Разработка автоматизированной системы управления участком теплового пункта процесса циркуляционного слива железнодорожных цистерн

 

Рассчитаем суммарные  капитальные затраты:

До автоматизации

руб.

После автоматизации

руб.

9.3 Расчет и сопоставление эксплуатационных  расходов

 

Эксплуатационные расходы  при применении системы управления технологическим процессом определяются технологической себестоимостью, состоящей из следующих статей:

• амортизационные отчисления ;
• расходы на энергоносители ;
• затраты на ремонт электрооборудования ;
• прочие расходы.

 

 

 

 

 

Расчет амортизационных  отчислений .

Годовые амортизационные  отчисления определим по формуле:

,     (9.1)

где - норма амортизационных отчислений за единицу оборудования, - балансовая стоимость единицы оборудования.

Определим норму амортизации  . Для этого срок полезного использования оборудования по обоим вариантам примем 10 лет, тогда годовая норма амортизации составит

.    (9.2)

Расчет амортизационных отчислений приведен в таблице 9.4.

 

Таблица 9.4 - Амортизационные отчисления

Наименование	Сумма, руб.
	До автоматизации	После автоматизации
Стоимость оборудования, руб.	10000	117000
Срок полезного использования, лет	10	10
Годовая норма амортизации, %	10%	10%
Ежегодная сумма амортизационных  отчислений, руб.	1000	11700

 

Расходы на энергоносители.

Расходы на потребляемую электроэнергию.

Расходы на потребляемую электроэнергию определяются для каждого  элемента оборудования по формуле:

,     (9.3)

где - номинальная мощность единицы оборудования, кВт,

- эффективный фонд времени работы, час.,

- стоимость 1 кВт час электроэнергии, для промышленного предприятия составляет 2,3 руб.

Коэффициент загруженности  оборудования составляет 1,0.

Определим эффективный  фонд времени работы, исходя из условия, что 30 дней в году установка находится  на ремонте с полным отключением всего оборудования, независимо от варианта автоматизации.

час.  (9.4)

Мощность, потребляемая оборудованием нового варианта, приведена  в таблице 9.5.

 

Таблица 9.5 – Мощность, потребляемая оборудованием нового варианта

Наименование оборудования	Кол-во, шт.	Потребляемая мощность, кВт	Общая мощность, кВт
Датчик температуры Метран-2700	1	2	2
Датчик давления Метран 150	2	3	6
Клапан КМР	1	10	10
Контроллер ОВЕН 150	2	3	6
Итого			24

 

Расчет затрат на электроэнергию для каждого варианта автоматизации приведен в таблице 9.6.

Таблица 9.6 – Расчет затрат на электроэнергию

Наименование	Сумма, руб.
	До автоматизации	После автоматизации
Общая мощность оборудования, кВт	15	24
Эффективный фонд времени работы, час	8040	8040
Стоимость электроэнергии, руб.	2,3	2,3
Коэффициент загруженности оборудования	1,0	1,0
Затраты на электроэнергию, руб.	277380	443808

 

Расходы на потребляемый пар

Расходы на потребляемый пар для каждого варианта определим  по формуле:

,    (9.5)

где - номинальный расход пара, ,

- эффективный фонд времени работы, час,

- стоимость пара.

Расчет затрат на энергоносители приведен в таблице 9.7.

 

Таблица 9.7 – Расчет затрат на энергоносители

Энергоноситель	Потребление		Цена, руб.	Затраты, руб.
	До автоматизации	После автоматизации		До автоматизации	После автоматизации
Электроэнергия, кВт/час	15	24	2,3	554760	684204
Пар,	0,8	0,72	400	2572800	2315520
Итого				3127560	2999724

 

Расчет затрат на текущий  ремонт и обслуживание оборудования

Текущий ремонт электрооборудования  производится на месте установки электрооборудования с его отключением. Затраты на текущий ремонт электрооборудования состоят из: основной и дополнительной заработной платы рабочих с начислениями , стоимости материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий , цеховых и общезаводских расходов . Так как переработка нефти происходит круглосуточно, то эффективный фонд времени одного рабочего составляет

час,

где - количество дней отпуска, - количество бригад, 12 – длительность смены, час., 1,5% - время на общественные и государственные обязанности, 1,5% - прочие невыходы.

Штатное расписание сотрудников (всего 2 оператора – 2 смены по 2 оператора) и затраты на заработную плату приведены в таблице 9.8 (после автоматизации установки пропадает необходимость в этих сотрудниках)

 

 

Таблица 9.8 - Штатное расписание сотрудников установки

Должность сотрудников технологической установки	Количество сотрудников технологической установки	Эффективный фонд времени	Тарифная ставка 1 часа, руб	Среднегодовая заработная плата, руб.	Среднемесячная заработная плата, руб.	Затраты на заработную плату, руб.
Оператор	4	970	130	126100	10508,3	504400

 

 

Стоимость материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий примем равной 20% стоимости оборудования.

До автоматизации 

 руб.

После автоматизации

 руб.

Цеховые и общезаводские  расходы  , в том числе, прочие расходы, примем в размере 5% от стоимости оборудования.

До автоматизации 

 руб.

После внедрения системы управления

 руб.

 

9.4 Расчет эффективности  проектируемой системы

 

Вычислим экономию от внедрения проекта, для этого  все затраты сведем в таблицу 9.9.

 

 

 

Таблица 9.9 – Экономия по видам затрат

Наименование	Сумма, руб.		Экономия (+), расходы (-), руб.
	До автоматизации	После автоматизации
Стоимость оборудования	10000	117000	-107000
Стоимость занимаемой площади	1500	17550	-16050
Транспортные затраты	650	7605	-6955
Заготовительно-складские затраты	120	1404	-1284
Стоимость строительно-монтажных работ	1000	11700	-10700
Ежегодная сумма амортизационных  отчислений	1000	11700	-10700
Затраты на энергоносители	3127560	2999724	127836
Затраты на заработную плату	504400	0	504400
Стоимость материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий	2000	23400	-21400
Цеховые и общезаводские расходы + прочие	500	5850	-5350
Итого, руб.	3648730	3195933	452797

 

Как видно из таблицы 9.9 экономия от внедрения проекта  составляет

.

Определим срок окупаемости проекта:

 месяца.

Экономический эффект  находится по формуле:

Э_эф=Э - Е_н*К       (9.7)  

Э_эф=452797-0,15*155259=429508,15 руб.  

Экономический эффект составляет 429508,15 руб.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе выполнения дипломного проекта было осуществлено тщательное изучение хода технологического процесса слива железнодорожных цистерн, а также роли теплового пункта в данном процессе. Проведенное исследование показало, что существующая система обладает целым рядом недостатков, которые, однако, можно решить посредством автоматизации:

• требуется постоянное присутствие оператора для мониторинга и управления процессом;
• реализуемый алгоритм управления приводит к неэффективному расходованию теплоты;
• у оператора возможно возникновение профессиональных заболеваний из-за постоянного воздействия шума и вибрации;
• возможен выход из строя насосного оборудования в связи с несвоевременным реагированием оператора на аварийную ситуацию.

Математической основой  разработки АСУ явилось моделирование исходной системы и оценка показателей качества ее функционирования. Учитывая полученные результаты, в дипломном проекте методом подчиненного регулирования был произведен синтез регуляторов для каждого контура  и произведен компьютерный эксперимент с моделью скорректированной системы, доказавший эффективность произведенной коррекции.

Для создания эффективной  АСУТП в проекте были сформулированы требования к технологическому оборудованию,  а также средствам измерения  и управления и на их основе выбраны  соответствующие средства автоматизации.

Для решения задач  управления системой по предварительно разработанному алгоритму управления были созданы управляющие программы, а также реализован диспетчерский  контроль и управление с АРМ оператора.

Также в дипломном проекте  затронут вопрос охраны труда и окружающей среды. Было предложено улучшить условия труда оператора управления установкой за счет приведения условий его рабочего места к нормированным.

В завершении работы был произведён расчет экономической эффективности  внедрения описанной выше системы, а так же сроки окупаемости. Проведённый расчёт показал экономическую целесообразность внедрения АСУ ТП управления участком теплового пункта процесса циркуляционного слива железнодорожных цистерн.

 

Библиографический список

 

1. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем. - М.: Химия, 2002. - 608 с.
2. Автоматизированное управление технологическими процессами: Учеб. пособие для вузов. Под ред. Яковлева В.Б. Л.: Изд - во ЛГУ, 1988. - 224с.
3. Безопасность жизнедеятельности: учеб. для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; под общ. ред. С.В. Белова. 7-е изд., стер. М.: Высш. шк., 2007. 616 с.
4. Безопасность технологических процессов и производств: охрана труда: учеб. пособие для вузов / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарев, Н.И. Сердюк. М.: Высш. шк., 2002. 320 с.
5. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления / Пер. с англ. Б.И. Копылова. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. – 832 с.
6. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов: В 2 кн. - М.: Химия, 1995.
7. Годнев А.Г., Зоря Е.И., Несговоров Д.А. Коммерческий учет товарных потоков нефтепродуктов автоматизированными системами: Учебное пособие. - М: МАКС Пресс, 2008
8. Емельянов А.И., Капник О.В. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. М.,1984.
9. Зоря Е.И., Годнев А.Г., Никулин А.Е. Прием нефтепродуктов от поставщиков по количеству и качеству: Практическое пособие - «БизнесПроект» (издание), 2006
10. Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х.  Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М., 1980.
11. Оленев Н.М. Хранение нефти и нефтепродуктов Издание третье переработанное и дополненное– Ленинград: Издательство «НЕДРА»,1964
12. Охрана труда: универсальный справочник / под ред. Г.Ю. Касьяновой. М.: Аргумент, 2008. 560 с.
13. Поникаров И.И., Гайнуллин М.Г. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки: Учебник. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Альфа-М, 2006. - 608 с.
14. Прахова М.Ю. Основные принципы построения систем автоматического управления и технологического контроля. 2003 г. Учеб. пособие. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 103
15. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/ А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева.-2-е изд., перераб. И доп.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-464 с.: ил.
16. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов/А.И. Скобло, Ю.К. Молканов, В.А. Владимиров, В.А. Щелкунов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2000. - 677 с.
17. Ларионов В.И. Оценка и обеспечение безопасности объектов хранения и транспортировки углеводородного сырья. – СПБ.: ООО «Недра», 2004. -190 с.
18. Рядов В.Д. Химия нефти и газа.- М.: Нефть и газ, 1998.- 373 с.
19. Сингеев С.А., Маврин Б.М., Прозоров А.А.. Охрана труда и окружающей среды: учеб.-метод. пособие /  Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2009. - 53 с.
20. Справочник нефтепереработчика / Под ред. Г.А. Ластовкина, Б.Д., Радченко, М.Г. Рудина.- М.: Химия, 1986.- 648 с.
21. Строительные нормы и правила. Ч. III. Гл. 34. Правила производства и приёмки работ. Система автоматизации. СниП III-34-74, М., 1976.
22. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа / С.А. Ахметов, М.Х. Иштияров, А.П. Веревкин, и др. / М.: Химия, 2005. - 796 с.
23. Хранение нефти и нефтепродуктов: Учебное пособие/ В.Н. Антипьев, Г.В. Бахмат, Г.Г. Васильев и др.; Под общей ред. Ю.Д. Земенкова. — М.:ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. — 560 с.