Ульянин А.Н._ХТм-1901а. Совершенствование технологии переработки жидкого плава производства карбамида в пао тоаз
 Скачать 2.11 Mb.
|
|
2.3 Расчет теплового баланса конденсатора среднего давления Произведем тепловой баланс конденсатора среднего давления. Рассчитаем, какое количество теплоты необходимо для конденсации паров Поток приходит с теплом в количестве: , (2.6) где Для конденсации аммиака необходимо охладить смесь до 45°С (318 К), т.е. количество теплоты охлаждающей воды будет рассчитано по формуле: ( ) ( ) ( ) , где ( ) ( ) ( ) 59 Т.е. требуемое количество воды для охлаждения и конденсации: ( ) ( ) где 40 – конечная температура охлаждающей воды; 28 – начальная температура охлаждающей воды. ( ) 2.4 Расчет градирни Определим тип градирни и количество секций для обеспечения конденсатора среднего давления охлаждающей водой. Расчет ведем по «Руководству по проектированию градирен» Исходные данные: – гидравлическая нагрузка градирни; температура воды на входе в градирню; температура воды на выходе из градирни; температура атмосферного воздуха по сухому термометру относительная влажность атмосферного воздуха барометрическое давление, Па Примем градирню вентиляторную отдельностоящую с капельно- пленочным оросителем с высота оросителя; площадь орошения одной градирни (секции); коэффициент; – коэффициент; коэффициент орошения; 60 коэффициент сопротивления сухого оросителя [34]; Водоуловитель примем пластмассовый двухрядный: коэффициент сопротивления водоуловителя [34]; Коэффициенты для вентилятора градирни примем как для вентилятора «Нема» [34]. ⁄ отношение площади воздуховходных окон к площади орошения одной градирни (секции). По графику зависимости [46] определяем для прямоугольной секционной градирни , Решение: По номограмме удельного веса влажного воздуха [34] определяем удельный вес влажного воздуха ; По формуле определяем среднюю температуру. По номограмме энтальпии (теплосодержания) влажного воздуха [34] определяем величины теплосодержаний (энтальпий): ( ) ( ) ( ) 61 ( ) Считаем величину Определяем удельный расход воздуха ⁄ . Для определения вычисляем вспомогательные величины: Y, U, R по формулам: По графику зависимости поправочного коэффициента от температуры воды [34] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) По графику зависимости величины х от Y и R [34]: Вычисляем величину по формуле: Исходя из нижеприведенного кубического уравнения, определяется плотность орошения ( ) ⁄ : Здесь: 62 ( ) ( ) ( ) Кубическое уравнение с численными значениями коэффициентов имеет вид: Решение кубического уравнения: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) √| | 63 ( ) ( ) ( ) ( ) По величине , найденной из кубического уравнения, вычисляется число градирен N: Производительность вентилятора составила . К установке планируется 1 секция градирни с капельно-пленочным оросителем, с площадью орошения 90 м 2 и плотностью орошения ( ), высотой оросителя 4,7 м. 2.5 Расчет безвозвратных потерь воды Потери воды в градирне складываются: из потерь на испарение; на унос восходящим потоком воздуха через верх башни (вертикальный унос); на унос воды ветром через воздуховодные окна (горизонтальный унос). 64 Потери на испарение с достаточной степенью точности определяются по следующей эмпирической формуле: ( ) где количество испарившейся воды в % от расхода воды на градирню; температура воздуха по сухому термометру, °С; температурный перепад на градирню, °С. ( ) т.е. Капельный унос примем 0,05% от общего расхода воды на градирню: Общее количество подпиточной воды составит: ⁄ ⁄ 2.6 Расчет выбросов аммиака по проектному и базовому вариантам Согласно базовому тепловому расчету для конденсации аммиака и других продуктов в конденсаторе поз. Е-7 тратится 34 289 892 кДж, в новом варианте расход тепловой энергии должен быть 42 775 199 кДж. Таким образом, на данный момент конденсатор недополучает порядка ( ) теплоэнергии. Следовательно, газообразного аммиака остается: аммиака, что составляет 30% от общего количества аммиака, поступающего в аппарат. Если 65 предположить, что выброс после конденсатора поз. Е-11 также увеличится на 30%, то он составит 3,9 кг/ч. Установка нового водооборотного цикла позволит снизить выброс с Е-11/С-3 до 3 кг/час, т.е. количество аммиака на санитарную свечу снизится на 7,236 т/год (рисунок 22). Рисунок 22 – Технологический процесс дистилляции карбамида после предлагаемой модернизации 2.7 Технико-экономическое обоснование проекта Рассчитаем экономический эффект от внедрения нового водооборотного цикла в производстве карбамида. В связи с проведением данного мероприятия требуется определить: 1) полную себестоимость 1т продукта; 2) ожидаемую прибыль (условно-годовую экономию) от снижения себестоимости 1 т продукта; 3) налог на прибыль; 4) чистую ожидаемую прибыль. В таблицу 2 сведены исходные данные для проведения расчетов. Таблица 2 – Исходные данные Наименование показателей Единицы измерения До проведения проектирования После проектирования Премии и доплаты % 25 25 Дополнительная заработная плата % 9,0 9,0 Страховые взносы % 30,2 30,2 Режим работы установки непрерывный непрерывный Количество рабочих смен см. 2 2 Количество бригад, работающих на установке (в одной бригаде – 1 аппаратчик) ед. 4 4 Продолжительность смены час 12 12 Длительность рабочего года дни 365 365 Плановые потери времени на ремонт оборудования % 8,2 8,2 Плановые потери времени на ремонт оборудования дни 30 30 Длительность ежегодного отпуска дни 35 35 68 Продолжение таблицы 2 Наименование показателей Единицы измерения До проведения проектирования После проектирования Оборудование, необходимое для работы установки: - аппарат воздушного охлаждения шт. 2 - - центробежный насос шт. 2 - - бак деминерализованной воды шт. 1 - - градирня шт. - 2 - полупогружной насос шт. - 2 - прочее технологическое оборудование шт. 145 145 Годовая норма затрат на содержание и текущий ремонт установки % 5,0 5,0 Производственная мощность установки тыс.т/год 480 480 Часовая тарифная ставка аппаратчика 5-ого разряда руб. 147 147 Цена за единицу сырья вспомогательных материалов, и энергоресурсов руб. Аммиак жидкий 10,4 10,4 Углекислый газ 3,47 3,47 Вода деминерализованная 31,80 31,80 Природный газ 3,92 3,92 Азот 2,15 2,15 Воздух технологический 1,03 1,03 Электроэнергия 2,40 2,40 Цена оборудования тыс. руб - аппарат воздушного охлаждения 10000 - - центробежный насос 1000 - - бак деминерализованной воды 600 - 69 Продолжение таблицы 2 Наименование показателей Единицы измерения До проведения проектирования После проектирования - градирня - 5500 - полупогружной насос - 1000 - прочее технологическое оборудование 6600000 6600 Коэффициент общепроизводственных расходов % 100 100 Коэффициент общехозяйственных расходов % 30 30 Коэффициент коммерческих расходов % 10 10 1. Расчет себестоимости продукции по базовому и проектному вариантам 1.1 Затраты на сырье и материалы (М), руб. , (2.10) где – цена сырья и материалов за единицу, руб.; – норма расхода сырья и материалов на единицу готового продукта, кг. 70 Таблица 3 – Расчет затрат на сырье и материалы по базовому и проектному варианту Наименование полуфабрикатов собственного производства Ед. изм. Норма расхода на ед. по базовому варианту Норма расхода на ед. по проектному варианту Цена, руб. Сумма на ед., руб. по базовому варианту Сумма на ед., руб. по проектном у варианту Аммиак жидкий кг 620 620 10,4 6448,0 6448,0 Углекислый газ кг 720 720 3,47 3619,0 3619,0 Вода деминерализова нная м3 1,4 1,2 31,80 44,52 38,16 Итого: - - - 10111,52 10105,16 1.2 Затраты на вспомогательные ресурсы и материалы ( ), руб. , (2.11) где - цена вспомогательных ресурсов и материалов за единицу, руб.; – норма расхода вспомогательных ресурсов и материалов на единицу готового продукта, кг. 71 Таблица 4 – Расчет затрат на вспомогательные ресурсы и материалы Наименование вспомогательных материалов Ед. изм. Норма расхода на ед. по базовому варианту Норма расхода на ед. по проектно му варианту Цена, руб. Сумма на ед., руб. по базовому варианту Сумма на ед., руб. по проект ному вариан ту Природный газ м3 220 220 3,92 862,4 862,4 Азот м3 15 15 2,15 32,25 32,25 Воздух технологический м3 22 22 1,03 22,66 22,66 Итого: - - - 917,31 917,31 1.3 Затраты на энергоресурсы ( ), руб. , (2.12) где - цена энергоресурсов за единицу, руб.; – норма расхода энергоресурсов на единицу готового продукта, м 3 Таблица 5 – Расчет затрат на энергоресурсы Наименование энергоресурсов Ед. изм Норма расхода на ед. по базовому варианту Норма расхода на ед. Цена, руб. Сумма на ед., руб. по базовому варианту Сумма на ед., руб. по проектному варианту Электроэнергия кВт /час 74,95 72,95 2,40 179,88 175,08 Итого: - - - 179,88 175,08 72 1.4 Основная заработная плата производственных рабочих ( ), руб. ∑ (( ) ( ) ( ( )) (2.13) где ТС – часовая тарифная ставка аппаратчика соответствующего разряда, руб.; ДРГ – длительность рабочего года, дней; ППВ – плановые потери времени на ремонт оборудования, дней; КРС - количество рабочих смен, см; ДО – длительность ежегодного отпуска, дней; ПС – продолжительность смены, час.; Кn – коэффициент, учитывающий премии и доплаты, %; m – количество аппаратчиков, работающих на установке, чел. (( ) ) ( )) 1.5 Основная заработная плата производственных рабочих в расчете на единицу готового продукта по базовому и проектному вариантам ( ), руб. (2.14) 1.6 Дополнительная заработная плата производственных рабочих ( ), руб. (2.15) где - коэффициент дополнительной заработной платы производственных рабочих, %. 73 1.7 Дополнительная заработная плата производственных рабочих в расчете на единицу готового продукта по проектному и базовому вариантам ( ), руб. (2.16) 1.8 Страховые взносы ( ), руб. ( ) (2.17) где – коэффициент страховых взносов, %. ( ) 1.9 Страховые взносы в расчете на единицу готового продукта по базовому и проектному вариантам (СВ), руб. (2.18) 1.10 Определение годового эффективного фонда времени работы установки ( ), час/год ( ) (2.19) 74 где - годовой номинальный фонд времени работы оборудования, час; - коэффициент, учитывающий плановые потери времени на ремонт оборудования, %. ( ) 1.11 Амортизация основных фондов (оборудования) ( ), руб. (( ) ( ) (2.20) где - годовая норма амортизации для оборудования, %; к – количество единиц оборудования, шт. Таблица 6 – Расчет затрат на амортизацию оборудования по базовому варианту Наименование оборудования к, шт Цоб, за единицу руб. Общая стоимость оборуд., тыс. руб. Фн, час На, % Фэ, час. Зам об, тыс. руб. Аппарат воздушного охлаждения 2 10 000 000 20 000 000 8760 4,0 8041,68 183 600 Центробежный насос 2 1 000 000 2 000 000 8760 4,0 8041,68 18 360 Бак деминерализова нной воды 1 600 000 600 000 8760 4,0 8041,68 22 032 Прочее технологическое оборудование 145 6 600 000 000 6 600 000 000 8760 4,0 8041,68 167 139 75 Итого: 6622600000 391 131 Таблица 7 – Расчет затрат на амортизацию оборудования по проектному варианту Наименование оборудования к, шт Цоб, за единицу руб. Общая стоимость оборуд., тыс. руб. Фн, час На, % Фэ, час. Зам об, тыс. руб. Градирня 2 5 500 000 11 000 000 8760 4,0 8041,68 100 980 Полупогружной насос 2 1 000 000 2 000 000 8760 4,0 8041,68 18360 Прочее технологическое оборудование 14 5 6 600 000 000 6 600 000 000 8760 4,0 8041,68 167 139 Итого: 6 613 000 000 286 479 1.12 Затраты на амортизацию оборудования в расчете на единицу готового продукта по базовому и проектному вариантам ( ), руб. (2.21) 1.13 Затраты на содержание и текущий ремонт оборудования ( ), руб. (2.22) 76 где - годовая норма отчислений на содержание и текущий ремонт оборудования, %; - общая стоимость оборудования, руб. 1.14 Затраты на содержание и текущий ремонт оборудования в расчете на единицу готового продукта по базовому и проектному вариантам ( ), руб. (2.23) 1.15 Общепроизводственные расходы по базовому и проектному вариантам (ОПР), руб. (2.24) где – коэффициент общепроизводственных расходов, %. 1.16 Расчет цеховой себестоимости по базовому и проектному вариантам ( ), руб. 77 (2.25) 1.17 Общехозяйственные расходы по базовому и проектному вариантам (ОХР), руб. (2.26) где – коэффициент общехозяйственных расходов, %. 2. Расчет производственной себестоимости по базовому и проектному вариантам ( ), руб. (2.27) 2.1 Коммерческие расходы по базовому и проектному вариантам (КР), руб. (2.28) где – коэффициент коммерческих расходов, %; – производственная себестоимость, руб. 78 2.2 Расчет полной себестоимости по базовому и проектному вариантам(С), руб. (2.29) На основании выполненных расчетов составляем калькуляцию полной себестоимости по сравниваемым вариантам (таблица 8). Таблица 8 – Калькуляция полной себестоимости 1т продукта Статьи затрат Затраты, руб. Отклонение от базового варианта + / - Базовый вариант Проектный вариант Затраты на сырье и материалы 10111,52 10105,16 -6,36 Затраты на вспомогательные материалы 917,31 917,31 - Затраты на энергоресурсы 179,88 175,08 -4,8 Основная заработная плата производственных рабочих 2,43 2,43 - Дополнительная заработная плата производственных рабочих 0,22 0,22 - Страховые взносы 0,80 0,78 - 0,02 Амортизация основных фондов 0,815 0,597 - 0,218 Затраты на содержание и текущий ремонт 689,9 688,85 - 1,05 79 оборудования Общепроизводственные расходы 2,43 2,43 - Цеховая себестоимость 12084,62 11892,88 -191,74 Продолжение таблицы 8 Статьи затрат Затраты, руб. Отклонение от базового варианта + / - Базовый вариант Проектный вариант Общехозяйственные расходы 0,73 0,73 - Производственная себестоимость 12085,35 11893,61 - 191,74 Коммерческие расходы 1208,54 1189,30 - 19,24 Полная себестоимость 13293,89 13082,18 - 211,71 3.Расчет общих показателей экономической эффективности от увеличения производственной мощности установки 3.1 Ожидаемая прибыль (условно-годовая экономия) от снижения себестоимости 1 т продукта ( ), тыс. руб. ( ) (2.30) ( ) 3.2 Налог на прибыль ( ), тыс. руб. (2.31) где - коэффициент налогообложения прибыли ( = 0,20). 3.3 Чистая ожидаемая прибыль ( ), тыс. руб. 80 (2.32) Технико-экономические показатели и экономическая эффективность от введение нового водооборотного цикла для установки производства карбамида (таблица 9). Таблица 9 – Технико-экономические показатели и экономическая эффективность от увеличения производственной мощности установки производства карбамида Показатели До проектирования После проектирования Изменение, + / - Полная себестоимость 1т продукта, руб. 13293,89 13082,18 211,71 Ожидаемая прибыль (условно- годовая экономия) от снижения себестоимости 1 т продукта, тыс.руб. 101620,8 Налог на прибыль, тыс.руб. 20324,16 Чистая ожидаемая прибыль, тыс.руб. 81296,64 Производственная мощность установки, тыс. т./год 480 480 - Таким образом, введение нового ВОЦ на производстве карбамида при сохранении производственной мощности приводит к увеличению прибыли за счет снижения себестоимости продукции. Снижение себестоимости продукции происходит за счет экономии сырья, в частности деминерализованной воды (в новом ВОЦ предполагается использование речной воды), и снижения уровня затрачиваемой электроэнергии. Выводы к главе 2 81 В главе 2 был проведен анализ существующих видов градирен их преимущества и принцип работы. Рассмотрена возможность применения на производстве карбамида. Произвели расчеты материального баланса по производству карбамида: колонны синтеза с производительностью 62608 кг/ч плава карбамида; узла дистилляции высокого давления со степенью разложения карбамата и гидрооксида аммония 80% и степенью отгонки свободного аммиака 30%; узла дистилляции среднего давления со степенью отгонки NH3-95% и степенью разложения карбамата аммония -70%. расчет теплового баланса конденсатора среднего давления расчет градирни расчет безвозвратных потерь воды расчет выбросов аммиака по проектному и базовому вариантам Исходя из расчетов узла дистилляции среднего давления произвели расчет баланса конденсатора среднего давления (Е7), исходя из необходимости охлаждения смеси до 45 ⁰ С, на основании чего подобрали тип градирни и количество секций для обеспечения конденсатора охлаждающей водой. |