Реферат: Экономическое обоснование установки теплообменника для подогрева воды

Федеральное агентство по образованию

Белгородский Государственный Технологический Университет

им. В.Г. Шухова

Кафедра менеджмента и внешнеэкономической деятельности

Курсовая работа

«Экономическое обоснование установки теплообменника для подогреваводы»

Выполнил: студентгруппы ЭТ-32

ОсьмаковА.Ф.

Принял: к.э.н.,доцент Гоз И.Г.

Белгород 2007

Введение

Промышленностьстроительных материалов занимает особое место в народном хозяйстве как одна изведущих отраслей промышленности и высокая составная часть материальной базыкапитального строительства. От темпов роста производства стройматериаловзависят масштабы капитального строительства, его экономичность и техническийуровень, сроки возведения зданий и сооружений.

Всвою очередь объемы, структура, характер и размещение капитальногостроительства, а также технический прогресс в строительстве, связанный спревращением строительной площадки в монтажную, обусловливает необходимостькоренного изменения в структуре производства строительных материалов, вустановлении различных темпов роста отдельных стройматериалов в стране в целоми по отдельным регионам. В последнее время все шире применяются новые видыстроительных материалов: полимерные, теплоизоляционные материалы c плотностьюот 30 до 200 кг/м3, легкие металлические конструкции, конструкции на основелегких заполнителей и ячеистых бетонов, позволяющих снижать массу зданий исооружений. Все это создает предпосылки для более высоких темпов развитияпроизводства новых строительных материалов по сравнению с традиционными.

Вместес тем все большую актуальность в промышленности строительных материаловприобретает проблема энергосбережения, так как цена энергоресурсов постояннорастет, увеличивается себестоимость продукции, тем более что эта промышленностьиспользует энергетические технологии.

Впредлагаемой работе будет произведена оценка экономической эффективностиутилизации теплоты теряемой с газами, отходящими из регенераторов ваннойстекловаренной печи.

Краткое описание тепло-технологическогопроизводства

Стекловаренныепечи занимают особое место в производстве строительных материалов не только пошироте их применения, разнообразию типов, конструктивных схем и режимовтепловой работы, но и по сложности протекающих в них тепло-технологическихпроцессов, что в итоге приводит к их довольно низкой тепловой эффективности.

Крупныеванные печи используют при варке и механизированной выработке листового,сортового и тарного стекла.

Производительностьстекловаренных печей:

·         для выработкисортовой посуды и стеклотары 50-100 тонн в сутки;

·         для производствалистового стекла 100-400 тонн в сутки.

ТепловойКПД ванных печей для выработки листового стекла составляет 20-25%. Современныепроточные пламенные ванные печи характеризуются следующими показателями:

·         удельный расходтеплоты 7500 – 10000 кДж на 1кг. стекла,

·         удельный съемстекломассы с 1 м2 поверхности варочного бассейна печи свыше 2800кг. в сутки.

Теоретическина 1 кг. стекла необходимо 1000-1200 кДж теплоты, т.е. 10-12% от общего расходатеплоты. Остальная теплота – потери, основными из которых являются потери вокружающую среду с отходящими газами.

Впредлагаемой курсовой работе, будет произведена попытка по утилизации частитеплоты, теряемой с отходящими газами.

Технико-экономическоеобоснование необходимости внедрения тепло-технологического оборудования

Существующиестекловаренные печи были спроектированы в большинстве своем, достаточно давно,без учета необходимости максимальной экономии энергоресурсов. В частностипотери в окружающую среду составляют до 65% от тепла выделяющегося при сгораниитоплива. Большая доля этих потерь — потери с дымовыми газами, выходящими изрегенераторов стекловаренных печей. Их температура составляет 400-500 °С. Устранить эти потери можно путемустановки утилизирующего устройства для нагрева воды, т. е. рекуперативноготеплообменника (см. рис. 1). Он представляет собой агрегат цилиндрическойформы, состоящий из множества параллельных трубок, объединенных в единый пучок,и металлического кожуха вокруг них. По трубам течет вода, а по межтрубномупространству пропускаются дымовые газы. Наилучшая теплоотдача достигается припротивотоке теплоносителей, поэтому вода течет снизу вверх, а газы наоборот — сверху вниз.

Применениеданного теплообменника возможно, т. к. газы, отходящие из регенераторастекловаренной печи, достаточно чистые. В других случаях требуется ещеустановка специального фильтра, который бы отчистил газы перед тем, как онипойдут в теплообменник.

Рис.1. Рекуперативный теплообменник для утилизации теплоты отходящих газов.

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Горячая вода

t = 95 °C

  /> /> /> /> /> />

Горячие отходящие газы

t = 400-500 °C

  /> <td/> /> /> /> <td/> /> />

Основныетехнические параметры данного теплообменника:

·         производительностьпо теплоносителю (вода) — 50 м3/ч;

·         высота греющихтрубок диаметром 50 ´ 2,5 мм — 4 м,

·         количество греющихтрубок — 90 шт.

Работасистемы основана на следующем:

вода,проходящая по трубкам теплообменника, воспринимает тепло отходящих газов черезстенки трубок и нагревается от 10 до 95 °С (ее циркуляция обеспечивается насосомGrundFos — rx100, который также поддерживает восполнение потерь в сети), затем полученнуюгорячую воду используют для обогрева производственно-бытовых помещений.

Необходимостьвнедрения данного мероприятия заключается в теоретической возможности полученияприбыли от утилизации теряемой теплоты.

Нижеследующиерасчеты позволят оценить экономическую эффективность внедренияэнергосберегающего оборудования.

Расчет капитальныхзатрат на внедрение энергосберегающего оборудования

I.Затраты на теплообменник

1)        Стоимостьрекуперативного теплообменника по данным завода изготовителя: Сто =180000 руб.

2)        Стоимостьконтрольно-измерительных приборов 10% от стоимости теплообменника (по даннымзавода изготовителя):

Скип= 0,1 ×Сто = 0,1 × 180000 = 18000 руб.

3)        Стоимость монтажа15% от стоимости теплообменника (по данным завода изготовителя):

Смон= 0,15 ×Сто = 0,15 × 180000 = 27000 руб.

4)        Прочие расходы 10%от стоимости теплообменника (по данным завода изготовителя):

Спр= 0,1 ×Сто = 0,1 × 180000 = 18000 руб.

5)        Стоимостьтеплоносителя (воды):

Стн= Vтн × Стн = 50 × 13,02 = 651 руб.

где Vтн= 50 м3/ч — объем нагреваемой за час воды;

Стн= 13,02 руб/м3 — стоимость 1 м3 холодной воды.

6)        Суммарные затраты натеплообменник:

Сå1= Сто + Скип + Смон + Спр + Стн= 180000 + 18000 + 27000 + 18000 + 651 = 243651 руб.

II.Затраты на подключение теплообменника к сети отопления

1)        Стоимость подводящихтрубопроводов:

Стр= Lтр × Спм = 200 × 85 = 17000 руб;

где Lтр=200м<sub/>- длинна труб;

Спм=85руб<sub/>- стоимость 1м труб диаметром 100мм.

2)        Стоимость монтажатрубопровода 15% от стоимости подводящих трубопроводов (по данным заводаизготовителя):

Смон= 0,15 ×Стр = 0,15 × 17000 = 2550 руб.

3)        Стоимостьциркуляционного насоса по данным завода изготовителя: Снас = 15200руб.

4)        Суммарные затраты натеплотрассу:

Сå2= 17000 + 2550 + 15200 = 34750 руб.

III.Расчет суммарных капиталовложений

К = Сå1 + Сå2 = 243651 + 34750 = 278401 руб.

Расчет себестоимостипродукции

Времяработы установки в году определяется продолжительностью отопительного сезона,т. е. с 15 октября по 15 апреля (183 дня или 4392 часа).

I.Часовая выработка теплоэнергии:

Qч= V ×r × С × (tвых – tвх) × h

где V= 50 м3/ч — объем воды; r = 1000 кг/м3 — плотность воды;

С = 1ккал/(кг×К)- теплоемкостьводы;

tвых= 95 °С, tвх= 10 °С –соответственно температуры воды на выходе и

навходе в теплообменник; h = 95% — К.П.Д. установки.

Qч= 50 ×1000 ×1 ×(95 — 10) × 0,95 × 10-3 = 4037,5 Мкал/ч

II.Годовая выработка теплоэнергии:

Qгод = Qч × 4392ч. = 4037,5 × 4392 × 10-3 = 17732,7Гкал/год

III.Рассчитаем себестоимость теплоты по следующим статьям:

1)        Сырье и основные материалы.

Вода длявосполнения потерь в теплотрассе:

Свв= Vвв × Стн = 0,02 × 13,02 = 0,26 руб/ч

где Vвв= 0,02 м3/ч — расход восполняющей воды;

Стн= 13,02 руб/м3 – стоимость 1м3 холодной воды,

удельнаястоимость воды на единицу продукции (теплоэнергии):

Сввед= Свв / Qч = 0,26 / (4037,5 × 10-3) = 0,064 руб/Гкал

удельнаястоимость воды на годовую выработку теплоэнергии:

Сввгод= Сввед × Qгод = 0,064 × 17732,7 = 1134,89 руб/год

2)        Расход тепловойэнергии.

Себестоимостьтеплоты отходящих газов 9 % от их полной стоимости.

Производительностьпечи Р = 200 000 кг стекломассы в сутки;

Удельныйрасход теплоты Gуд = 9 000 кДж на 1 кг стекломассы;

Теплотворнаяспособность газов Qг = 35 000 кДж/м3;

Тогда,удельный расход топлива равен:

Gтоп= (Gуд × P) / Q = (9000 × 200000) / 35000 = 51428 м3/сутки;

Расходотходящих газов в 13 раз больше расхода топлива:

Gотх.г. = 13 × Gтоп = 13 × 51428 = 668564 м3/сутки =2,9 ×109 м3/год;

Энтальпиягаза при температуре входа отходящих газов в теплообменник (Т1= =400 0С) равна I1 = 1033 кДж/м3 и выхода изнего (Т2 = 100 0С) I2 = 693 кДж/м3,разность энтальпий будет равна:

I = I1– I2 =1033 – 693 = 340 кДж/м3;

Такимобразом, расход тепловой энергии на годовой выпуск будет равен:

Cт.энгод. = 0,09×Gотх. г.× I × 227,5 / (4,19 × 106) = 0,09 × 2,9×109 × 340 × 227,5/(4,19 × 106)= = 4818221,96 руб/год,где

отпускнаястоимость теплоты устанавливаем на уровне среднерыночной без учета НДС на 1декабря 2003 года — 325 руб/Гкал. Внутри предприятия стоимость составляет 70% от данной,т. е. – 227,5 руб/Гкал

Расходтепловой энергии на единицу продукции будет равен:

Ст.энед= Cт. энгод/Qгод = 4818221,96 / 17732,7 =271,71 руб/Гкал

3)        Энергия натехнологические цели.

Электроэнергия,потребляемая насосом:

Сэн= Рэд × СкВт×ч = 8,5 × 0,92 = 7,82 руб/час

где Рэд= 8,5 кВт — мощность электродвигателя насоса;

СкВт×ч = 0,92 руб/(кВт×ч) — cтоимость 1 кВт×ч электроэнергии;

удельнаястоимость электроэнергии на единицу продукции:

Сэнед= Сэн / Qч = 7,82 / (4037,5 × 10-3) = 1,937 руб/Гкал

стоимостьэлектроэнергии на годовый выпуск:

Сэнгод= Сэнед × Qгод = 1,937 × 17732,7 = 34348,24 руб/год

4)        Расходы насодержание и эксплуатацию оборудования:

4.1.Затраты на содержание и текущий ремонт оборудования оцениваются ежегодно в размере12% от капитальных затрат:

Ссодгод= 0,12 ×K = 0,12 ×278401 = 33408,12 руб/год

затратына единицу продукции:

Ссодед= Ссодгод / Qгод = 33408,12 / 17732,7 = 1,884руб/Гкал

4.2.Амортизация основных фондов рассчитывается из нормы амортизации в 16,67% (срокслужбы теплоэнергетического оборудования 6 лет):

Сагод= (К ×На) / 100 = (278401 × 16,67) / 100 = 46409,45 руб/год

амортизацияосновных фондов на единицу продукции:

Саед= Сагод / Qгод = 46409,45 / 17732,7 = 2,617руб/Гкал

5)        Цеховые расходы оцениваютсяв размере 15% от суммы всех предыдущих статей:

Сцед= 0,15 ×(Сввед + Ст.энед + Сэнед+ Ссодед + Саед) = 0,15 × (0,064 + 271,71 + 1,937 + 1,884 +2,617) = 41,73 руб/Гкал

Сцгод= Сцед × Qгод = 41,73 × 17732,7 = 739985,57 руб/год

Пополученным данным составим калькуляцию себестоимости теплоэнергии, при этомучитываем, что вырабатываемая теплота отпускается на сторону.

Таблица 1: Калькуляция себестоимостивыпускаемой теплоэнергии. (Годовой выпуск теплоэнергии – 17732,7 Гкал)

№

п/п

Статьи расходов Затраты

на единицу продукции,

руб/Гкал

на годовой выпуск, руб/год 1. Сырье и основные материалы 0,064 1 134,89 2. Расход тепловой энергии с отходящими газами (ВЭР) 271,71 4 818 221,96 3. Энергия на технологические цели 1,937 34 348,24

4.

4.1.

4.2.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования:

— затраты по содержанию и текущий ремонт

— амортизация основных фондов

1,884

2,617

33408,12

46409,45

Итого по статье 4 4,501 79 817,57 5. Цеховые расходы 41,73 739 985,57 И Т О Г О полная себестоимость 319,94 5 673 508,23

Оценка экономической эффективности инвестиций

1.1 Выручка от подачи горячей воды на отопление составит:

Sреализ=Qгод×Ц,

где Qгод – годовая выработка теплоты, Гкал/год;

Ц – цена 1Гкал теплоты, руб. Ц=325 руб.

Sреализ=Qгод×Ц=17732,7×325=5763127,50руб.

Текущие расходы составляют 5673508,23 руб в год. Ставка налога наприбыль 24%. Для модернизации из фонда накопления предприятия было взято 278401руб, причем эта сумма была перечислена сразу.

Время службы нового оборудования – 5лет.

Таблица 2

Оценка эффективности инвестиций

Показатели

1й год, руб.

2й год, руб.

3й год, руб.

4й год, руб.

5й год, руб.

1 Объем реализации 5 763 127,50 5 763 127,50 5 763 127,50 5 763 127,50 5 763 127,50 2 Текущие расходы 5 673 508,23 5 673 508,23 5 673 508,23 5 673 508,23 5 673 508,23 3 Налогооблагаемая прибыль 89 619,27 89 619,27 89 619,27 89 619,27 89 619,27 4 Налог на прибыль (при ставке 24%) 21 508,62 21 508,62 21 508,62 21 508,62 21 508,62 5 Чистая прибыль 68 110,65 68 110,65 68 110,65 68 110,65 68 110,65 7 Амортизационные поступления 46 409,45 46 409,45 46 409,45 46 409,45 46 409,45 6 Чистые денежные поступления 114 520,10 114 520,10 114 520,10 114 520,10 114 520,10

Проводим расчет ряда аналитических показателей:

Чистая текущая дисконтированная стоимость

Чистая текущая дисконтированная стоимость или интегральныйэкономический эффект – это разность совокупного дисконтированного дохода отреализации продукции за время функционирования и капитальных вложений наосуществление проектируемого мероприятия. В настоящее время ставкадисконтирования по данным ЦБ составляет 14%, учтя поправку на инфляцию, примемставку дисконтирования 16%.

/>

где Рt – денежные потоки, генерируемые в течение рядалет;

r- ставка дисконтирования;

t – количество лет;

IC – размер инвестиций.

Таблица 3

t 1 2 3 4 5 NPV 98 724,22 85 107,09 73 368,18 63 248,43 54 524,51

Пример расчета:

/>

/>

NPV>0, следовательно, проект эффективен и его следует принять.

1.3. Индекс рентабельности инвестиции (PI) рассчитаем по формуле:

/>

/>.

Т.к. PI>1, то проекттакже следует принять.

Срок окупаемостиинвестиций (РР) определяем прямым подсчетом числа месяцев, в течение которыхинвестиции будут погашены нарастающим итогом доходов и равен:

-          впервый год: 98 724,22 – 278 401 = — 179 676,78 руб.

-          вовторой год: 85 107,09 – 179 676,78 = — 94 569,69 руб.

-          втретий год: 73 368,48 – 94 569,69 = — 21 201,51 руб.

-          вчетвёртый год: 63 248,43 – 21 201,51 = 42 046,92 руб.

21 201,51/63 248,43 /> 0,34 года /> 4 месяца.

Таким образом, срок окупаемости составляет 3 года и 4 месяца.

Получается достаточно большойсрок окупаемости, однако, учитывая в среднем сроки окупаемости других подобныхэнергетических установок, можно утверждать, что проект является не оченьрискованным и вполне может быть реализован.

1.5 Графическоеизображение динамики показателя дисконтированного денежного дохода,рассчитанного нарастающим итогом, представляет так называемый профиль проекта.  

Таблица 4

Дисконтированный денежныйдоход

t 1 2 3 4 5 Тыс, руб. -278 401 -179 676,78 -94 569,69 -21 201,51 42 046,92 96 571,43

Построение точки безубыточности(самоокупаемости)

Точка безубыточности (самоокупаемости) – этоминимальный размер объема выпускаемой продукции, при котором обеспечивается«нулевая» прибыль, т.е. доходы предприятия равны текущим расходам.

Для построения графика необходимо рассчитать значение объемареализации и затрат по себестоимости, начиная с нуля и до максимального значенияобъема реализации.

Аналитически точка безубыточности определяется по формуле:

/>,

где УПост – годовой объем условно-постоянных расходов,руб;

Цреал – цена реализации единицы продукции, руб;

Спер – условно-переменные затраты на единицу продукции,руб.

К условно-постоянным расходам в нашем случае следует отнестиамортизацию, расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, цеховыерасходы:

УПост=79817,57+739985,57=819803,14руб.

К условно переменным затратам в нашем случае относятся затраты насырьё и основные материалы, энергия на технологические цели, а также затраты навторичные энергоресурсы.

Спер= 0,064+1,937+271,71=273,711 руб.

Получаем:

/>.

Теперь определим точку безубыточностиграфически, для этого необходимо построить следующие графики:

Годовой доход предприятия: Д=В1×Цреал;

Собщ=УПост+В1×Спер

 

Д=В1×Цреал ;

 

Точка безубыточности

  />

Рис.3 График определения точки безубыточности.

1. Определим контрольные точки:

Таблица 5

В1, м3

Д, руб. 17732,70 5763127,50

2.Общие издержки:

Собщ=УПост+В1×Спер=819803,14+В1×273,711;

Определим контрольныеточки:

Таблица 6

В1, м3

Собщ, руб

819803,14 17732,7 5673438,19

 

Заключение

 

В результате произведенных расчетов были получены следующиепоказатели планируемого проекта:

Таблица 7

Показатель Значение

1. Выработка продукции:

-            в Гкал

-            в руб.

17 732,7

5 763 127,50

2. Объем инвестиций, руб. 5 673 508,23 3. Текущие затраты, руб. 278 401 4. Себестоимость 1Гкал теплоты, руб. 319,94 5. Интегральный экономический эффект, руб. 96 571,43 6. Индекс рентабельности 1,35 7. Срок окупаемости, год. 3,34 (3 года и 4 месяца) 8. Точка безубыточности, Гкал 15 984 Т.к. NPV=96571,43 и PI=1,35, т.о. NPV>0, PI>1следовательно, проект эффективен и его следует принять.

Анализируя данные показатели, можно заключить, что данный проектявляется целесообразным и достаточно прибыльным. Реализация данного проектапозволит утилизировать тепло дымовых газов, ранее бесполезно теряемое, авырученные дополнительные средства можно направить на расширение иусовершенствование основного производства.

Список используемой литературы

 

1.  ВолковО.И. Экономика предприятия: Учеб. – М.: ИНФРА-М, 1997.

2.  Экономикапредприятия: Учеб. Для вузов / И.Э. Берзинь, С.А. Пикунова, Н.Н. Савченко, С.Г.Фалько. – М.: Дрофа, 2003. – 368 с.: ил.

3.  Экономикаи управление теплотехнологическими системами: Методические указания. Гоз И.Г.,Мукаев Ю.Ф. – Белгород: Изд-во БелГТАСМ. 2002