Раздел автоматики и автоматизации технологических процессов
Искусственная тепловая сушка является основным методом удаления избыточной влаги в технологических процессах предприятий строительной индустрии. Такая сушка проводится в сушильных установках (сушилках), в которых предусматривается организованный подвод тепла и воздуха. В зависимости от способа сообщения просушиваемому материалу тепла и отбору от него влаги возможны следующие варианты сушки: а) конвективная, при которой подвод тепла и отбор влаги от материала осуществляется нагретым воздухом или горячими газами путем конвекции; измельченные, быстросохнущие материалы (глина, песок, щебень и др.) могут высушиваться по этому методу во взвешенном состоянии;'б) контактная сушка, при которой тепло, необходимое для испарения влаги, передается материалу от соприкасающейся с ним нагретой металлической поверхности, а отбор влаги от материала обычно производится воздухом. Существуют и другие методы сушки — инфракрасными лучами (или радиационная), токами высокой частоты и др., не получившие распространение в строительной индустрии.
Процесс сушки принято характеризовать значениями коэффициентов влагопроводности и влагообмена. Однако определение этих коэффициентов даже в лабораторных условиях затруднено.
Задача значительно облегчается, если процесс сушки характеризовать непосредственно так называемым коэффициентом сушки, или обратной величиной— постоянной времени сушки Т0.
Процесс сушки осуществляется для изменения влажности в различных телах.
При рассмотрении процессов сушки следует различать влагосодержание и влажность.
Под влагосодержанием U (ранее называлось абсолютной влажностью) понимается отношение массы влаги Мвл, содержащейся в теле, к массе абсолютно сухого тела М0, т. е.
U=MBJM0 (2.1)
Под влажностью WBл (ранее называемой относительной влажностью) понимается отношение массы влаги Мвл, содержащейся в теле, к .массе влажного материала М1:
WВл= Мвл /М0+Мвл. (2.2)
Наиболее распространенным является прямой метод высушивания. заключающийся в воздушно-тепловой сушке до достижения заданных условий равновесия с окружающей средой или же достижения постоянного веса.
Для измерения влажности применяют прямой или косвенные методы, в которых влажность преобразуется в электрическую величину.
Процесс сушки описывается уравнением
G= dw/dt=w0k (2.3)
где g — масса абсолютно сухого вещества, кг; w —. абсолютная влажность вещества, кг влаж/кг сух, w0 — количество удаляемой из вещества влаги в единицу времени, кг/с, k — коэффициент, учитывающий размерность.
Длительностью сушки называют время, необходимое для понижения влагосодержания материала с начального значения до конечного.
Количество влаги В, удаляемой из сушильного пространства объекта воздухом, продуваемым через сушильное пространство (при условии отсутствия утечек).
Существующие системы автоматического регулирования режимов сушки можно разделить по регулируемым величинам на две категории: системы автоматического регулирования параметров высушиваемого материала; системы автоматического регулирования параметров теплоносителя.
При использовании САР по параметрам высушиваемого материала возникают трудности, связанные с автоматическим измерением влажности отдельных изделий, ввиду отсутствия соответствующих датчиков.
Известны следующие способы автоматического регулирования сушки в конвективных противоточных сушилках: стабилизацией температуры теплоносителя; стабилизацией разности температур теплоносителя в начале и конце сушилки.
Входными величинами сушилки являются: изменение температуры и влагосодержания материала на входе в сушилку; изменение входной температуры и влагосодержания теплоносителя; изменение расхода теплоносителя; изменение потерь тепла. Основными возмущающими воздействиями являются: изменение температуры и влагосодержания атмосферного воздуха; открывание дверей сушилки в период толкания вагонеток; изменение давления пара перед калорифером. Выходными величинами являются: изменение температуры и влагосодержания материала на выходе из сушилки; изменение температуры и влагосодержания теплоносителя на выходе из сушилки.
Размещение датчиков в сушильных установках непрерывного действия производится с учетом следующего. В каждой зоне в процессе сушки устанавливается стационарное состояние (без технологических возмущений). Общей характеристикой процесса сушки в целом является количество влаги, удаляемое из всего сушильного пространства за единицу времени, и средняя влажность материала. Контрольная точка должна быть удалена от сырого конца сушилки на '/з длины сушильного пространства.
Автоматизация сушильной установки включает в себя автоматизацию оборудования установки, содержащего транспортные устройства, электроприводы, вспомогательные устройства, автоматическое управление режимом сушки и подготовки сушильного агента.
Автоматизация должна обеспечить максимальную интенсивность процесса путем повышения производительности за счет уменьшения длительности сушки и максимальную экономичность процесса за счет повышения энергетического коэффициента полезного действия, т. е. снижения удельного расхода тепла на единицу веса удаляемой влаги.
Системы автоматического регулирования сушильных установок делятся на системы регулирования параметра сушильного агента и системы регулирования параметра высушиваемого материала.
Автоматическая система может быть предназначена для стабилизации температуры материала, но может обеспечивать также оптимальные показатели по расходу тепла и другим параметрам.
Ниже изложены основные принципы автоматизации теплового режима сушилок.
Изменение подачи тепла к сушилке и скорости перемещения материала в сушильном пространстве оказывают эффективное воздействие на процесс сушки материала. Изменения скорости обтекания материала воздухом и производительности вытяжки в меньшей степени влияют на ход процесса.
Скорость обтекания материала воздухом в сушильном пространстве обычно не регулируется по следующим причинам:
для равномерного просыхания материала во всех областях сушильного пространства с целью исключения «воздушных мешков» и создания условий для сушки материала в слое необходимо применение значительных средних скоростей воздуха. Исследования показали, что при больших скоростях влияние изменения скорости воздуха на продолжительность процесса сушки обычно незначительно;
привод вентиляторов переменной скорости, требуемый для регулирования скорости воздуха, значительно сложнее широко применяемого при вода постоянной скорости.
Производительность вытяжки незначительно влияет на ход процесса сушки, так как диапазон возможного изменения интенсивности замены воздуха в сушильном пространстве ограничен из-за усиления воздухообмена между сушилкой . и помещением при останове вытяжной вентиляционной системы. Полное выключение вытяжной вентиляционной системы нежелательно, оно приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда (температура и влагосодержание воздуха помещения вследствие увеличения выброса отработанного воздуха).
Требование к процессу сушки сыпучих материалов и изделий заключается в следующем: конечное влагосодержание изделий не должно превышать некоторой величины, определяемой технологией обжига; интенсивность сушки изделия в любом сечении не должна превышать максимально допустимой величины, определяемой значением критерия трещинообразования. В промышленных конвективных сушильных установках количество затраченного тепла и испаренной влаги полностью определяется при постоянной температуре и влагосодержании загружаемых изделий разностью температур, разностью влагосодержании отработанного и подаваемого в сушилку теплоносителя и его расходом. Наибольший эффект сушки получается при таком режиме, когда поддерживаются постоянными разности влагосодержании и температур в начале и в конце сушки при стабилизированном расходе теплоносителя, причем значения этих разностей и расхода определяются для каждого материала и вида изделий технологическими.
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Исходные данные к проекту
Строительство завода по выпуску легкого заполнителя и использованием техногенного сырья мощностью 150000м3 в год в городе Тараз.
Начало проекта: январь 2018 г.
Дата начала выпуска продукции: январь 2020
Период планирования: 7 лет; 2018 – 2024 гг. включительно.
Ставка дисконтирования: 10%.
Расчет инвестиционных затрат на строительство предприятия
Таблица 3.1
Расчет стоимости основных объектов строительства
| № п/п | Наименование | Ед. изм. | Количество | Стоимость ед. изм, тенге | Всего сметная стоимость, тыс. тенге |
| Производственный корпус | м2 | 102608,6 | 332451,9 | ||
| Всего: | 332451,9 |
Таблица 3.2
Расчет стоимости строительства здании и сооружении вспомогательного назначения
| № п/п | Наименование | Ед. изм. | Количество | Ст-ть за ед. изм, тг | Всего сметная стоимость, тыс. тенге |
| Административно-бытовое здание (24х12) | м2 | 149869,5 | 43162,5 | ||
| Склад готовой продукции (42х18) | м2 | 52798,6 | 39915,7 | ||
| Материальный склад (40х27) | м2 | 49956,5 | |||
| Склад ГСМ (4х5) | м2 | ||||
| Стоянка (56х22) | м2 | ||||
| Итого | |||||
| Всего по объектной смете |
Таблица 3.3
Локальная смета на приобретение и монтаж технологического оборудования
| № п/п | Наименование оборудования, марка | Ед. изм. | Количество | Цена за единицу, тыс. тенге | Сумма, тыс. тенге |
| Молотковая дробилка | Шт | ||||
| Магнитный сепаратор | Шт | ||||
| Вибросито | Шт | ||||
| Тарельчатый питатель | Шт | ||||
| 2-х вальный смеситель | Шт | ||||
| Яшичный питатель | Шт | ||||
| Гранулятор | Шт | ||||
| Сушильный барабан | Шт | ||||
| Вращательная печь | Шт | ||||
| Слоевой холодильник | Шт | ||||
| Стоимость установки и накладки оборудования | % | ||||
| Всего стоимость оборудования и монтажа |
Таблица 3.4
Локальная смета на строительно-монтажные работы по объектам энергетического хозяйства
| № п/п | Наименование работ | Ед. изм. | Количество | Стоимость, тыс. тенге | |
| Ед. изм. | Полная | ||||
| Трансформаторная подстанция | кВт | 58,6 | |||
| Низковольтные кабельные сети | м | 4,74 | |||
| Телефон, радио | м | 6,18 | |||
| Итого: | |||||
| Накладные расходы | % | ||||
| Всего |
Таблица 3.5
Локальная смета на строительно-монтажные работы по объектам энергетического хозяйства
| № п/п | Наименование работ | Ед. изм. | Количество | Стоимость, тыс. тенге | |
| Ед. изм. | Полная | ||||
| Автодорога | м2 | 17,52 | |||
| Железная дорога | м | 28,18 | |||
| Итого: | |||||
| Накладные расходы | % | ||||
| Всего |
Таблица 3.6
Локальная смета стоимости наружных сетей и сооружении водоснабжения, канализации, теплоснабжения и газоснабжения
| № п/п | Наименование работ | Ед. изм. | Количество | Стоимость, тыс. тенге | |
| Ед. изм. | Полная | ||||
| Водопровод | М | 28,47 | |||
| Теплопровод | М | 76,23 | |||
| Канализация | М | 18,95 | |||
| Итого: | |||||
| Накладные расходы | % | ||||
| Всего |
На основании результатов вышеприведенных расчетов составляется сметный расчет стоимости строительства по форме таблицы 3.7.
Таблица 3.7
Сметный расчет стоимости строительства завода по состоянию на2017г
| № п/п | №№ смет и расчетов | Наименование глав, объектов, работ и затрат | Сметная стоимость, тыс. тг. | Всего, тыс. тенге | ||
| СМР | Обо-руд | прочих затрат | ||||
| Глава 1. Подготовка территории | ||||||
| Таблица 3.1 | Глава 2. Основные объекты строительства | |||||
| Таблица 3.2 | Глава 3. Вспомогательные объекты | |||||
| Итого по главе 2-3 | ||||||
| Глава 4. Объекты энергетического хозяйства | ||||||
| Глава 5. Объекты транспортного хозяйства и связи | ||||||
| Наружные инженерные сети | ||||||
| Глава 7. Благоустройство и озеленение территории | ||||||
| Итого по главам 1-7 | ||||||
| СН РК 8.02-09-2002. | Глава 8. Временные здания и сооружения, 2.7% | |||||
| Итого по главам 1-8 | ||||||
| СН РК 8.02-07-2002. Т 3 | Глава 9. Дополнительные затраты | |||||
| Зимнее удорожание,2% | ||||||
| Единовременное вознаграждение за выслугу лет 1% | ||||||
| На оплату дополнительных отпусков 0,4% | ||||||
| Итого по главе 9 | ||||||
| Итого по главам 1-9 | ||||||
| Итого по сметному расчету: | ||||||
| В текущих ценах 2017 года (2,93) | ||||||
| Налоги, сборы, обязательные платежи (2%) | ||||||
| Сметная стоимость | ||||||
| НДС (12%) | ||||||
| Стоимость строительства |
Сводный сметный расчет стоимости строительства завода по производству шамотного легковесного кирпича в г. Костанай мощностью 25 тыс. м3 в год.
Таблица 3.8
Сводный сметный расчет стоимости строительства
| № п/п | №№ смет и расчетов | Наименование работ и затрат | Сметная стоимость, тыс. тг. | Всего, тыс. тенге | ||
| СМР | Оборудования | Пр. затрат | ||||
| Таб.7 | Сметная стоимость строительства | |||||
| Гл. 10. Содержание дирекции (технический надзор) строящегося предприятия, 0,49% | ||||||
| Гл. 11. Подготовка эксплуатационных кадров.0,4% | ||||||
| Гл. 12. Проектные и изыскательские работы, авторский надзор, 4,1% | ||||||
| Итого | ||||||
| НДС (12%) | ||||||
| Стоимость строительства |
Всего инвестиционные издержки включает следующие статьи затрат (таблица 3.9).
Таблица 3.9
Состав инвестиционных издержек
| № п/п | Статьи затрат | Сумма, млн. тенге | Обоснования |
| Покупка и установка оборудования | 104,2 | Прайс-лист фирмы-изготовителя | |
| Строительство зданий и сооружений | 729,4 | Сметный расчет стоимости строительства | |
| Итого: | 833,6 |
Расчет себестоимости продукции
Производительность завода принимается 25 тыс. м3 в год. К производственным расходам относятся затраты, напрямую связанные с производством кирпича (см. таблицу 3.10).
Таблица 3.10
Потребность в материалах
| № п/п | Виды и наименования сырья и материалов | Годовая потребность, тонна | Плотность, тонна/м3 | Годовая потребность, м3 | Цена единицы, м3/тенге | Стоимость тыс., тенге |
| Фосфорный шлак | 1,95 | |||||
| Силикат глыба | 2,3 | |||||
| Жидкое стекло | 0,5 | 6110,96 | ||||
| Итого : |
Продолжение таблицы 3.11
Таблица 3.11
Потребность в топливе, электроэнергии, воде
| № п/п | Виды и наименования сырья и материалов | Ед. изм. | Годовой расход | Цена единицы, тенге | Сумма затрат, тыс. тенге |
| Газ | Тыс. м3 | ||||
| Вода | м3 | 78,32 | 38,4 | ||
| Электроэнергия | кВт*ч | ||||
| Итого : |
Расходы на заработную плату.
Расходы на оплату труда состоят из следующих элементов
Таблица 3.12
Месячный и годовой фонд оплаты труда
| Наименование подразделений и профессий | Численность рабочих, чел | Всего человек | Зарплата тенге | ||||||||||
| 1 см. | 2 см. | 3 см. | |||||||||||
| Директор | |||||||||||||
| Начальник производства | |||||||||||||
| Главный инженер | |||||||||||||
| Главный технолог | |||||||||||||
| Офис-менеджер | |||||||||||||
| Прачка | |||||||||||||
| Дворник | |||||||||||||
| Садовник | |||||||||||||
| Кастелянша | |||||||||||||
| Технический персонал | |||||||||||||
| Старший юрист-начальник отдел | |||||||||||||
| Младший юрист | |||||||||||||
| Отдел техники безопасности | |||||||||||||
| Начальник отдела | |||||||||||||
| Менеджер по технике безопасности | |||||||||||||
| Эколог | |||||||||||||
| Мед. Работник | |||||||||||||
| Пожарный | |||||||||||||
| Отдел службы безопасности | |||||||||||||
| Начальник службы безопасности | |||||||||||||
| Охранник | |||||||||||||
| Финансово-экономический отдел | |||||||||||||
| Главный бухгалтер | |||||||||||||
| Экономист | |||||||||||||
| Отдел маркетинга и продаж | |||||||||||||
| Глава маркетинга и продаж | |||||||||||||
| Агент-продаж | |||||||||||||
| Отдел технического контроля | |||||||||||||
| Начальник отдела - контролер качества | |||||||||||||
| Инженер по качеству | |||||||||||||
| Лаборатория | |||||||||||||
| Начальник лаборатории | |||||||||||||
| Лаборант | |||||||||||||
| Отделение приема и подготовки сырья | |||||||||||||
| Оператор подготовительного отделения | |||||||||||||
| Рабочий сепаратора | |||||||||||||
| Рабочий дробилки | |||||||||||||
| Оператор на дозаторах | |||||||||||||
| Оператор сита | |||||||||||||
| Формовочный отдел | |||||||||||||
| Оператор холодильника | |||||||||||||
| Рабочий гранулятора | |||||||||||||
| Рабочий печи | |||||||||||||
| Транспортный цех | |||||||||||||
| Заведующий гаража-начальник отдела | |||||||||||||
| Механик | |||||||||||||
| Водитель | |||||||||||||
| Склад готовой продукции | |||||||||||||
| Начальник склада | |||||||||||||
| Электрик | |||||||||||||
| Оператор технологического и транспортного оборудования | |||||||||||||
| Рабочий по браковке | |||||||||||||
| Отдел автоматики | |||||||||||||
| Начальник отдела автоматики | |||||||||||||
| Оператор пульта управления | |||||||||||||
| Всего численность по заводу | |||||||||||||
| Затраты в год (тыс. тенге) | |||||||||||||
Продолжение 3.12
Амортизация основных средств.
С учетом назначения и характеристики зданий и сооружений, а также отраслевой принадлежности используемого оборудования приняты следующие средневзвешенные значения нормативов амортизационных отчислений на полное восстановление в целом по предприятию:
– на здания и сооружения – 2.5 %
– на оборудование с монтажом – 10 %
Расчет сумм годовых амортизационных отчислений производится ниже в таблице:
Таблица 3.13
Амортизационные отчисления
| Наименования | Первоначальная балансовая стоимость, млн. тенге | Норма амортизации, % | Амортизация, млн. тенге |
| Здания и сооружения | 729,4 | 2.5% | 18,2 |
| Оборудование | 104,2 | 10.0% | 10,42 |
| ИТОГО | 833,6 |
Далее определяется маржинальная себестоимость продукции по ниже следующей таблице:
Таблица 3.14
Структура себестоимости продукции
| № п/п | Наименование показателей | На единицу продукции, тенге. | Всего, тыс. тенге |
| Объем продукции, тыс. штук | |||
| Себестоимость | |||
| Сырье и материалы | 1,04 | ||
| Вода на технологические цели | 0,002 | 38,4 | |
| Топливо на технологические цели | 3,21 | ||
| Электроэнергия на технологические цели | |||
| Затраты на заработную плату | 3,06 | ||
| Начисления на заработную плату | 0,33 |
| Амортизационные отчисления | 1,93 | ||
| Содержание и текущий ремонт | 0,19 | ||
| Расходы на рекламу | 0,16 | ||
| Отчисления в дорожные фонды | 0,16 | ||
| Налог на имущество | 0,2 | ||
| Полная себестоимость | 14,3 | 214770,4 | |
| НДС, 12% | 1,71 | ||
| Итого | 16,03 | 240542,4 |
Продолжение таблицы 3.14
Таблица 3.15
Расчет доходов, получаемых от продажи кирпича
| № п/п | Наименование показателей | ед. измерения | Количество |
| Керамзит | М3 | ||
| Цена с учетом НДС | тенге | ||
| Общий доход | тыс. тенге | ||
| В том числе НДС | тыс. тенге |
Таблица 3.16
Расчет чистой прибыли
| № | Показатели | Сумма, |
| Выручка (валовый доход) от реализации продукции без учета НДС, млн. тенге | ||
| Затраты на производство (себестоимость), млн. тенге | ||
| Прибыль балансовая, млн. тенге | ||
| Налог на имущество (1 %) | 4,45 | |
| Налог на прибыль* 20 % в бюджет | ||
| Чистая прибыль | ||
| Амортизационные отчисления, млн. тенге | ||
| Чистая прибыль + доход от операций (амортизационные отчисления), млн. тенге |
Окупаемость предприятия с момента его запуска по производству шамотного легковесного кирпича определяется следующим образом:
Таблица 3.17
Расчет окупаемости
| Затраты на создание предприятия, млн. тенге | Чистая прибыль + доход от операций, млн. тенге | Окупаемость предприятия с момента его запуска по производству кирпича, лет |
| 833,6 | 2,1 лет |
Учитывая, что подготовительный период на создание предприятия занимает 2 года (разработка ПСД, строительно-монтажные работы, изготовление и поставка оборудования, создание необходимой инфраструктуры, организационные мероприятия и т.п.), то расчетный срок окупаемости предприятия составит:
2,1 + 2 = 4,1 лет
Расчет технико-экономических показателей проекта
Рассчитываются следующие технико-экономические показатели.
Рентабельность производства.
Рентабельность производственных фондов RПФ определяется по следующей формуле:
RПФ=(ВП/ОПФСР+ОС)·100% (3.1)
где RПФ=рентабельность производственных фондов;
ВП – Валовая прибыль;
ОПФСР – средняя за период стоимость основных производственных фондов; Ос – нормируемые оборотные средства (принимается в размере 10% от ВР)
Стоимость основных производственных фондов определяется исключением из суммы общих капитальных вложений затрат на подготовку территории строительства, благоустройства территории предприятия, временные разбираемые здания и сооружения, содержание дирекции строящегося предприятия, подготовку эксплуатационных кадров, проектные и изыскательные работы.
RПФ = (660/687+66)·100%=87%
Рентабельность активов
Рентабельность активов RA определяется по следующей формуле:
RA = (ЧП/АСР)·100% (3.2)
где RA – рентабельность активов;
ЧП – чистая прибыль;
АСР – средняя величина активов
RA = (352/416,8)·100%=84%
Рентабельность продукции
Рентабельность реализованной продукции RРП определяется по следующей формуле:
RРП = (П/С)·100% (3.3)
где RРП = рентабельность реализованной продукции, %;
П – Прибыль, млн. тенге;
С – себестоимость реализованной продукции, млн. тенге
RРП = (352/400)·100% = 88%
Расчет порога рентабельности (точка безубыточности)
Точка безубыточности – это объем продукции, при которой выручка от реализации продукции равна всем затратам на производство этой продукции.
Для расчета показателей, характеризующих безубыточность проекта, необходимо все затраты классифицировать на постоянные и переменные.
Таблица 3.18.
Расчет порога рентабельности (точки безубыточности)
| Наименование показателей | Всего, тыс. тенге | На единицу продукции, тенге |
| Объем продукции, м3 | ||
| Выручка от реализации без учета НДС | ||
| Переменные затраты: | ||
| Сырье и материалы | 10,4 | |
| Вода на технологические цели | 38,4 | 0,02 |
| Топливо на технологические цели | 32,1 | |
| Электроэнергия на технологические цели | ||
| Заработная плата рабочих | ||
| Начисления на заработную плату | 3,3 | |
| Итого переменные затраты: | 116,8 | |
| Постоянные затраты: | ||
| Заработная плата АУП | 4,8 | |
| Начисления на заработную плату | 798,6 | 0,53 |
| Амортизационные отчисления | 10,93 | |
| Содержание и текущий ремонт | 1,9 | |
| Расходы на рекламу | 1,6 | |
| Прочие расходы | 1,6 | |
| Итого постоянные затраты: | 29,8 | |
| Полная себестоимость | ||
| НДС, 12% | 26379,48 | 17,5 |
| Итого | 246208,48 | 163,5 |
| Точка безубыточности, тыс. штук |
Продолжение 3.18
Расчет кредита.
Для реализации инвестиционного проекта предполагается использовать заемные средства. Но при этом согласно законодательству РК 15 % от общей суммы инвестиции должны финансироваться за счет собственных средств.
Общие инвестиционные затраты на создание предприятия составляют 833,6 млн. тенге
Ставка кредита – 11% в год в тенге.
Начисление и выплата процентов ежегодно.
Для упрощения расчетов выплата процентов производится в текущем году за текущий период.
Схема выплат основной суммы долга – с 2020 г. по 2024г. включительно, с учетом имеющихся в распоряжении средств.
Планируемая дата получения кредита 1 квартал 2018 г., соответственно начисление процентов за 2018 г. Происходит с первого квартала.
Все проценты по кредиту включаются в себестоимость продукции.
Таблица 3.20
Основные технико-экономические показатели
| № | Показатели | Ед. изм. | Значение |
| Годовой выпуск продукции | |||
| а) в натуральном выражении | М3 | ||
| б) в стоимостном выражении | млн. тенге | ||
| Полная себестоимость товарной продукции | млн. тенге | ||
| В том числе 1 шт. | тенге | ||
| Прибыль годовая | млн. тенге | ||
| Производственные фонды | млн. тенге | ||
| В том числе основные фонды |