Рисунок 8.1 - Структура энергопотребления цеха, (кг условного топлива)

Т.к. потребляемая тепловая энергия цехом вырабатывается на котельной завода (пар, горячая вода), то можно перевести тепловую энергию в расходуемое количество природного газ, сжигаемого в котлах: топливо расходуемое на котельной для получения тепловой энергии: B=910000 кг условного топлива (748 961 м3). Отсюда общее потребление топлива на нужды цеха: 1481900+910000=2391900 кг условного топлива.

На преобразованной схеме структуры потребления энергоресурсов отображаются 2 основных энергоносителя - топливо и электроэнергия

Рисунок 8.2 - Структура энергопотребления цеха в год

Приведем структуру денежных затрат (в $/год) на энергетическое обеспечение цеха. Примем равным цену природного газа 70 $/тыс.м3 , а стоимость электроэнергии, полученной из энергосистемы - 70 $/МВт·ч.

Зт-во=Ц·В=70·1 968=137 тыс.$.

Зэ/э= Ц·В=0,05·3 840 000=192 тыс.$.

Ниже приведена круговая диаграмма характеризующая долю затрат на энергию, потребляемую в литейном цеху КСЧ за год, в денежных единицах. Анализируя рис.10.4 можно утверждать о значительном росте доли затрат на электроэнергию, которую завод покупает в энергосистеме. В результате введения модернизации в цеху это даст ощутимую экономию финансовых ресурсов, поскольку исчезает необходимость в покупке электроэнергии

Рисунок 8.3 - Структура денежных затрат на энергоресурсы

Для определения годовой производительности песка необходимо установить режим работы оборудования - производительность П==16770 т/год (см. п. 4.2).

8.3 Определение капитальных затрат

Капиталовложения определяются как сумма капвложений в оборудование с учетом монтажа и строительства здания под внедряемое оборудование:

(8.6)

где - капвложения в оборудование с учетом монтажа, $;

- капвложения в строительство здания, $.

Определяем :

(8.7)

где - удельные капиталовложения в оборудование

=500 $/кВт;

N - мощность вводимого оборудования , кВт;

Куд=500•625=313000 $;

Определяем ;

(8.8)

где - удельные капвложения на строительство здания, $/м?;

V - объем здания , м?

Кзд=30•1500=45 000 $;

К?=313000+ 45 000= 358 000 $.

8.4 Расход топлива и выработка электроэнергии когенерационной установкой

Потребность в топливе определится по формуле:

В=bП, кг/год (8.9)

где b - удельный расход топлива, м3/кг;

П - годовой объем продукции, кг/год.

, м3/кг (8.10)

где - расход топлива на производство продукции, м3/ч;

- объем выпускаемой продукции в час, кг/ч.

м3/кг;

В=0,03216770103=536640 м3/год.

Полученный годовой расход натурального топлива переведем в условное топливо по формуле:

, кг/год (8.11)

где - теплотворная способность соответственно натурального и условного топлива, кДж/кг.

кг условного топлива/год.

Электрическая мощность газо-поршневой установки составляет:

РГПА=625 кВт;

Электроэнергия, вырабатываемая ГПА, определится по формуле:

, кВт•ч/год (8.12)

где - удельная выработка электроэнергии газо-поршневой установкой, кВт•ч/кг;

, кВт•ч/т (8.13)

=625/5=125 кВт•ч/т;

=2 096 250 кВт•ч/год.

Определим разницу между электроэнергией, вырабатываемой газо-поршневой установкой и потребляемой цехом по формуле:

, кВтч/год (8.14)

Э=3840000-2096250=1743750 кВт•ч/год;

Т.е. мы получили, что при модернизации технологической схемы установки генератором когенерационной установки вырабатывается электроэнергия, которая покрывает нужды в э/э цеха на 45%.

8.5 Годовые эксплуатационные затраты на сушку песка с учетом модернизации

Затраты энергетических ресурсов на выпуск продукции определяется по формуле:

, $/год (8.15)

где - расходы на топливо;

- амортизационные отчисления;

- расходы на текущий ремонт;

- заработная плата;

- прочие расходы.

Топливная составляющая затрат определяется по формуле:

, $/год (8.16)

где =536 640 м3/год - годовой расход натурального топлива,

=70 $/тыс. м3 - цена топлива.

=70536,64 =37 565 $/год.

Затраты на электроэнергию:

$/год.

Амортизационные отчисления определяются по формуле:

(8.17)

где - норма амортизации на газо-поршневой двигатель внутреннего сгорания;

- норма амортизации на здание;

- стоимость основного производственного фонда (ГП ДВС), $;

- удельная стоимость основного производственного фонда (здание), $;

V - объем здания , м?;

Sам=0,03•313000+0,01•45000=10 000 $/год.

Затраты на текущий ремонт определяются по формуле:

, $/год (8.18)

=0,2 10000=1968 $/год.

Расчет заработной платы (основной и дополнительной с отчислениями в фонд социального страхования) производится по формуле:

, $/год (8.19)

где nшт=5 - количество персонала, чел.,

Фз.п.=3000$/чел. В год - годовой фонд заработной платы.

Sз.п.=53000=15000 $/год.

Прочие затраты рассчитываются по формуле

, $/год (8.20)

Sпр=0,3•(10000 +1968 +15000 )=8090 $/год.

Годовые затраты на производство продукции:

S?=37565+2500+10000+1968 +15000+8090=75123 $/год.

Себестоимость продукции рассчитывается по формуле:

, $/т (8.21)

75123/16770=5 $/т.

8.6 Определение себестоимости вырабатываемой энергии

Расчет себестоимости тепловой энергии при выработке в когенерационной установке.

Затраты на выработку тепловой энергии:

(8.22)

где - расход топлива для выработки тепловой энергии , м?/ч;

- расход топлива для когенерационной установки, м?/ч.

Определяем

(8.23)

где - выработка тепловой энергии установкой, ГДж/ч;

- кпд установки, % ;

- низшая теплота сгорания топлива, (=35,59 МДж/м?);

м3/ч,

$/год.

Себестоимость тепловой энергии :

$/ГДж (8.24)

$/ГДж.

Расчет себестоимости электрической энергии при выработке

в когенерационной установке.

Затраты на выработку электрической энергии:

(8.25)

где - расход топлива для выработки электроэнергии , м?/ч;

Определяем :

(8.26)

Bэ=160-77=83 м3/ч,

$/год.

Себестоимость электроэнергии

(8.27)

$/кВт•ч.

8.7 Определение чистой текущей стоимости

Показатель Net Present Value (NPV) с английского языка преводится как чистая текущая стоимость и представляет собой сумму потоков инвестиций и дисконтированных потоков доходов за рсчетный период, приведенных к одному моменту времени.

(8.28)

где - сумма поступлений (доход) за год, $;

- тариф на электроэнергию;

r - ставка дисконта , r = 0,1;

- капиталовложения, $.

$/год.

Таблица 8.3 - Определение экономической эффективности

Правило NPV: к рассмотрению и утверждению принимаются проекты, которые имеют NPV со знаком плюс:

Срок окупаемости проекта

Откуда t = 5 лет.

8.8 Bиды ремонта и расчет сетевого графика ремонта электродвигателя

Ремонт наиболее распространенный и экономически справедливый способ возмещения основных производственных фондов. Он представляет собой комплекс работ для поддержания исправности или работы оборудования и сетей за счет замены или восстановления изношенных или разрушенных материалов. Регулирование и наладка, реконструированного оборудования, доведение их пар-ров до пределов, обусловленных паспортом или техническими услугами. Ремонт может быть вынужденным (аварийным), плановым или внеплановым.

Виды и назначение ремонта:

Вынужденный (аварийный) ремонт - производится после появления неисправностей или отказа оборудования в период между плановыми ремонтами.

Внеплановый ремонт - это ремонт, выполнение которого оговорено в нормативном документе, но осуществляется внепланово. Применяется для изделий с малым ресурсом, для которых гарантируется определенная доработка до первого отказа.

Плановый ремонт - это ремонт, предусмотренный в нормативной документации (ППРЭО), и осуществляется в плановом режиме.

Одним из видов планового ремонта является профилактический или предупредительный ремонт. Он производится в плановом порядке, когда данное оборудование может еще некоторое время работать.

Профилактический ремонт позволяет осуществить подготовку к текущему или кап. Ремонту. Срок производства профилактического ремонта планируется за ранее, таким образом, чтобы срок не превышал время гарантии производителя.

Для составления сетевого графика на проведение капитального ремонта сушильной установки дана дефектная ведомость (таблица 10.5).

По данным дефектной ведомости строится сетевой график ремонта.

Расчет параметров сетевого графика производится по следующим формулам:

Ранний срок свершения событий:

Поздний срок свершения событий:

Ранний срок начала работы:

Ранний срок окончания работы:

Поздний срок окончания работы:

Поздний срок начала работы:

Полный резерв времени работы:

Свободный резерв времени:

Таблица 8.4 - Ведомость по проведению капитального ремонта электродвигателя

Результаты расчета сетевого графика сводим в таблицу 8.5.

Таблица 8.5 - Расчет сетевого графика

Cетевой график капитального ремонта сушильной установки представлен на рисунке 8.5. Из графика следует, что критический путь проходит через работы (0 - 1), (1 - 3), (3 - 4), (4 - 21).

Рисунок 8.4 - Сетевой график ремонта электродвигателя

8.9 Структура отдела главного энергетика

Рисунок 8.5 - Структурная схема отдела главного энергетика предприятия

Отдел главного энергетика (ОГЭн) является вспомогательным структурным подразделением и подчиняется непосредственно техническому директору завода.

Режим работы отдела - односменный.

ОГЭн возглавляет главный энергетик, который назначается и освобождается от должности директором завода по представлению технического директора.

Главному энергетику подчиняется электротехническая служба, теплоэнергетическая служба, высоковольтная лаборатория, служба вентиляции, функционально подчиняются энергетики основных цехов: ЛЦР, ЛЦК и ЛЦКСЧ.

Настоящее положение является должностной инструкцией для главного энергетика.

Квалификационные требования, высшее техническое образование и стаж работы по специальности на инженерно-технических и руководящих должностях в соответствующей профилю предприятия отрасли промышленности не менее 5лет. В случае временного отсутствия главного энергетика его замещает заместитель.

Цели и задачи:

Организация бесперебойной подачи природного газа, электроэнергии, технической и хозпитьевой воды цехам и подразделениям завода.

Заключение договоров с энергоснабжающими организациями.

Участие в получении: специального разрешения (лицензии) на право осуществления деятельности в области промышленной безопасности и разрешений и договоров на пользование заводом энергоресурсами (природнымгазом, электроэнергией, технической и артезианской водой, сброс сточных вод).

Разработка графиков потребления энергоресурсов на: год, квартал, месяц, день.

Выдача лимитов потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) для литейных цехов завода, согласно, месячных планов, подписанных начальником производства.

Участие в разработке, организация и внедрение «Программы по энергосбережению», снижению норм удельного расхода ТЭР.

Участие в мероприятиях, связанных с внедрением на заводе новой техники, способствующей более надежной, экономичной и безопасной работе энергоустановок, а так же повышению производительности труда.

Надзор за техническим состоянием и эксплуатацией сосудов, работающих под давлением, газопроводов и газового оборудования.

Контроль соблюдения персоналом энергослужбы и технологическим персоналом требований «ПТЭ и ПТБ» и других нормативных документов, действующих назаводе.

Обеспечение рациональных режимов энергопотребления, контроль их соблюдения технологическим персоналом и персоналом энергослужбы.

Внедрение учета и контроля за расходованием энергоресурсов на предприятии и в коммунально-бытовом секторе.

Использование вторичных энергоресурсов.

Согласование и корректировка лимитов на используемые ТЭР с энергоснабжающими организациями.

Ведение отчетности по использованию энергоресурсов и предоставление данных по расходам в энергоснабжающие организации.

Контроль за учетом, перемещением, хранением и сдачей в Госфонд драгметаллов, содержащихся в оборудовании, находящемся на балансе завода.

Разработка проектно-конструкторской документации по энергоснабжению и вентиляции (кроме технологических систем, являющихся неотъемлемой частью оборудования или рабочего места).

Организация совместно с OK, OOT обучения и аттестации персонала энергослужб безопасным приемам труда и эксплуатации энергетического оборудования.

Рассмотрение и согласование планировок, техзаданий, технических условий по направлениям деятельности ОГЭ.

Выдача разрешений на производство земляных работ на заводской территории.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате разработки проекта выполнены расчеты основного теплотехнического оборудования. По результатам теплового расчета туннельной печи отжига были получены основные технические параметры: расход топлива 127 м3/ч, расход газа на 1 т продукции 142,7 м3, КПД - 25,7 %. Выбраны горелки ГНП-4. По итогам теплового расчета сушилки песка в кипящем слое: расход топлива составил 47 м3/ч, расход газа на 1 т продукции 9,4 м3, КПД - 51 %.

В качестве мероприятия по повышению энергоэффективности процесса сушки песка разработан вариант когенерационной установки на базе газо поршневого двигателя фирмы “Jenbacher AG”. Выбран двигатель типа JMS 312 GS-N.LC с КПД электрическим 625 кВт. Капиталовложения на модернизацию составят 385 000 у.е. В результате внедрения КГУ генератором вырабатывается электроэнергия в количестве на 45 % покрывающая нужды цеха. Себестоимость получаемой электроэнергии составила 2,4 цента/кВтч, а ежегодная прибыль - 67 100 у.е. Срок окупаемости проекта 5 лет. В результате установки ГП ДВС увеличился эксергетический КПД: до модернизации он равнялся 43,5%, после - 55%.

В проекте разработана и описана схема контрольно-измерительных приборов и автоматики печи отжига, схема электроснабжения участка цеха с выбором электродвигателей и защитных аппаратов, освещены вопросы охраны труда в цеху, на участке сушки песка, произведен технико эконмический анализ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химических технологий. - М.: Химия, 1983.

2. Лебедев П.Д., Щукин А.А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. (Курсовое проектирование). - М.: Энергия, 1970.

3. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. - М.: Энергоиздат, 1980.

4. Промышленные теплотехнологии: Машиностроительное и металлургическое производство: В 2 ч. Ч.1/А. П. Несенчук, В. И. Тимошпольский, И. А. Трусова, Н. Л. Мендель; Под общ. ред. А. П. Несенчука, В. И. Тимошпольского. - Мн.:Выш. шк., 1995.

5. Промышленные теплотехнологии: Машиностроительное и металлургическое производство: В 2 ч.Ч.2/А. П. Несенчук, В. И. Тимошпольский, Н. П. Подберезный и др.; Под общ. ред. А. П. Несенчука, В. И. Тимошпольского. - Мн.: Выш. шк., 1997.

6. Промышленные теплотехнологии: Методики и инженерные расчёты оборудования высокотемпературных теплотехнологий машиностроительного и металлургического производства / В. И. Тимошпольский, А. П. Несенчук, И. А. Трусова; Под общ. ред. А. П. Несенчука, В. И. Тимошпольского. - Мн.: Выш. шк.,1998.

7. А. П. Несенчук Тепловые расчёты пламенных печей для нагрева и термообработки металла. - Мн.: Выш. шк., 1974.

8. А. П. Несенчук, В. Г. Лисиенко, В. И. Тимошпольский Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки: Учеб. пособие. - Мн.: Выш. шк., 1988.

9. О.П. Королев, В.Н.Радкевич, В.Н. Сацукевич Электроснабжение промышленных предприятий: Учебно - метод. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГПА, 1998.

10. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей/ Под ред. Я.М. Большама и др. - М.: Энергия, 1974.

11. В. Н. Романюк, В. Н. Радкевич, Я. Н. Ковалев Основы эффективного энергоиспользования на производственных предприятиях дорожной отрасли Мн.: УП «Технопринт», 2001.

12. Методические указания по организационно-экономическому разделу дипломного проекта для студентов специальности «Промышленная теплоэнергетика». Мн., 1998.

13. М.Н. Синягин Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики. М.: Энергоиздат, 1981.

14. В. Г. Лисиенко, Н. М. Беляев, А. П. Несенчук Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий: Учеб. пособие. - Мн.: Выш. шк., 1989.

15. Б. М. Хрусталев, В. А. Седнин, В. Н. Романюк Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий - Мн.: УП “Технопринт”, 2005.

16. В. М. Бродянский Эксергетический метод термодинамического анализа. М.: Энергия, 1973.

17. С. Л. Ривкин, А. А. Александров Теплофизические свойства воды и водяного пара - М.: Энергия, 1980.

18. Б. С. Иванов Охрана труда в литейном и термическом производств М.: Машиностроение, 1990.

19. Ф. А. Богданович, Л. П. Филянович, А. М. Лазаренков Пожарная безопасность: Учеб.-метод. Пособие по курсу “Охрана труда” для студ. Всех спец. - Мн.: БГПА, 1994.

Размещено на Allbest.ru