Выбор, обоснование и расчет вспомогательных аппаратов, определение их количества

Тепловой баланс рекуперативного теплообменника

Дано:

Производительность – 2,526 т/ч

Давление пара – (-0,1) кгс/см²

Температура воздуха - 25^оС

В межтрубном пространстве находится дымовые газы, в трубном – воздух. Движение фаз – противоток указанна на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема движения фаз.

Тепловая нагрузка:

                                                  (38)

, где                                                    (39)

- расход дымовых газов (по заданию )

 - теплоёмкость дымовых газов (при , );

 - температура дымовых газов

Определим расход воздуха:

, где                                 (40)

- теплоёмкость воздуха (при );

- температура на выходе из теплообменника (для воздуха 300⁰С);

- температура на входе в теплообменник (для воздуха 25⁰С).

                           (41)

Определяем среднюю движущую силу:

Средняя движущая сила :

Задаёмся коэффициентом К:

Площадь теплообмена F:

                                             (42)

Выбираем по ГОСТ 15118-79 теплообменник:

D= 159 мм;

z = 2 (количество ходов)

d_труб=25*2 мм

n = 13 (общее число труб)

l_трубок = 1,5м

Рассчитываем параметры для трубного пространства (воздух).

Критерий Рейнольдса:

, где (40)

- количество ходов;

- количество труб;

- диаметр эквивалентный ( );

- вязкость воздуха (для 300⁰С )

Критерий Прандтля:

 , где                                                      (43)

 - теплопроводность воздуха (для 300⁰С )

Критерий Nu:

                                                   (44)

Рассчитываем параметры для межтрубного пространства (дымовые газы)

Критерий Рейнольдса:

,                                       (45)

режим работы теплообменника – рекуператора ламинарный.

- расход дымовых газов (по условию )

– наружный диаметр трубок ( )

- проходное сечение межтрубного пространства (S=0,938м²)

- вязкость дымовых газов I для 1000⁰С µ=48,4*10^-6Па*с)

Критерий Прандтля:

, где                          (46)

- удельная теплоёмкость дымовых газов, (с=1,306кДж/(кг*К))

 - теплопроводность дымовых газов (для 1000⁰С =0,109Вт/м*К)

Критерий Nu

         (47)

Проведем гидравлический расчёт рекуперативного теплообменника.

Расчёт гидравлического сопротивления для трубного пространства (воздух)

Скорость движения воздуха в трубах:

, где              (48)

 - расход воздуха

- диаметр трубки, м

 - плотность воздуха (при )

 - количество труб

- число ходов

Коэффициент трения:

     (49)

, где

- относительная шероховатость труб

Скорость воздуха в штуцерах:

, где                        (50)

- диаметр условного прохода штуцеров ( )

Гидравлическое сопротивление воздуха в трубном пространстве:

Расчёт гидравлического сопротивления для межтрубного пространства (дымовые газы)

Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве:

Число сегментных перегородок:

Х=3 ( при l=1,5):

Скорость потока в штуцерах:

ϖ^шт_д.г.=4*G/(ρ*(d^межтр)²*π)=4*2,526/(0,275)²*3,14=42,55 м/с, где              (51)

- диаметр условного прохода штуцеров к кожуху ( )

Ρ_д.г- плотность дымовых газов ( при t=1000⁰C ρ_д.г.=0,275кг/м³)

Скорость потока в наиболее узком сечении межтрубного пространства:

ϖ^межтр=G/(S*ρ_д.г.)=2,526/(0,938*0,275)=9,79м/с

Гидравлическое сопротивление дымовых газов в межтрубном пространстве:

………………………

Расчет технико-экономических показателей работы структурного

Подразделения

Исходные данные, согласно которых будет производиться расчеты, а также результаты расчетов, приведены в таблице 15.

Таблица 15 - Расчет потребности в сырье и материалах.

Затраты на сырье и материалы составляет 486531742,19 рублей

Цены берутся на основании договора - поставки сырья и материалов.

Нормы расхода сырья на единицу продукции берутся по данным предприятия.

Расчет сырья, материалов и энергоресурсов ведется по следующим формулам:

УМЗi = УРi·Цi, руб                                         (1)                                                                                    

МЗ_i1 = УР_i·VВП               (2)                                                                                     

МЗ_i2 = УР_i·VВП· Ц_i ,руб.,где                                         (3)

УМЗ_i-удельные материальные затраты, руб.;

УР_i- нормы расхода (кВт/ч, Гкал, кг, тонна).;

Ц_I- цена, руб., МЗ_i1 - материальные затраты (кВт/ч, Гкал, кг, тонна);

VВП - объем выпуска продукции, м³

Расчет амортизации.

В таблице 16 представлен расчет амортизационных отчислений.

Таблица 16 – Расчет амортизационных отчислений

Стоимость основных фондов составляет 175608408,9 рублей. Амортизационные отчисления 7754744,46 рублей.

Амортизационные отчисления рассчитываются на основании норм амортизации и сметной стоимости основных фондов по следующей формуле:

А = ОПФ * На / 100, руб, где (4) 

А - сумма амортизационных отчислений, руб.;

ОПФ - среднегодовая стоимость основных фондов, руб.

При расчете амортизации основных фондов будем руководствоваться исходными данными таблицы 2. Сметная стоимость основных фондов определена по данным предприятия.

Расчет численности промышленно-производственного персонала.

Учитывают режим работы предприятия, сменность, продолжительность рабочей недели, планируемые невыходы, предусмотренные законодательством.

Известно, что режим работы установки и производственного персонала - непрерывный, с 12 часовой сменой. весь производственный персонал разделен на 4 смены (А, Б, В, Д). вспомогательные рабочие, а также ИТР работают по графику 40 часовой недели.

Перед расчетом численности промышленно-производственного персонала определим исходные данные

-  продолжительность года - 365 дней;

-  выходных дней согласно графику сменности при непрерывном производстве - 183 дня;

- выходных дней согласно графику сменности при прерывном производстве - 103 дней.

-  праздничные дни по непрерывному графику работы - 0 дней.

- праздничные дни по прерывному графику работы - 14.

Определим номинальный фонд рабочего времени:

ТНОМ = ТК-ТПРАЗ-ТВЫХ, где

Т_К - календарное число дней;

Т_ПРАЗ - праздничные дни;

Т_ВЫХ - выходные дни.

Т_НОМ = 365 –183– 0 = 182 дня.

Номинальный фонд рабочего времени для работающих по графику 40 часовой рабочей недели

Т_НОМ = 365 –103– 14 = 248 дней.

Определим эффективный фонд рабочего времени Т_Э в днях:

ТЭ = ТНОМ - ТНЕЯВ(дни), где (6)

Т_НЕЯВ - целодневные невыходы, дни.

Количество целодневных невыходов определяется путем сложения продолжительности:

- отпуск –28 дней;

- дни нетрудоспособности – 1 день;

- выполнение государственных и общественных обязанностей –1 день;

- прочие неявки с разрешения администрации – 1 дня.

Итого количество целодневных невыходов – 31 день.

Эффективный фонд рабочего времени для производственного персонала будет равен:

ТЭ = 183 - 31 = 151 дня

Эффективный фонд рабочего времени для работающих по графику 40 часовой недели составит:

ТЭ = 248 - 31= 217 дней

Эффективный фонд рабочего времени в часах определяется путем умножения эффективного фонда рабочего времени в днях на продолжительность рабочей смены.

Эффективный фонд рабочего времени в часах для производственного персонала с 12 часовой сменой будет равен: ТЭ = 151 * 12 = 1812 часа баланс рабочего времени приведен в таблице 17.

Таблица 17– Баланс рабочего времени на одного среднесписочного работника

Эффективный фонд рабочего времени в часах для работающих по графику 40 часовой рабочей недели с 8 часовой сменой будет равен:

ТЭ = 217 * 8 = 1736 часа

Коэффициент списочного состава для производственного персонала составляет:

КСП = 365 / 183 = 2,4

Коэффициент списочного состава для работающих по графику 40 часовой рабочей неделе составит:

КСП = 365 / 217 = 1,7

Все результаты расчетов сведены в таблицу 18

Таблица 18– Списочная численность работников

Расчет списочной численности рабочих приведен в приложении А.

Явочная численность (Чяв) – минимальное количество рабочих, необходимое для выполнения производственного процесса за смену. Явочная численность рассчитывается на основе норм обслуживания оборудования или по штатным нормативам, то есть путем расстановки по рабочим местам.

Для расчета явочной численности воспользуемся формулой:

Чяв /см = n/Ноб, где (7)

n–количество обслуживающего оборудования;

Ноб– норма обслуживания 1 единицы оборудования в смену, чел.

Определим явочную численность аппаратчиков цеха уротропина:

Чяв /см = 4 / 2 = 2 человека

Списочная численность (Чсп) определяется на определенную дату с учетом принятых и уволенных на эту дату работников по формуле:

Чсп=Чяв* Ксп, где (8)                                                                            

Ксп– коэффициент списочного состава.

Определим списочную численность аппаратчиков:

ЧСП = 2 * 2,4 = 5 человек

Численность руководителей, специалистов, служащих определим по штатному расписанию предприятия.

Полученные результаты вычислений сведены в таблицу 4.

Списочная численность составляет 91 человек

Расчет фонда заработной платы

Фонд заработной платы рассчитывается на основе принятой формы и системы оплаты труда по предприятию.

Годовой фонд заработной платы складывается из фондов основной и дополнительной заработной платы.

Повременная система оплаты труда предусматривает расчет заработной платы на основе тарифной ставки, присвоенного разряда и отработанного времени по формуле:

ЗП = ТСТЧ * Stн, где                                         (9)

Тстч - часовая тарифная ставка рабочего соответствующей профессии и разряда, руб.;

tн - количество часов работы одного рабочего за год.

Расчет фонда заработной платы руководителей приведен в таблице 5.

Таблица 19– Расчет фонда заработной платы ИТР

Годовой фонд заработной платы ИТР составляет 9794227 руб.

Расчет фонда заработной платы производится по установленным окладам и тарифным ставкам.

Перед расчетом фонда заработной платы определим исходные данные:

- доплата за вредность -4% и для основных рабочих 12 %.

- доплата за работу в ночное и вечернее время (только для сменных рабочих) -10%;

- доплата за работу в праздничные дни (только для сменных рабочих) -25%;

- премия -60%;

- районный коэффициент – 15%;

- фонд дополнительной заработной платы составляет 10% от основной заработной платы.

Расчет фонда заработной платы основных и вспомогательных рабочих в приложении В.

Годовой фонд основных рабочих составил 18588965 рублей, а годовой фонд заработной платы вспомогательных рабочих –1993106 рублей.

Расчет отчислений на социальные нужды

В данной статье учитываются расходы на уплату страховых взносов в Пенсионный Фонд Российской Федерации. Фонд социального страхования РФ, Федеральный фонд обяза­тельного медицинского страхования и территориальные фонды обязательного медицинского страхования, а также уплата страховых взносов по обязательному страхованию от несча­стных случаев на производстве и профессиональных заболеваний.

В состав отчислений на социальные нужды входят отчисления:

- на социальное страхование – 2,9%;

- на медицинское страхование – 5,1%;

- в пенсионный фонд – 22%;

В соответствии с пунктом 6 Правил отнесения видов экономической деятельности к классу профессионального риска, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 1 декабря 2005 г. N 713 «Об утверждении Правил отнесения видов экономической деятельности к классу профессионального риска» и подпунктом 5.2.17

Положения о Министерстве труда и социальной защиты Российской Федерации, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 19 июня 2012 г. N 610, данное предприятие относится к 6 классу профессионального риска и поэтому на данном предприятии установлена ставка 0,7% к начисленной оплате труда застрахованных. Таким образом, общий размер страховых взносов по данной статье составит 30,7%

В таблице 20 представлены суммарные отчисления на социальные нужды

Таблица 20 – Суммарные отчисления на социальные нужды

На рисунке 3 изображена структура фонда оплаты труда.

Рисунок 3– Структура фонда оплаты труда в %

Общая сумма отчислений на социальные нужды составила 9325523 рубля. Общий фонд заработной платы составил 30376298 рубля, в том числе 61 % это фонд основного персонала (рис. 4).

Смета цеховых расходов

Цеховые расходы - все затраты, производимые в цехе предприятия при изготовлении продукции. 

Смета цеховых расходов представлена в таблице 21.

Таблица 21 – Смета цеховых расходов

Из расчетов следует, что сумма всех цеховых расходов составляет 28772080 рублей. На рисунке 4 изображена смета цеховых расходов, видно, что наибольшая доля расходов приходится на такую статью как основная и дополнительная заработная плата цехового персонала – 41 %.

Рисунок 4 - Смета цеховых расходов

Калькуляция себестоимости

Калькуляция – определение размера затрат в денежном выражении, приходящихся на единицу продукции или выполненных работ, оказанных услуг по видам затрат (по статьям расходов).

В таблице 22 представлен расчет калькуляции себестоимости.

Статьи затрат с 1 – 6 заполняются на основании ранее выполненных расчетов

Отчисления в ремонтный фонд составляют 10% от сметной стоимости основных фондов.

Таблица 22 – Расчет калькуляции себестоимости

Цеховая себестоимость определяется путем суммирования затрат статей с 1 – 8.

Общепроизводственные расходы составляют 20% от цеховой себестоимости.

Прочие расходы составляют 8% от суммы материальных затрат (таблица 1).

Производственная себестоимость - сумма затрат: цеховая себестоимость + статья 9 + статья 10.

Внепроизводственные расходы включают в себя затраты, связанные со сбытом продукции и составляют 2% от производственной себестоимости.

Полная себестоимость на единицу продукции составляет 32123,29 рублей, наибольшая доля в структуре себестоимости приходится на такую статью, как энергетические затраты, то есть производство уротропина является энергоёмким.

Все технико-экономические показатели сводятся в таблице 23..

Таблица 23 – Основные технико-экономические показатели

Стоимость реализуемой продукции, формирующей объем продаж, определяется по формуле:

ВР = Ц*О, где                                               (11)

ВР – выручка от реализации или объем продаж, руб.;

О – объем продукции в натуральном измерении, тонна;

Ц– цена единицы продукции, руб.

ВР = 40000*20800 = 832000000 руб.

Расчет прибыли на производстве.

Балансовая прибыль учитывает прибыль от всей деятельности предприятия и является базой для определения налогооблагаемой прибыли. Она определяется по формуле:

Пб = П реал. + Ппр–Вн, где                             (12)

Пб –балансовая прибыль, руб.;

П реал. –прибыль от реализации, руб.;

Ппр - прибыль от прочей деятельности, руб.;

Вн–внереализационные расходы, руб.

П реал = (Ц-С) * О, где                                  (13)

Ц–цена единицы продукции, руб.;

С –себестоимость единицы продукции, руб.;

О –объем продаж в натуральном выражении, тонна

П реал = (40000 – 32123,29) * 20800 = 163835659 руб.

Прибыль за вычетом всех налогов на прибыль, называется чистой прибылью. Для расчета налога на прибыль определяется налоговая база:

Пн = Пб –Нм, где                                          (14)

Нм - налоги, направляемые в соответствии с действующим законодательством в местные бюджеты, 1 %

Пн =163835659–1638356,59 = 162197302,4 руб.

Прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия, определяется по формуле:

Пч = Пн–Нпр, где                                        (15)

Пч–чистая прибыль, руб.

Н пр–налог на прибыль, тыс. руб.

Нпр = Ставка налога * Пн

Ставка налога – 20 %

Пч = 162197302,4–32439460,48 = 129757841,9 руб.

Расчет производительности труда.

П = В/Ч, где                                                (16)

В –объем выпущенной продукции, тонн;

Ч –среднесписочная численность работников, чел.

П = 20800/91 = 228,57 руб.

Фондоотдача рассчитывается по формуле:

ФО=ВР/ ОПФ, где                                          (17)

ФО –фондоотдача;

ВР –выручка от реализации, руб;

ОПФ –стоимость основных фондов, руб.

ФО=832000000/ 175608408,9 = 4,74, то есть на рубль основных средств приходится 4,74 рубля выпущенной продукции.

Качественным показателем работы предприятия является рентабельность. Рентабельность характеризует степень доходности, выгодности и прибыльности. Рентабельность - это относительный показатель, т. е. выражается в процентах. Рентабельность производства определяется отношением балансовой прибыли к среднегодовой стоимости ОПФ и нормируемых оборотных средств по формуле:

Р_общ=Пб*100%/ОПФ+НОС, где                                                        (18)

Пб – балансовая прибыль, руб.;

ОПФ – среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб.;

НОС – нормируемые оборотные средства, руб.

Р_общ=129757841,9/185608408,9 * 100% = 73,9 %, то есть на рубль основных средств приходится 74 копейки балансовой прибыли.

Рентабельность продукции - определяется отношением прибыли к себестоимости выпускаемой продукции, показывает, сколько прибыли приходится на 1 рубль затрат. Определяется по формуле:

Р_прод=П_реал/∑С *100% , где                                                               (19)

П_реал– прибыль от реализации продукции, руб.

∑С - себестоимость всей реализуемой продукции, руб. 

Р_прод=196835659/668164340,99 *100 % = 24,5 %, то есть на рубль затрат приходится 25 копеек прибыли от реализации продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над дипломным проектом был произведен анализ и расчет технологии улавливания каменноугольной смолы из коксового газа с технико-экономическим обоснованием сырья, энергоресурсов, географической точки строительства, мощности производства по переработке коксового газа - 600 млн. м3 в год.