tн = 45 56оС

Таблица 4.10 Сравнение рабочих характеристик компрессоров КС № 2 по результатам летних испытаний

Показа-тель / дата	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4
	05.07.07	09.07.07	Среднее значение	05.07.07	09.07.07	Среднее значение	05.07.07	09.07.07	Среднее значение	05.07.07	09.07.07	Среднее значение
Изотермический КПД, %	62,28	59,55	60,91	63,16	60,81	61,98	67,56	67,70	66,63	66,81	63,53	65,17
Удельный расход
электроэнергии, кВт ч/1000 м3	112,625	116,549	112,087	111,632	115,318	113,475	103,288	106,169	104,728	104,422	109,242	106,832

По результатам летних испытаний центробежных компрессоров КС № 2 из табл. 4.10 видно, что компрессоры № 1 и № 2 имеют худшие термодинамические показатели и удельные расходы электроэнергии (соответственно: № 1 - 60,91 %; 112,087 и № 2 - 61,98 % и 113,475 кВт ч/тыс. м3), чем компрессоры № 3 и № 4 (соответственно: № 3 - 66,63 %; 104,728 и № 4 - 65,17 % и 106,832 кВт ч/тыс. м3).

Для компрессора К-250-61-5 паспортные данные: изотермический КПД ? 65 %, удельный расход электроэнергии - 94,771 кВт ч/тыс. м3.

4.3 Обследование осушителей сжатого воздуха КС № 2

Выполнено обследование осушителей сжатого воздуха типа ОСВ-250/8-М, предназначенных для концентрации и удаления водяных паров из сжатого воздуха за счет использования холода окружающей среды. Осушители ОСВ - 250/8-М (5 шт.) работают как основная ступень в линии технологического сжатого воздуха и как первая ступень перед абсорбционными блоками в линии сжатого воздуха КИП и А (см. рис. 4.9).

Номинальные условия работы - давление на осушителе 0,8 МПа, температура сжатого воздуха на входе в осушитель 40 оС, расход сжатого воздуха через осушитель 200 м3/мин.

О работе осушителя сжатого воздуха типа ОСВ - 250/8-М, представляющего собой двухходовой теплообменный аппарат типа “труба в трубе” и наружные трубки которого обдуваются атмосферным воздухом с помощью осевого вентилятора типа ВО-12-300-12,5 (n = 1000 об/мин), можно судить по интенсивности охлаждения сжатого воздуха, т.е по температурному перепаду сжатого воздуха.

В табл. 4.11 представлены результаты измерений основных параметров сжатого воздуха на ОСВ. Температура воздуха на выходе ОСВ колеблется от 33,2 до 38,7 оС соответственно температурный перепад от 13,2 до 7,6 оС, что говорит об удовлетворительной работе осушителей сжатого воздуха.

Таблица 4.11. Результаты измерений параметров сжатого воздуха на ОСВ (11.07.2010)

	Давление	Расход	Температура	Темпера-	Темпера-	Атмосферный воздух
№	на выходе,	сжатого воздуха,-	воздуха на	тура возду-	турный, перепад	Темпера-	Влаж Ность,	Влагосо-
ОСВ	МПа	м3/мин	Входе ОСВ	ха на вы-	, оС	тура, оС	%	держание,
			ОСВ	ходе ОСВ				г/кг
1	7,3	202,7	46,6	35,6	11,0	25	54
2	7,6	201,5	46,5	37,4	9,1	25	54
3	7,4	204,3	46,4	33,2	13,2	25	54
4	7,5	205,9	46,3	38,7	7,6	25	54
5	7,5	205,9	46,2	37,8	8,4	25	54

Рис. 4.8 Принципиальная схема осушителя сжатого воздуха ОСВ-250: 1 cжатый ;воздух от компрессорной станции; 2 cжатый воздух к потребителю; 3 теплообменный аппарат типа “труба в трубе”; 4,5 продувные вентили; 6 конденсатоотводчик; 7 осевой вентилятор

5. Определение термодинамических характеристик компрессоров по результатам обследования

5.1 Определение термодинамических параметров компрессоров КС № 2 в теплый период года

Все расчеты, по определению рабочих характеристик оборудования, велись по одной методике.

Пример расчета основных параметров работы центробежного турбокомпрессора № 3 приведён ниже.

Остальные результаты расчетов центробежных турбокомпрессоров представлены в табл. 5.1 - 5.21.

Пример расчета основных параметров работы центробежного турбокомпрессора № 3 с параллельным включением секций промежуточных воздухоохладителей (ВО) по воде.

Определение начального и конечного давления воздуха во всех секциях компрессора.

Так как известно начальное давление воздуха на входе в компрессор Рн = 99,73 кПа и давление на выходе из компрессора Рк = 833 кПа, то можно определить степень сжатия в компрессоре по формуле

. (5.1)

Подставляем в (5.1)

= 8,352

Определяем повышение температуры в компрессоре.

Повышение температуры в секции компрессора определяем по формуле:

Т = Твозд.к - Твозд.н . (5.2)

Повышение температуры в первой секции компрессора определится по формуле (5.2)

Т1 = 123,8 - 31,5 = 92,3 оС

Повышение температуры во второй секции компрессора

Т2 = 156,7 -50,9 = 105,8 оС

Повышение температуры в третьей секции компрессора

Т3 = 136,7 -53,7 = 82,5 оС

Эффективная работа сжатия в компрессоре № 1 (КС № 2 дата испытаний 9.07 07)

Эффективная работа сжатия воздуха в каждой секции компрессора определится по формуле

L = R T , (5.3)

где ? число политропы, берем = 3,5.

R - универсальная газовая постоянная (для воздуха R = 287 Дж/кг . К).

Эффективная работа сжатия воздуха в первой секции компрессора определится по формуле (5.3)

L1 = 3,5 287 92,3 = 92715 Дж/кг.

Во второй секции компрессора

L2 = 3,5 287 105,8 = 106276,1 Дж/кг.

В третьей секции компрессора:

L3 = 3,5 287 79,5 = 79857,7 Дж/кг.

Суммарная работа сжатия воздуха в компрессоре определится как сумма работ по всем секциям

?L = L1 + L2 + L3 = 278849 Дж/кг.

Мощность, потребляемая компрессором № 3

Мощность, потребляемая компрессором, определяется по формуле

(5.4)

где G - массовый расход воздуха в компрессоре, определяемый по выражению

(5.5)

где V - объемная производительность компрессора, м3/ч;

с - плотность перекачивающей среды, кг/м3; с20 = 1,2 .

Подставляем в (5.5)

Подставляем в (5.4)

N = 3,997 278849 = 1114,6 кВт.

Определяем изотермический КПД компрессора

Изотермическая работа сжатия

; = 723,059 кВт.

Изотермический КПД компрессора определяем по формуле

 (5.6)

Подставляем в (3.6)

Электрическая мощность

= 1252,3 кВт

Теплота, отводимая с охлаждающей водой

Теплота, отводимая с охлаждающей водой, определяется по балансовому уравнению

Q = Vвозд. свозд. • возд. (Твозд. к - Твозд. н) во = Vвод. свод. • вод. (Твод. к - Твод. н), (5.7)

где V - объемный расход воздуха и воды, м3/ч;

- плотность кг/м3;

Тк и Тн - конечная и начальная температуры , оС.

с - теплоемкость, кДж/(кг• оС);

Расход воды определяется по результатам измерения в трубах с помощью ультразвукового расходомера или, при невозможности измерения, по балансовому уравнению.

Определяем теплоту отдаваемую горячим воздухом в:

ВО - Q1ВО = Gвозд. • свозд. (Твозд.к - Твозд.н) ВО = 3,997 • 1 (123,8 - 50,6) = 291,381 кВт,

ВО к.п.д. воздухоохладителей в данном случае можно не учитывать .

2ВО - Q2ВО = 3,997 • 1 (156,7 - 53,7) = 411,691 кВт.

кВО - QКВО = 3,997 • 1 (136,2 - 56,7) = 317,761 кВт.

Общая теплота, отводимая с охладителей воздуха:

= 291,38 + 411,691 + 317,76 = 1020,83 кВт.

Расходы охлаждающей воды определяем по выражению:

. (5.8)

1ВО: = 78,234 т/ч.

2ВО: = 78,6 т/ч.

3ВО: = 75,837 т/ч.

Общий расход воды на охлаждение воздуха

Gохл = G1ВО + G2ВО + GКВО = 78,234 + 78,6 + 75,837 = 232,67 т/ч.

Эффективная работа сжатия в компрессоре № 2 (КС № 2 дата испытаний 9.07 2010)

Эффективная работа сжатия воздуха в каждой секции компрессора определится по формуле

L = R T ,

где ? число политропы, берем = 3,5.

R - универсальная газовая постоянная (для воздуха R = 287 Дж/кг К).

Эффективная работа сжатия воздуха в первой секции компрессора определится по формуле

L1 = 3,5 287 94,1 = 94523,4 Дж/кг.

Во второй секции компрессора

L2 = 3,5 287 112,1 = 112604,45 Дж/кг.

В третьей секции компрессора:

L3 = 3,5 287 95,5 = 95929,75 Дж/кг.

Суммарная работа сжатия воздуха в компрессоре определится как сумма работ по всем секциям

? L = L1 + L2 + L3 = 303057,6 Дж/кг.

Определяем изотермический КПД компрессора

Изотермическая работа сжатия

; = 674,991 кВт.

Nпол = = = 1153,42 кВт.

= 0,5852 = 58,52 %.

= 1295,95 кВт .

Таблица 5.1 Сравнение показателей работы компрессоров КС № 2 по результатам летних испытаний

№ компрессора	Дата испытания	Изотермический КПД, %	Удельный расход электроэнергии, кВт ч/1000 м3
1	05.07.2010 г.	62,28	123,656
	09.07.2010 г.	59,55	128,171
	Среднее значение	60,91	125,913
2	05.07.2010 г.	63,16	122,569
	09.07.2010 г.	60,81	126,750
	Среднее значение	61,98	124,659
3	05.07.2010 г.	67,56	113,372
	09.07.2010 г.	67,00	116,675
	Среднее значение	67,28	115,023
4	05.07.2010 г.	66,81	114,668
	09.07.2010 г.	63,53	120,186
	Среднее значение	65,17	117,427

По результатам летних испытаний центробежных компрессоров КС № 2 из табл. 5.1 видно, что компрессоры № 1 и № 2 имеют худшие термодинамические показатели и удельные расходы электроэнергии (соответственно: № 1 - 60,91 %; 125,913 и № 2 - 61,98 % и 126,75 кВт ч/тыс. м3), чем компрессоры № 3 и № 4 (соответственно: № 3 - 66,63 %; 115,023 и № 4 - 65,17 % и 117,427 кВт ч/тыс. м3).

Для компрессора К 250-61-5 паспортные данные: изотермический КПД ? 65 %, удельный расход электроэнергии, исходя из мощности электродвигателя 1600 кВт и производительности 15000 м3/ч, составляет 106,666 кВт ч/тыс. м3.

Таблица 5.2 Сравнение показателей работы компрессоров КС № 2 по результатам зимних испытаний

№ компрессора	Дата испытания	Изотермический КПД, %	Удельный расход электроэнергии, кВт ч/1000 м3
1	08.02.2011 г.	55,00	119,923
	11.02.2011 г.	61,33	108,663
	14.02.2011 г.	65,0	107,477
	Среднее значение	60,4	112,021
3	08.02.2011 г.	57,86	117,192
	11.02.2011 г.	64,41	104,405
	14.02.2011 г.	65,41	95,463
	Среднее значение	62,56	105,686
4	08.02.2011 г.	56,39	120,244
	11.02.2011 г.	59,85	112,359
	14.02.2011 г.	61,43	101,152
	Среднее значение	59,22	111,251

По результатам зимних испытаний центробежных компрессоров КС № 2 из табл. 3.21 видно, что лучшие показатели имеет компрессор № 3 - КПД = 62,56 %, удельный расход электроэнергии - 105,686 кВтч /1000 м3 , компрессор № 2 находится в ремонте.

5.2 Определение термодинамических параметров компрессоров КС № 1

На компрессорной станции № 1 измеряется только общая подача сжатого технологического и осушенного воздуха. Поскольку производительность каждого компрессора не измеряется, то работоспособность компрессора оцениваем косвенно, определяя следующие термодинамические параметры: степень повышения давления, повышение температуры в ступени компрессора, снижение температуры воздуха в теплообменнике- холодильнике, удельную работу сжатия.

5.2.1 Пример расчета параметров поршневого компрессора № 3 (06. 07. 2010 г.)

Определение степени повышения давления воздуха по ступеням:

Первая ступень = 3,1.

Вторая ступень = 2,7.

Компрессор = 8,3.

Определение повышения температуры в ступени компрессора:

Т = Твозд. к - Твозд. н .

Повышение температуры в первой ступени:

Т1 = Т1в к - Т1в н = 164,5 - 26 = 112,5 оС.

Повышение температуры во второй ступени:

Т2 = Т2в к - Т2в н = 158,1 - 48,8 = 109,3 оС.

Охлаждение воздуха после I ступени поршневого компрессора в промежуточном ТО- холодильнике:

Тпрох = 164,5 - 48,8 = 115,7 оС.

Охлаждение воздуха после II ступени в конечном ТО- холодильнике:

Тконох = 158,1 -53,8 = 104,3 оС.

Эффективная работа сжатия в компрессоре № 3 (06.07.2010 г).

Эффективная работа сжатия воздуха в каждой ступени компрессора определяем по формуле

L = R • Т,

где число политропы, принимаем 3,5.

В первой ступени: L = 3,5 287 • 112,5 = 113006,25 Дж/кг.

Во второй ступени: L = 3,5 287 • 109,3 = 109791,85 Дж/кг.

Суммарная работа сжатия воздуха в компрессоре

L = L1 + L2 = 113006,25 + 109791,85 = 222798,1 Дж/кг.

5.3 Влияние температуры наружного воздуха на производительность центробежных компрессоров

Рассмотрим влияние температуры наружного воздуха на производительность компрессорной станции № 2, состоящей из четырех воздушных турбокомпрессоров К - 250. Температура воздуха колеблется от - 30 до + 30 оС в течении года в интервале 10-20 ос в течение суток. В связи с этим необходимо знать зависимость от температуры наружного воздуха для обеспечения оптимального режима работы компрессорной станции.

На первом этапе исследования строим зависимость производительности одного компрессора от температуры наружного воздуха на всасе в компрессор при абсолютном давлении на нагнетание 8,4 бар.

Метод пересчета характеристик основывается на балансе энергии:

,

где u2 окружная скорость, м/с;

к показатель адиабаты, для воздуха к = 1,4;

R газовая постоянная, для воздуха R = 287 Дж/кг оС;

степень повышения давления, = Pк/Рн ;

ад адиабатный КПД.

Левая часть уравнения определяет количество энергии, которое передается воздуху в компрессоре. Правая часть это энергия, воспринятая воздухом на рабочих колесах компрессора. Она зависит от коэффициента повышения давления в компрессоре , давления на нагнетании в зависимости от численных значений показателя адиабаты к, газовой постоянной и температуры всасывания.

Рассмотрим влияние температуры всасывания.

Степень повышения давления определяется по формуле

,

Производительность компрессора, м3/ч, при новой температуре определяется по формуле

,

где Тов, Тон и Т/в, Т/н температуры всасывания и нагнетания соответственно при исходной и новой температуре.

В итоге полученная производительность компрессора при новой температуре пересчитывается на нормальные условия.

В качестве примера выполним пересчет реальной производительности компрессора №4 КС № 2 и сводим полученные данные в табл. 3.34. По точкам расчетной производительности построим график V = f (t). Сюда же наносим значения реальной производительности компрессора при различных значениях температуры. Производим обработку этих точек методом наименьших квадратов и получаем указанную ниже зависимость.

Таблица 5.3. Изменение производительности компрессора в зависимости от изменения температуры воздуха

Температура воздуха, оС	- 30	- 20	- 10	0	10	20	30
Производительность, нм3/мин	236,8	223,8	213,6	203,3	194,8	186,8	171,5
Производительность,нм3/ч	14210	13430	12820	12200	11690	11210	10290



Рисунок 5.1 Зависимость расчетной объемной производительности компрессора К-250 №4 КС №2 от температуры воздуха при Рн = 8,4 кгс/см2 (абс.)

Как видим из рис. 5.1 получается хорошее совпадение расчетной и экспериментальной зависимостей.

Подача компрессора, согласно полученным данным изменяется на 27 % . Ординаты полученной зависимости увеличиваем в четыре раза, считая, что работают четыре таких компрессора и сравниваем со статистическими данными. График представлен на рис.5.2.

На втором этапе используем статистические данные производительности, полученные при работе четырех компрессоров при различных температурах наружного воздуха. Методом наименьших квадратов данные апроксимируются аналитическими зависимостями в диапазоне абсолютных давлений на нагнетании 8,5 - 9 бар при температурах от -30 до 30 оС. При этом производительность компрессоров изменяется от 37000 до 54000 м3/ч.

Численное выражение зависимостей приведем в табл. 3. 35.

Рис. 5.2 Зависимость объемной расчетной производительности компрессоров от температуры воздуха при разных давлениях на нагнетании:

Таблица 5.4 Зависимость изменение производительности компрессора в зависимости от изменения температуры воздуха в численной форме

Абсолютное давление на нагнетании, бар	Зависимость
8,4	V= - 222 t + 49280
8,5	V= - 245,6t + 47485
8,7	V= - 201,46t + 47477
8,8	V= - 229,72t + 42549
9	V= - 417t + 44007

Полученные графики наглядно показывают изменение производительности компрессора в зависимости от изменения температуры наружного воздуха на всасе компрессора и могут использоваться при эксплуатации компрессорной станции.

5.4 Влияние влажности воздуха на работу центробежных компрессоров

Работа сжатия центробежного компрессора определяется уравнением

,

где Vвобъемный расход, м3/с;

влв - плотность влажного воздуха кг/м.3; она равна влв = в + вп = в+ нас;

удельная работа сжатия ступеней компрессора, кДж/кг;

;

число политропы; ;

газовая постоянная, для воздуха;

Газовая постоянная влажного воздуха, Дж/(кгоС), определяется выражением

в плотность cухого воздуха кг/м.3;

вп плотность водяного пара кг/м.3;

нас плотность водяных паров в состоянии насыщения, кг/м.3;

относительная влажность, %

Из уравнений видно, что газовая постоянная R и плотность воздуха зависят от его влажности. Проанализируем влияние влажности на указанные параметры.

Вначале рассмотрим влияние влажности воздуха на газовую постоянную, а через нее и на удельную энергию компрессора.

В зимнее время возьмем для относительную влажность и температуру воздуха -36 °С (СНиП 23-01-99*), а также парциальное давление насыщенного водяного пара Рн = 0,00027 кг/см2, атмосферное -1 кг/см2. При этих условиях газовая постоянная имеет значение 287,02 .

В летнее время берем = 56 % и температуру воздуха + 30 °С, парциальное давление насыщенного водяного пара Рн = 0,0416 кг/см2 , тогда газовая постоянная будет равна 289,54

Результаты расчетов показывают, что газовая постоянная в диапазоне температур от 0 до -36 °С практически не изменяется, а в диапазоне 0 до +30 °С изменяется на 0,87 %.

Атмосферный воздух содержит некоторое количество водяных паров, т.е. представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара (влажный воздух). Компрессорный воздух также содержит в себе водяные пары.

Плотность влажного воздуха при температуре - 20 °С равна :

влв = в + нас

влв = 1,396 + 0,82 0,0011 = 1,3969 кг/м3 .

при температуре +30 °С

влв = 1,3165 + 0,56 0,0304 = 1,1820 кг/м3 .

Влажность воздуха практически не влияет на плотность, а ,следовательно, и на работу сжатия. Однако влажный воздух нельзя применять для питания пневматических и пневмогидравлических устройств в машинах, агрегатах и системах, поэтому воздух после центробежных компрессоров поступает в агрегаты воздушного охлаждения АВО - 250 (4 шт.). Далее часть воздуха идет на технологию, а другая в осушители сжатого воздуха ОСВ-100 (2 шт.), после которых выходит осушенный воздух (рис. 3.3) с абсолютной влажностью порядка 0,01 г/м3.

Рис. 5.3 Технологическая схема установки осушки воздуха (УОВ-100): 1 воздухосборник; 2 теплообменник; 3 маслоотделитель; 4 блок масляных фильтров; 5 автоматический блок осушки воздуха; 6 фильтр пыли

Определим количество выпавшей влаги в центробежном компрессоре.

В табл. 3.35 приведен расчет влажности и количества выпавшей влаги для компрессора К- 250 производительностью .

Начальные условия Рн = 1,0 кг/см2, t = 31,5 о С, .

Начальная абсолютная влажность равна

01 = 1 о нас = 0,82 32,67 = 26,7 г/м3.

В течение часа с воздухом всасывается следующее количество водяных паров

m = Vo 01 = 15000 26,79 = 401,85 кг/час.

Относительная влажность перед первым воздухоотделителем равна

Аналогично рассчитываем относительную влажность после других воздухоохладителей. Результаты расчета сведены в табл. 3. 35.

Таблица 5.5 Влажность воздуха и количество сконденсировавшихся паров воды при изменении давления и температуры воздуха в компрессоре и в магистрали (производительность компрессора Vo = 15000 м3/ ч)

Этап	Избыточное давление р, кг/см2	Температура t, оС	Относительная влажность	Пары и влага в кг/час
				Начальное содержание	Сконденсиро-валось	Остаток паров
При всасывании	1,0	31,5	0,820	32,67		401,85
Перед первым воздухоохладителем	2,11	124,9	0,034	32,67		401,85
После первого воздухоохладителя	2,05	47,2	0,720	32,67		401,85
Перед вторым воздухоохладителем	2,9	157,8	0,019	32,67		401,85
После второго воздухоохладителя	2,84	51,0	0,825	32,67		401,85
Перед конечным воздухоохладителем	8,48	141,4	0,085	32,67		401,85
После конечного воздухоохладителя	8,42	40,3	4,199	32,67	298,8	103,05
В нагнетательном трубопроводе	8,42	40,3	4,199	32,67	298,8	103,05

В процессе сжатия в ступенях компрессора относительная влажность воздуха уменьшается вследствие повышения температуры, а влагосодержание, т. е. абсолютное количество водяных паров, всасываемых с воздухом, остается неизменным. При охлаждении в промежуточных воздухоохладителях относительная влажность возрастает. В зависимости от температуры всасываемого воздуха, условий сжатия и степени охлаждения в холодильниках, относительная влажность воздуха после первого и второго воздухоохладителя - меньше единицы, что означает сохранение влагосодержания, и только в конечном воздухоохладителе относительная влажность становится больше единицы, т. е. будет происходить уменьшение влагосодержания и выпадение влаги.

Из табл. 5.5 видно, что только после конечного воздухоохладителя начинается конденсация водяных паров. Количество выпавшей влаги в конечном воздухоохладителе компрессора равно:

= 15000 (26,79 - 6,87)= 298,8 кг/час.

Для 4-х компрессоров 1195,2 кг/час.

Количество влаги в воздухе после компрессоров на входе в АВО составляет:

В агрегатах воздушного охлаждения сконденсировалось 180 кг /час влаги (рис. 3.4 ), оставшаяся влага 232, 2 кг/час уносится пропорционально потоками:

с технологическим воздухом 185,8 кг/час,

в блоки осушки ОСВ-100 46,4 кг/час.



Рис. 5.4 Схема подачи влажного воздуха от КС № 2 (к материальному балансу конденсации водяных паров во влажном воздухе)

5.3 Параллельная работа центробежных компрессоров на систему трубопроводов воздухоснабжения КС № 2

Компрессорная станция № 2 является основным производителем сжатого воздуха ЛПК, поэтому рассмотрим возможности совместной работы компрессоров. На рис. 5.5 представлены заводские характеристики полезной мощности, изотермического КПД и давления центробежного компрессора К- 250-61-5.

А

б

в

Рис. 3.5. Заводские характеристики центробежного компрессора К-250-61-5:

а потребляемая мощность; б изотермный КПД; в конечное абсолютное давление; о номинальный режим работы

Для построения теоретической характеристики зависимости давления от производительности параллельно работающих 4-х компрессоров на заданную сеть необходимо сложить производительности этих компрессоров при заданном давлении. На рис. 5.6 представлена теоретическая характеристика 4-х компрессоров. Здесь же нанесены наиболее характерные рабочие точки за год совместной работы 4-х компрессоров на заданную сеть воздуховодов. По рабочим точкам построена усредненная действительная характеристика 4-х работающих компрессоров, она находится ниже теоретической, т.к. присутствуют потери давления в соединительных воздуховодах и коллекторе. Из рис. 5.6 видно, что производительность 4-х параллельно работающих компрессоров изменяется от 55000 нм3/ч (- 30 оС) до 40000 нм3/ч (+ 30 оС), т.е в летнее время имеется ограничение по производительности компрессоров.

Рис. 5.6 Теоретическая характеристика 4-х параллельно работающих компрессоров и экспериментальные рабочие точки в течение года: ___ 1 теоретическая характеристика; 2 - - - - - действительная

Аналогично по имеющимся данным строим характеристики зависимости давления от производительности 3-х компрессоров (рис. 5.7), из которого можно сделать вывод, что производительность 3-х компрессоров изменяется от 30000 нм3/ч в летний период до 41000 нм3/ч в холодный период.



Рис. 5.7. Теоретическая характеристика 3-х параллельно работающих компрессоров и экспериментальные рабочие точки в течение года: ___ 1 теоретическая характеристика; 2 - - - - - действительная

6. Разработка функциональной схемы автоматизированного управления компрессорной установки

6.1 Описание схемы автоматизации компрессора

Таблица 6.1.Техническое задание на тепловой контроль.

Параметр теплового контроля	Номинальное значение	Характеристика среды	Место установки вторичного прибора	Вид контроля	Класс точности
Температура	70оС	Масло	Вкладыши подшипников	ПСГ	1,5
Температура	120оС	Сжатый воздух	На выходе из ступеней сжатия	П	1,5
Температура	30оС	Сжатый воздух	На выходе из ступеней сжатия	П	1,5
Температура	25оС	Воздух	На всасе компрессора	П	1,5
Температура	40оС	Сжатый воздух	На выходе из концевого охладителя	П	1,5
Температура	25оС	Охлаждающая вода	В коллекторе охлаждающей воды	П	1,5
Температура	45оС	Масло на смазку	Маслопровод после главного маслонасоса	ПСГ	1,5
Давление разряжения	500 мм.вод.ст.	Воздух	На всасе компрессора	П	1,5
Давление	0,65 МПа	Сжатый воздух	После концевого охладителя	П	1,5
Давление	0,5 МПа	Масло на регулировке	После редукционного устройства	ПСГ	1,5
Давление	0,1 МПа	Масло на смазку	На маслопроводе после главного маслонасоса	ПСГ	1,5
Осевой сдвиг	1 мм	-	Опорно-упорный подшипник	ПСГ	1,5
Расход	88000 м3/ч	Воздух	Всас компрессора	ПСГ	1,5

Схема автоматизации компрессора предназначена для управления компрессором, а также для контроля основных параметров, автоматического регулирования давления на выходе, изменения производительности, защиты компрессора от аварийных режимов работы.

Система автоматики устанавливается в помещении, где должны быть созданы следующие условия работы:

1. Щит контроля и автоматики должен быть защищен от вибрации, толчков и ударов.

2. Отсутствие взрывоопасных, коррозирующих и химическиактивных взвесей в атмосферном воздухе.

3. Температура окружающей среды должна поддерживаться в пределах 5…30оС.

Техническое задание на тепловой контроль и автоматическое регулирование представлено на таблицах 6.1 и 6.2.

Таблица 6.2. Техническое задание на автоматическое регулирование

Регулирующий параметр	Номинальное значение	Количество переходного процесса	Требование к быстродействию	Характер и величина возмущения
		Дополнительное отклонение	Вид переходного процесса
		Краткое	Длительное
Давление сжатого воздуха	0,6 МПа	0,1 МПа	0,05 МПа	Статичес-кий	15 с	Ступенчатое
Расход сжатого воздуха	88000 м3/ч	8000 м3/ч	1000 м3/ч	Статичес-кий	20 с	Ступенчатое

6.2 Тепловой контроль

1. Температура подшипников контролируется с помощью термометра сопротивления платинового, типа ТСП-783 (пределы измерения 0…100 оС) и вторичным прибором типа КСМ-2-030.

2. Температура воздуха на выходе из секций сжатия измеряется с помощью термометра сопротивления платинового, типа ТСП-5071 (пределы измерения 0…200 оС) и логометром типа Л-64-02.

3. Температура воздуха на выходе из промежуточных охладителей измеряется с помощью термометра сопротивления платинового, типа ТСП-5071 (пределы измерения 0…200 оС) и вторичным прибором типа КСМ-2-030.

4. Температура воздуха на всасе компрессора измеряется с помощью термометра сопротивления медного, типа ТСМ-5071 (пределы измерения -50…100 оС) и вторичным прибором логометром типа Л-64-02.

5. Температура воздуха на выходе из концевого охладителя измеряется с помощью термометра сопротивления медного ТСМ-5071 (пределы измерения 25…50оС) и вторичным прибором логометром типа Л-64-02.

6. Температура охлаждающей воды измеряется с помощью термометра сопротивления медного ТСМ-5071 (пределы измерения 5…30оС) и вторичным прибором логометром типа Л-64-02.

7. Температура масла на смазку измеряется с помощью термометра сопротивления медного ТСМ-5071 (пределы измерения 5…45оС) и вторичным прибором логометром типа Л-64-02.

8. Давление разряжения воздуха на всасе компрессора измеряется мембранным тягомером типа ТММП-52 (пределы измерения 0…1000 мм.рт.ст.)

9. Давление сжатого воздуха после концевого охладителя измеряется манометром бесшкальным типа МЭД и вторичным прибором типа ВМД.

10. Давление масла на регулирование контролируется манометром бесшкальным типа МЭД и вторичным прибором типа ВМД.

11. Давление масла на смазку подшипников контролируется электроконтактным манометром типа ЭКМ-1У (пределы измерения 0…0,16МПа).

12. Давление масла после главного маслонасоса контролируется электроконтактным манометром типа ЭКМ-1У (пределы измерения 0…1МПа).

13. Осевой сдвиг опорно-упорно подшипника компрессора контролируется датчиком гидравлического реле осевого сдвига ротора, контролируется электроконтактным манометром типа ЭКМ-1У (пределы измерения 0…1МПа).

6.3 Автоматическое регулирование

Задача регулирования заключается в таком воздействии на компрессор, которое выравнивает подачу его с расходом воздуха потребителям. Начальным импульсом служит увеличение давления нагнетания и уменьшение производительности, наблюдается при входе режима работы компрессора в зону помпажа.

Регулирование производится с помощью противопомпажного устройства, которое состоит из противопомпажного регулятора , золотника дистанционного управления, сервомотора и выпускного воздушного клапана.

6.4 Сигнализация

Сигнализация осуществляется при превышении допустимых параметров:

1. Если происходит превышение допустимых температур вкладышей подшипников компрессора, то срабатывает устройство КСМ-2-030, и выполняется звуковая и световая сигнализация.

2. При падении давления масла на смазку и регулирование, срабатывает устройство ВМД, загорается сигнальная лампочка на щите и срабатывает звуковая сигнализация, при этом включается пусковой маслонасос.

3. При изменении режима работы компрессора и вход его в помпаж срабатывает электроконтактный манометр, передаёт сигнал на дистанционное управление противопомпажным устройством.

4. При осевом сдвиге опорно-упорного подшипника ротора срабатывает датчик гидравлического реле передавая импульс на электроконтактный манометр, загорается сигнальная лампа и включается сигнализация.

6.5 Автоматическая защита компрессора

Во время работы компрессора могут возникнуть аварийные ситуации, при которых могут выйти из строя крупные детали компрессора. Для этого предусмотрено автоматическое отключение компрессора в следующих случаях:

1. Прекращение подачи охлаждающей воды и масла;

2. При осевом сдвиге ротора;

3. При высокой температуре подшипников;

4. При внезапной остановке от остановки ротора;

5. При превышении давления воздуха на нагнетании выше допустимого.

В систему защиты входят:

1. Противопомпажное устройство.

2. Гидравлическое реле осевого сдвига.

3. Реле пуска резервного маслонасоса.

4. Приборы КИП и А, дающие сигнал на остановку турбокомпрессора при высокой температуре подшипников.

5. Автоматическая разгрузка турбокомпрессора при аварийной остановке.

6. Защита главного электродвигателя.

6.6 Заказная спецификация на средства технологического контроля и автоматизации

Таблица 6.3 Заказная спецификация на средства технологического контроля и автоматизации

№ п/п	Наименование параметров и место отбора импульсов	Место установки	Наименование и характеристика	Тип	Количество	Изготовитель
1а	Температура подшипников компрессора	По месту	Термометр сопротивления платиновый.	ТСП 783	8	НЗЛ
1б	Температура подшипников компрессора	На щите	Электронный мост	КСМ2	1	НЗЛ
2а	Температура воздуха после ступеней сжатия	По месту	Термометр сопротивления платиновый.	ТСП 5071	3	НЗЛ
2б	Температура воздуха после ступеней сжатия	На щите	Логометр пирометрический	Л-64	1	НЗЛ
3а	Температура в воздуха после промежуточных воздухоохладителей	По месту	Термометр сопротивления платиновый	ТСП 5071	3	НЗЛ
3б	Температура в воздуха после промежуточных воздухоохладителей	На щите	Электронный мост	ВМД	1	НЗЛ
4	Температура масла на выходе из маслоохладителей	По месту	Термометр ртутный	ГОСТ 2823-59	3	НЗЛ
5	Температура масла на входе в маслоохладитель	По месту	Термометр ртутный	ГОСТ 2823-59	3	НЗЛ
6а	Температура масла на смазку	По месту	Термометр сопротивления, медный.	ТСМ 5071	1	НЗЛ
6б	Температура масла на смазку	На щите	Логометр пирометрический	Л-64	1	НЗЛ
7	Давление разряжения во всасывающей камере	По месту	Тягомер мембранный	ТММП-52	1	НЗЛ
8	Давление разряжения после дроссельной заслонки	По месту	Вакуумметр общего назначения	ГОСТ 8625-65	1	НЗЛ
9а	Расход воздуха	По месту	Дифманометр мембранный	ДМ 23573	1	НЗЛ
9б	Расход воздуха	На щите	Автоматический показывающий и самопишущий	КСД2	1	НЗЛ
10	Давление воздуха к потребителю	По месту	Манометр общего назначения показывающий	ГОСТ*8625-65	1	НЗЛ
10а	Давление воздуха к потребителю	По месту	Манометр бесшкальный	МЭД	1	НЗЛ
10б	Давление воздуха на регулирование	По месту	Вторичный прибор	ВМД	1	НЗЛ
11	Давление масла на регулирование	По месту	Манометр общего назначения	ГОСТ 8625-65	1	НЗЛ
11а	Давление масла на регулирование	По месту	Манометр бесшкальный	МЭД	1	НЗЛ
11б	Давление масла на регулирование	На щите	Вторичный прибор	ВМД	1	НЗЛ
12	Давление масла на смазку	По месту	Манометр общего назначения	ГОСТ 8625-65	1	НЗЛ
12а	Давление масла на смазку	По месту	Манометр электроконтактный двухпозиционный	ЭКМ-1У	1	НЗЛ
12б	Давление масла на смазку	На щите	Вторичный прибор	ВМД	1	НЗЛ
14	Давление масла после главного маслонасоса	По месту	Электроконтактный манометр	ЭКМ-1У	1	НЗЛ
15а	Давление воздуха после концевого охладителя	По месту	Манометр общего назначения	ГОСТ8625-65	1	НЗЛ
15б	Давление воздуха после концевого охладителя	По месту	Манометр бесшкальный	МЭД	1	НЗЛ
15в	Давление воздуха после концевого охладителя	На щите	Вторичный прибор	ВМД	1	НЗЛ
16	Уровень масла в маслобаке	По месту	Указатель уровня масла		1	НЗЛ
17	Осевой сдвиг	По месту	Датчик гидравлического реле		1	НЗЛ
18а	Температура статора, обмотки и железа	По месту	Термометр сопротивления медный	ТСМ 5071	6	НЗЛ
18б	Температура статора, обмотки и железа	На щите	Логометр пирометрический	Л-64	1	НЗЛ

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ (ТЭО) РЕКОНСТРУКЦИИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

7.1 Анализ затрат на производство сжатого воздуха

Для анализа затрат на производство сжатого воздуха используем фактические данные за первое полугодие 2010 года.

Сначала сводим в табл. 7.1 сведения о выработке сжатого воздуха по месяцам (показания счетчиков)

Таблица 7.1. Выработка сжатого воздуха за 1-е полугодие 2010 года, тыс. м3

Период	Компрессорная станция № 1	Компрессорная станция № 2	Всего по двум станциям
Январь	7080,0	33646,51	40726,51
Февраль	3828,0	33407,72	37235,72
Март	4170,0	32454,77	36624,77
Апрель	8016,0	34458,62	42474,62
Май	8220,0	32628,69	40848,69
Июнь	8608,7	32649,45	41258,19
Всего	39922,7 (16,7 %)	199245,7 (83,3 %)	239168,4 (242761)

Данные табл. 7.1 показывают, что значительную часть сжатого воздуха вырабатывает станция № 2 (83,3% или 5/6). Из табл. 7.1 так же следует, что станция № 2 работает практически в стабильном режиме в отличие от станции № 1. Это серьезным образом отражается на экономичности работы, что подтверждают также следующие таблицы.

Для оценки влияния разных статей затрат на себестоимость производства сжатого воздуха определим в табл. 7.2 структуру цеховой себестоимости сжатого воздуха по калькуляции затрат за 1-е полугодие 2010 года.

Таблица 7.2. Структура себестоимости сжатого воздуха за 1-е полугодие 2010 года

Статья затрат	Издержки производства, тыс. руб.	Удельные затраты, руб./тыс.м3	Удельный вес, %	Примечание
Тепловая энергия	1554,83	6,42		Цена - 640 руб./Гкал
Электрическая энергия	29642,8	122,1		Цена - 1,1 руб./кВт.ч
Производственная вода	686	2,83		Цена - 1,52 руб./м3
Основная заработная плата	839	3,46
Единый социальный налог	222	0,91
Резерв на выплату вознаграждения	66	0,27
Цеховые расходы	4343	17,89
Цеховая себестоимость	20215,7	83,27

Анализ данных табл. 7.2 показывает, что наибольшее (определяющее) влияние на себестоимость сжатого воздуха оказывают затраты на электроэнергию (66,7% или 2/3), даже при такой низкой цене 1 кВт.ч. Учитывая опережающие темпы роста тарифа на электроэнергию в промышленности России, можно сделать обоснованное предположение о дальнейшем увеличении удельного веса электроэнергии в себестоимости сжатого воздуха. Отсюда следует естественный вывод о главном пути снижения себестоимости сжатого воздуха - уменьшении затрат на электроэнергию при производстве в компрессорных станциях.

Для анализа потребления электроэнергии на производство сжатого воздуха важнейшим показателем является удельное потребление на 1 тыс. куб. м. Рассчитаем этот показатель отдельно для каждой станции по месяцам 1-го полугодия по данным приборного учета (табл. 8.3).

Таблица 7.3 Потребление электроэнергии по станциям за 1-е полугодие 2010г.

Период	КС № 1	КС № 2	Общее потребление, кВт.ч
	кВт.ч	кВт.ч/тыс.м3	кВт.ч	кВт.ч/тыс.м3
Январь	3162240	446,6	4614840	137,2	7777080
Февраль	1678320	438,4	3814440	114,2	5492760
Март	1533600	367,8	4374720	134,8	5908320
Апрель	189563040	23648	4201200	121,9	193764240
Май	3134160	381,3	4532040	138,9	7666200
Июнь	3049200	354,2	4215480	129,1	7264680
Всего	12557520*	393,6*	25752720	129,2

Примечания к таблице: данные за апрель по станции № 1 вызывают серьезные сомнения в их достоверности, поэтому при расчете значений за полугодие (отмечены звездочкой) они исключены.

Данные табл. 7.3 говорят о высокой энергоэффективности станции № 2 (129,2 кВт.ч/тыс.м3) и чрезвычайно низкой энергоэффективности 1-й станции (393,6 кВт.ч/тыс.м3), это различие достигает трехкратной величины! Учитывая сказанное выше о влиянии затрат на электроэнергии на себестоимость производства сжатого воздуха, вывод очевиден - необходима серьезная реконструкция станции № 1 или ее закрытие с переводом нагрузки на станцию № 2.

Проведем также анализ эффективности использования производственной (механически очищенной) воды по удельному показателю на 1 тыс. куб.м, что отражено в табл. 7.4.

Таблица 7.4. Потребление производственной воды по станциям за 1-е полугодие 2010 г

Период	КС № 1	КС № 2	Всего, м3 воды
	м3 воды	м3/тыс.м3	м3 воды	м3/тыс.м3
Январь	81728,04	11,54	2000	0,059	83728,04
Февраль	81894,67	21,39	2000	0,060	83894,67
Март	51857,45	12,44	2000	0,061	53857,45
Апрель	71056,48	8,86	2000	0,058	73056,48
Май	78813,02	9,59	2000	0,061	80813,02
Июнь	87775,61	10,2	2000	0,061	89775,61
Всего	453125,3	11,35	12000	0,060	465125

Удельные показатели потребления производственной воды на 1 тыс. куб.м воздуха свидетельствуют (как и данные таблиц 5.1 и 5.3) об очень низкой эффективности компрессорной станции № 1. Чтобы провести окончательное сравнение двух станций, необходимо рассчитать себестоимость сжатого воздуха отдельно для каждой компрессорной.

7.2 Расчет себестоимости сжатого воздуха отдельно для каждой компрессорной

Так как себестоимость сжатого воздуха для обеих станций (в сумме) известна, то для нахождения значений для отдельных станций будет достаточно рассчитать величину себестоимости для одной.

Итак, рассчитаем себестоимость производства сжатого воздуха для станции № 1. Расчет ведем на 1 тыс. куб. м сжатого воздуха по составляющим цеховой себестоимости для первого полугодия 2010 года.

Используя ранее полученные удельные показатели, легко можно найти величины затрат электроэнергии и производственной воды.

Электроэнергия: 393,6 кВт.ч/тыс.м3 х 0,5 руб./кВт.ч = 196,8 руб./тыс. м3

Произв. вода: 11,35 м3 воды/тыс.м3 в-ха х 1,52 руб/м3 = 17,25 руб./тыс. м3

Теплоэнергия: принимаем по фактическому значению за полугодие - 2,42 руб./тыс. м3

Основная заработная плата: станцию обслуживают 5 человек с тарифной ставкой 13500 руб./мес., поэтому фонд оплаты труда за год составит

13500 х 5 х 12 = 810000 руб./год.

За полугодие на 1 тыс.куб.м эта величина составит:

810000/(2 х 39922,7) = 12,82 руб./тыс. м3

Единый социальный налог: с учетом отчислений в фонд социального страхования от несчастных случаев и профзаболеваний составляет 26,4 % от фонда зарплаты

0,264 х 12,82 = 3,38 руб./тыс. м3

Выплата вознаграждения: принимаем по фактическому значения 0,27 руб./тыс.м3

Цеховые расходы: разделяем между 1-й и 2-й станциями в пропорции 50% на 50%, поэтому станции № 1 абсолютная величина цеховых расходов составит 4343 / 2 = 2171,5 тыс.руб., т.е. удельный показатель за полугодие 2171,5 / 39922,7 = 54,39 руб./тыс.м3

В итоге, цеховая себестоимость по станции № 1 составит: 287,33руб./тыс м3 Зная фактическую себестоимость по двум станциям за полугодие

(83,27 руб./тыс.м3) и используя данные табл. 1, себестоимость сжатого воздуха для станции № 2 можно найти из простого уравнения:

287,33 х 39922,7 + С2 х 199245,7 = 83,27 х 239168,4

Отсюда, цеховая себестоимость по станции № 2 равна 42,38 руб./тыс. м3

Итак, на каждую тысячу кубических метров сжатого воздуха на станции № 1 затрачивается 287,33 руб., а на станции № 2 - 42,38 руб., т.е., в 6,8 раз меньше.

7.3 Смета затрат на реконструкцию компрессорной № 2 (вариант 1)

Реконструкция станции заключается в установке дополнительного нового компрессора К-500 с необходимым дополнительным оборудованием.

Рассчитаем капитальные затраты на реконструкцию станции № 2.

Таблица 7.5 Капитальные затраты на реконструкцию (ориентировочно)

Статья затрат	Величина, тыс. руб. (без НДС)	Примечание
Оборудование,в том числе:
Компрессор К-500-61-5	9030
Электродвигатель СТД-3150-2	1800
Автоматика для компрессора	1000
Градирня вентиляторная	4000
ИТОГО оборудование	16000
Монтаж оборудования (20 %)	3200
Транспортные расходы (10 %)	1600
Пуско-наладочные работы (5 %)	800
Накладные расходы (1 %)	160
ИТОГО затрат	21760

7.4 Расчет себестоимости производства сжатого воздуха после реконструкции (вариант №1)

В качестве базы для расчета принимаем себестоимость производства сжатого воздуха для станции № 2, рассчитанную в разделе 7.2.

Исходными данными являются показатели компрессора К-500:

Удельный расход электроэнергии 102 кВт.ч / тыс. куб. м воздуха

Расход воды на компрессор 462 куб. воды / час

Выработка воздуха 525 м3/мин = 31,5 тыс.м3/час = 31,5 х 8500 = 267750 тыс.м3/год

Расчет ведем на 1 тыс. куб. м воздуха по данным на 1-е полугодие 2010 г.

Таблица 7.6. Расчет себестоимости сжатого воздуха после реконструкции

Статья затрат	Затраты на КС-2 до реконструкции, тыс.руб/полугодие	Снижение зат-рат на КС-2*, тыс.руб./полуг	Расходы на новое обор-ие**, тыс.руб./полуг.	Затраты после реконструкции, тыс.руб./полуг
Электроэнергия	12871,3	- 4465,2	+ 6827,6	15233,7
Произв. вода	18,2	- 6,4	+ 12,2	14,0
Теплоэнергия	489,4	--	--	489,4
Основная зарплата	327,2	--	--	327,2
ЕСН	87,1	--	--	87,1
Выплата вознагр.	55,2	--	--	55,2
Цеховые расходы	2171,5	--	+ 979,0	3150,5
Итого	16019,9	- 4471,6	+ 7818,8	19367,1

Примечания:

* - расходы на КС-2 уменьшаются по причине вывода части мощности в резерв,

** - расчет расходов на новое оборудование приведен ниже.

При пуске нового компрессора К-500 выработка сжатого воздуха за год (с учетом данных за 1-е полугодие 2010 г.) составит

199245 х 2 + 267750 = 666240 тыс.м3/год.

Плановая же выработка сжатого воздуха на 2010 г. равна 528000 тыс.м3/год.

В итоге, в резерве будет находиться

666240 - 528000 = 138240 тыс.м3/год.

Уменьшая выработку воздуха на «старом» оборудовании, соответственно снижаются расходы на электроэнергию и производственную воду.

Снижение расхода энергии:

138240 тыс.м3/год х 129,2 кВт.ч/тыс. куб.м = 17860608 кВт.ч/год,

что уменьшает издержки производства в расчете на полугодие:

17860608/2 х 0,5 = 4465200 руб.

Снижение расхода воды (на подпитку):

0,06 куб. м/тыс. куб.м х 138240 тыс.м3/год = 8394,4 куб. м,

что уменьшает издержки за полугодие на сумму: 8394,4/2 х 1,52 = 6380 руб.

При установке дополнительного оборудования увеличатся отдельные статьи издержек производства: электроэнергия, производственная вода, теплоэнергия и цеховые расходы (амортизационные отчисления и ремонтные расходы). Рассчитаем это увеличение по статьям издержек производства.

Электроэнергия: 102 кВт.ч/тыс. куб.м х 267750 тыс.м3/год = 27 310 500 кВт.ч/год

Расходы за полугодие составят 27310500 / 2 х 0,5 = 6 827 625 руб.

Производ. вода (на подпитку): 0,06 куб. м/тыс. куб.м х 267750 тыс.м3/год = 16065 куб. м

Расходы за полугодие составят 16065/2 х 1,52 = 12209 руб.

Амортизация (принимаем срок службы основного оборудования 20 лет):

21760 / 20 = 1088 тыс.руб.

Ремонты (принимаем 80 % от амортизации): 1088 х 0,8 = 870 тыс. руб.

Затраты на ремонты и амортизацию входят в цеховые расходы, в расчете на полугодие они составят: (1088 + 870) / 2 = 979,0 тыс. руб.

В итоге, себестоимость производства воздуха после установки нового оборудования составит:

(19367,1 х 103 ) / (264000) = 73,36 руб. /тыс. м3

7.5 Показатели экономической эффективности инвестиций в реконструкцию (вариант №1)

Планируемый годовой экономический эффект

Э = (83,27 - 73,36) х 528000 = 5 232 480 руб./год = 5232,5 тыс. руб./год

где 83,27 руб./тыс. куб. м - цеховая себестоимость производства сжатого воздуха до проведения реконструкции;

73,36 руб./тыс. куб. м - цеховая себестоимость производства сжатого воздуха после проведения реконструкции;

528000 тыс.м3/год - плановая выработка сжатого воздуха за год.

Срок окупаемости капитальных вложений в реконструкцию

Tр= 21760 / 5232,5 = 4,2 года

10 Чистый годовой доход от реконструкции

5232,5 х (1 - 0,24) + 1088 = 5064,7 тыс. руб. / год

Чистый дисконтированный доход от проведения реконструкции

(при ставке дисконта 20 %)

NPV = 5064,7 х 4,87 - 21760 = 2905 тыс. руб.

Индекс доходности (при ставке дисконта 20 %)

PI = 5064,7 х 4,87 / 21760 = 1,13

Таким образом, расчеты показывают, что проведение реконструкции для данных условий экономически целесообразно.

7.6 Смета затрат на реконструкцию компрессорной № 2 (вариант 2)

Реконструкция станции заключается в установке дополнительного нового компрессора Cameron модели ТА20000. Капитальные затраты на установку нового компрессора с учетом транспортных расходов и монтажных работ по данным фирмы-поставщика составляют 1 550 000 евро или 37 975 000 руб.

7.7 Расчет себестоимости производства сжатого воздуха после реконструкции (вариант 2)

В качестве базы для расчета принимаем себестоимость производства сжатого воздуха для станции № 2, рассчитанную в разделе 7.2.

Исходными данными являются показатели компрессора Cameron модели ТА20000:

Удельный расход электроэнергии 88,3 кВт.ч / тыс. куб. м воздуха

Расход охлаждающей воды на компрессор 310 куб. воды / час

Выработка воздуха 500 м3/мин = 30 тыс.м3/час = 30 х 8500 = 255000 тыс.м3/год

Расчет ведем на 1 тыс. куб. м воздуха по данным на 1-е полугодие 2010 г.

Таблица 7.7 Расчет себестоимости сжатого воздуха после реконструкции

Статья затрат	Затраты на КС-2 до реко-нструкции, тыс.руб./полугодие	Снижение зат-рат на КС-2*, тыс.руб./полуг	Расходы на новое обор-ие**, тыс.руб./полуг.	Затраты после реконструкции, тыс.руб./полуг.
Электроэнергия	12871,3	- 4053,3	+ 5629,1	14447,1
Произв. вода	18,2	- 5,7	+ 1996,1	2011,6
Теплоэнергия	489,4	--	--	489,4
Основная зарплата	327,2	--	--	327,2
ЕСН	87,1	--	--	87,1
Выплата вознагр.	55,2	--	--	55,2
Цеховые расходы	2171,5	--	+ 1708,9	3880,4
Итого	16019,9	- 4059,0	+ 9334,1	21295,0

Примечания:

* - расходы на КС-2 уменьшаются по причине вывода части мощности в резерв,

** - расчет расходов на новое оборудование приведен ниже.

При пуске нового компрессора ТА20000 выработка сжатого воздуха за год (с учетом данных за 1-е полугодие 2010 г.) составит

199245 х 2 + 255000 = 653490 тыс.м3/год.

Плановая же выработка сжатого воздуха на 2010 г. равна 528000 тыс.м3/год.

В итоге, в резерве будет находиться

653490 - 528000 = 125490 тыс.м3/год

Уменьшая выработку воздуха на «старом» оборудовании, соответственно снижаются расходы на электроэнергию и производственную воду.

Снижение расхода энергии:

125490 тыс.м3/год х 129,2 кВт.ч/тыс. куб.м = 16213308 кВт.ч/год,

что уменьшает издержки производства в расчете на полугодие:

16213308 / 2 х 0,5 = 4053327 руб.

Снижение расхода воды (на подпитку):

0,06 куб. м/тыс. куб.м х 125490 тыс.м3/год = 7529,4 куб. м,

что уменьшает издержки за полугодие на сумму: 7529,4 / 2 х 1,52 = 5722 руб.

При установке дополнительного оборудования увеличатся отдельные статьи издержек производства: электроэнергия, производственная вода, теплоэнергия и цеховые расходы (амортизационные отчисления и ремонтные расходы). Рассчитаем это увеличение по статьям издержек производства.

Электроэнергия: 88,3 кВт.ч/тыс. куб.м х 255000 тыс.м3/год = 22 516 500 кВт.ч/год

Расходы за полугодие составят

22516500 / 2 х 0,5 = 5 629 125 руб.

Произв. вода (на подпитку)

10,3 куб. м/тыс. куб.м х 255000 тыс.м3/год = 2626500 куб. м

Расходы за полугодие составят

2626500 / 2 х 1,52 = 1996140 руб.

Амортизация (принимаем срок службы основного оборудования 20 лет):

37975 / 20 = 1898,75 тыс.руб.

Ремонты (принимаем 80 % от амортизации)

1898,75 х 0,8 = 1519 тыс. руб.

Затраты на ремонты и амортизацию входят в цеховые расходы, в расчете на полугодие они составят

(1898,75 + 1519) / 2 = 1708,9 тыс. руб.

В итоге, себестоимость производства воздуха после установки нового оборудования составит:

(21295 х 103 ) / (264000) = 80,66 руб. /тыс. м3

7.8 Показатели экономической эффективности инвестиций в реконструкцию (вариант№2)

Планируемый годовой экономический эффект

Э = (83,27 - 80,66) х 528000 = 1 378 080 руб./год = 1378,08 тыс. руб./год,

где 83,27 руб./тыс. куб. м - цеховая себестоимость производства сжатого воздуха до проведения реконструкции;

80,66 руб./тыс. куб. м - цеховая себестоимость производства сжатого воздуха после проведения реконструкции;

528000 тыс.м3/год - плановая выработка сжатого воздуха за год.

Срок окупаемости капитальных вложений в реконструкцию

Tр= 37975 / 1378,08 = 27,6 года

11 Чистый годовой доход от реконструкции

1378,08 х (1 - 0,24) + 1898,75 = 2946,0 тыс. руб. / год

Чистый дисконтированный доход от проведения реконструкции

(при ставке дисконта 20 %)

NPV = 2926 х 4,87 - 37975 = - 23628 тыс. руб.

Индекс доходности (при ставке дисконта 20 %)

PI = 2946 х 4,87 / 37975 = 0,38

Таким образом, расчеты показывают, что проведение реконструкции для данных условий экономически нецелесообразно.

7.9 Смета затрат на реконструкцию компрессорной № 2 (вариант 3)

Реконструкция станции заключается в установке дополнительно двух новых компрессоров Cameron модели ТА9000.

Капитальные затраты на установку нового компрессора с учетом транспортных расходов и монтажных работ по данным фирмы-поставщика составляют 930 390 долларов или 22 330 000 руб.

7.10 Расчет себестоимости производства сжатого воздуха после реконструкции(вариант №3)

В качестве базы для расчета принимаем себестоимость производства сжатого воздуха для станции № 2, рассчитанную в разделе 8.2.

Исходными данными являются показатели 2-х компрессоров Cameron модели ТА9000:

Удельный расход электроэнергии 88,3 кВт.ч / тыс. куб. м воздуха

Расход охлаждающей воды на компрессор 310 куб. воды / час

Выработка воздуха 500 м3/мин = 30 тыс.м3/час = 30 х 8500 = 255000 тыс.м3/год

Расчет ведем на 1 тыс. куб. м воздуха по данным на 1-е полугодие 2010 г.

Таблица 7.8 Расчет себестоимости сжатого воздуха после реконструкции

Статья затрат	Затраты на КС-2 до реконструкции, тыс.руб./полугодие	Снижение зат-рат на КС-2*, тыс.руб./полуг	Расходы на новое обор-ие**, тыс.руб./полуг.	Затраты после реконструкции, тыс.руб./полуг.
Электроэнергия	12871,3	- 4053,3	+ 5629,1	14447,1
Произв. вода	18,2	- 5,7	+ 1996,1	2011,6
Теплоэнергия	489,4	--	--	489,4
Основная зарплата	327,2	--	--	327,2
ЕСН	87,1	--	--	87,1
Выплата вознагр.	55,2	--	--	55,2
Цеховые расходы	2171,5	--	+ 1004,9	3176,4
Итого	16019,9	- 4059,0	+ 8630,1	20591,0

Примечания:

* - расходы на КС-2 уменьшаются по причине вывода части мощности в резерв,

** - расчет расходов на новое оборудование приведен ниже.

При пуске новых компрессоров ТА9000 выработка сжатого воздуха за год (с учетом данных за 1-е полугодие 2010 г.) составит

199245 х 2 + 255000 = 653490 тыс.м3/год.

Плановая же выработка сжатого воздуха на 2010 г. равна 528000 тыс.м3/год.

В итоге, в резерве будет находиться

653490 - 528000 = 125490 тыс.м3/год.

Уменьшая выработку воздуха на «старом» оборудовании, соответственно снижаются расходы на электроэнергию и производственную воду.

Снижение расхода энергии:

125490 тыс.м3/год х 129,2 кВт.ч/тыс. куб.м = 16213308 кВт.ч/год,

что уменьшает издержки производства в расчете на полугодие

16213308 / 2 х 0,5 = 4053327 руб.

Снижение расхода воды (на подпитку)

0,06 куб. м/тыс. куб.м х 125490 тыс.м3/год = 7529,4 куб. м,

что уменьшает издержки за полугодие на сумму

7529,4 / 2 х 1,52 = 5722 руб.

При установке дополнительного оборудования увеличатся отдельные статьи издержек производства: электроэнергия, производственная вода, теплоэнергия и цеховые расходы (амортизационные отчисления и ремонтные расходы). Рассчитаем это увеличение по статьям издержек производства.

Электроэнергия

88,3 кВт.ч/тыс. куб.м х 255000 тыс.м3/год = 22 516 500 кВт.ч/год

Расходы за полугодие составят

22516500 / 2 х 0,5 = 5 629 125 руб.

Произв. вода (на подпитку)

10,3 куб. м/тыс. куб.м х 255000 тыс.м3/год = 2626500 куб. м

Расходы за полугодие составят

2626500 / 2 х 1,52 = 1996140 руб.

Амортизация (принимаем срок службы основного оборудования 20 лет)

22330 / 20 = 1116,5 тыс.руб.

Ремонты (принимаем 80 % от амортизации)

1116,5 х 0,8 = 893,2 тыс. руб.

Затраты на ремонты и амортизацию входят в цеховые расходы, в расчете на полугодие они составят

(1116,5 + 893,2) / 2 = 1004,9 тыс. руб.

В итоге, себестоимость производства воздуха после установки нового оборудования составит

(20591 х 103 ) / (264000) = 78,0 руб. /тыс. м3