案优选时，不应该单纯的强调成本费用，应兼顾方案功能的大小，这样才能使方案的优选过程更加科学化、合理化。关键字： 价值工程 价值分析 锅炉 设计 净现值1 概述随着

2、社会的发展和进步， 锅炉 房的设计和运行实际上是以满足供暖和工艺要求并促进人类居住的舒适性、健康性，保护地球环境，对与能源有效利用等基于可持续发展的观点为原则而取得进展的。目前，我我国对 锅炉 房设计计的评价价主要是是以经济济评价为为依据，随着我我国加入入211世纪议议程，把环境境保护和和可持续续发展列列入国家家发展目目标的重重中之重重，过于于强调经经济评价价而忽视视了其他他评价的的方法已已不能正正确评价价各种不不同方案案，从而而得不出出更加接接近实际际的结论论。下面面介绍利利用 价价值工程程 的方方法进行行评价的的一种方方法。2 价值值工程 的应用用方法价值工程程 （VValuue EEng

3、iineeerinng）简简称VEE，又叫叫价值分分析（VValuue AAnallysiis）简简称VAA。它通通过功能能分析的的方法，以达到到降低成成本为目目的的一一项技术术与经济济相结合合的现代代化管理理技术。价值工程程 是系系统工程程的一个个重要方方面，它它是正确确处理功功能与成成本的相相互关系系，技术术与经济济的相互互关系，质量与与成本的的相互关关系，企企业于用用户的相相互关系系的方法法。是一一种成效效大、收收益快的的可行的的系统分分析方法法。2.1 价值工工程 的的基本原原理2.1.1 VVE中价价值的含含义VE中的的“价值”是作为为评价产产品或作作业优劣劣程度，或评价价产品或或作

4、业的的经济效效益大小小的尺度度提供出出来的，即可理理解为价价值是费费用对功功能的关关系。这这种关系系可以写写成如下下的表达达式：V=F/C（11）其中V价值F功能能C费用用式（1）说明，价值与与功能成成正比，与费用用成反比比。功能能越高，成本越越低则价价值越大大。同时时，式（1）为为评价产产品提供供了科学学的标准准，也为为衡量功功能与成成本是否否适当，以求发发现问题题，解决决问题，做到应应最低的的费用实实现必要要的功能能提供了了依据。2.2 用 价价值工程程 进行行方案选选择2.2.1 功功能定义义列出该工工程的基基本功能能，这些些功能基基本可以以代替该该项目的的主要特特点，而而且不同同的方案

5、案在所列列功能下下具有可可比性。2.2.2 方方案优选选利用经济济学方法法确定方方案的成成本系数数；另一一方面按按照功能能要求，采用110分制制加权评评分法，将方案案对基本本功能的的满足程程度分别别评定分分数，得得出了功功能评价价系数，然后根根据价值值公式，得出价价值系数数，选择择价值系系数最大大的方案案为最优优方案。2.3 成本系系数确定定经济评价价方法在在我国已已基本成成熟，本本章采用用在实际际工作中中普遍使使用的动动态费用用年值法法使经济济评价定定量化（见表4441）。方案的的动态费费用年值值计算公公式如下下：PC=CCcapp+Crrun*（11+i）n-11/II*(11+i)n A

6、C=(PC-S)*（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cr =（Cccap-S）*（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cruun+CCr 式中ACC总费费用年值值，万元元/年； PC总费用用现值，万元； S经经济寿命命终了时时的价值值，万元元； Crunn寿命命期内每每年的等等额实际际费用消消耗，万万元/年年； Ccapp系统统总投资资费用，万元； Cr燃烧费费用年值值，万元元/年； I基基准收益益率； n寿寿命期年年限，年年； 式中ACCj第j种种方案总总费用年年值，万万元/年年。 2.4 功能系系数确定定 下面列出出了 锅锅炉 方方案的66种基本本功能，它们分分别是适适

7、用、环环保因素素、技术术参数、运行管管理、管管道布置置、安全全。 在确定综综合系数数NkN11,N22,NNm,用二元元对比倒倒数法求求出Fjj上的模模糊子集集Nk ，对因因素集UU= U1,U2,UUm中中各因素素两两进进行比较较，就各各因素对对实现目目标的贡贡献大小小，按下下面规则则赋值：Bijj=3/10表表示如果果以100分制打打分Uii是3分分，则UUj是110分。由其原原理可得得Bijj =11/ BBji。 于是可以以得到mm阶对比比矩阵BB=( Bijj)mm。显显然，这这个矩阵阵主对角角线皆为为1。再再用优势势积累法法（即求求“行和”同一一行元素素之和）求得权权向量为为N=B

8、1jj，B2jj，,Bmjj 并并对其进进行归一一化处理理。 得到对比比矩阵： 18/110 99/48/668/588/5 10/811100/49/669/499/4 4/994/10144/64/554/4 B= 6/866/96/4416/477/5 5/884/955/44/6615/4 5/884/944/45/774/511 用优势积积累法得得到适用用、环保保因素、技术参参数、运运行管理理、管道道布置、安全。 之间的权权向量： Nk=(8.558,110.775,44.311,6.82，5.224,44.588) 再进行归归一化处处理：NNk=(0.2213，0.2267，0.1

9、107，0.1169，0.1130，0.1114)。 再对各方方案进行行评分得得到功能能满意度度：UKK 又根据各各方案的的功能系系数为：Fj=NkUUk 得到功能能系数FFj。按按照公式式（1），进一一步计算算出价值值系数VVj。3. 应应用实例例 3.1 锅炉 房方案案设计 3.1.1工程程概况和和方案： 该工程天天津某厂厂的燃煤煤 锅炉炉 改燃燃气 锅锅炉 的的项目。该厂是是天津的的一家合合资企业业，建厂厂时采用用的是燃燃煤 锅锅炉 ，但为了了响应节节能和环环保的要要求，220011年决定定将其改改为燃气气 锅炉炉 。 原方案： 锅炉 采采用燃煤煤的 锅锅炉 ， 锅炉炉 房一一座； 锅炉

10、 ：三台台燃煤 锅炉 ；储煤煤厂一个个，灰渣渣厂一个个， 锅锅炉 房房的主要要设备初初投资为为211124882元。 新方案： 锅炉 采采用燃气气的 锅锅炉 ， 锅炉炉 房一一座； 锅炉 ：三台台燃气 锅炉 ；储气气罐一个个（存储储天然气气）， 锅炉 房的主主要设备备初投资资为166611100元元。 3.1.2运行行费用比比较 电价按00.755元/度度计，煤煤按2556元/吨计，天然气气按2.00元元/标立立米计。运行时时间按每每天122小时计计，全年年运行天天数按3300天天计。两两方案的的运行费费用如表表1所示示： 表1 两两方案的的运行费费用 方案 用煤量（t/年年） 用气量（万立方

11、方米/年年） 用电量（KW） 燃料费用用年值（万元/年） 年运行费费用 （万元） 原方案 80000 0 90 204.8 24.33 新方案 0 250 54 500 14.558 3.1.3两个个方案的的污染物物排放： 各种方案案的能量量来自于于燃料的的燃烧，各种燃燃料的燃燃烧所产产生的污污染物是是不同的的，它同同燃料所所含的化化学成份份、燃烧烧机理和和燃烧效效率等多多种因素素有关，经过查查询有关关资料和和计算可可以得到到各种空空调方案案的污染染物排放放量，具具体数值值见表22所示： 表2 各各种方案案污染物物的排放放量（mmg/mm3）NOx SO2 CO 烟尘 原方案 104 40.6

12、6 16.55 294.4 新方案 0 0 14.55 199 3.2 各方案案的造价价及成本本系数 3.2.1 各各方案的的造价 在各方案案费用年年值计算算中，基基准收益益率取112，其中安安全收益益率为88，风风险报酬酬率为44。各各方案的的寿命年年限均取取20年年，经济济寿命终终了时的的价值（残余值值S）均均为初投投资的115。具体计计算如下下： 原方案： AC1（Cccap-S）（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cruun+CCr （2111.225-331.669）(11+122%)220-1112(1+12%)200+2004.88+244.3 20226.224（万万

13、元/年年） 新方案： AC2（Cccap-S）（11+i）n-11/II*(11+i)n +Cruun+CCr （1666.111-224.992）(11+122%)220-1112(1+12%)200+5000+114.558 19227.669（万万元/年年） 3.2.2 各各方案的的成本系系数 根据成本本系数计计算公式式，得到到两方案案的成本本系数如如表3所所示： 表3两方方案的成成本系数数 方案名称称 造价ACCj（万万元/年年） 成本系数数Cj=AC/40000 原方案 20266.244 0.50066 新方案 19277.699 0.48819 注：成本本系数CC=ACC/400

14、00，目的是是为了得得到的系系数小于于1。 3.3 方案功功能系数数及优选选 按照功能能要求，采用110分制制加权评评分法，将3个个方案对对6项功功能的满满足程度度分别评评定分数数，所得得分数和和上述的的各功能能的综合合系数的的成绩求求和，即即得出了了功能评评价系数数，然后后根据价价值公式式（1），计算算出每个个方案对对应的价价值系数数，选择择价值系系数最大大的方案案为最优优方案。（过程程见下表表4、表表5） 表4方案案的功能能满足程程度 功能 综合系数数Nk 原方案UU1k 新方案UU2k 适用 0.2113 9 9 环保 0.2667 6 9 技术参数数 0.1007 8 9 安全 0.1

15、669 8 9 运行管理理 0.1330 7 9 管道布置置 0.1114 7 8 功能系数数Fj 7.4335 8.8886 表5方案案的价值值系数 方案 功能系数数（Fjj） 成本系数数（Cjj） 价值系数数Vj（F/CC） 最优方案案 原方案 7.4335 0.50066 14.668 新方案 8.8886 0.48819 18.444 按照上述述 价值值工程 理论，价值系系数较大大者为较较优的方方案，因因此，在在考虑了了经济、环境、社会等等综合作作用下，该 锅锅炉 房房的改造造新方案案比原方方案的价价值系数数大，也也就是说说在设定定的收益益率、寿寿命期内内等条件件，对该该锅路房房进行改改造是有有其实际际意义的的。 4 结论论 运用 价价值工程程 的原原理，我我们比较较了两种种 锅炉炉 房的的改造方方案，最最终得到到了一个个较优的的方案。同时，也认识识到在设