Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Мая 2013 в 06:26, дипломная работа
ВЦелью проектирования является разработка колонны синтеза карбамида с большей пропускной способностью, для повышения производительности.
В результате проектирования предлагается произвести расчеты на прочность и устойчивость узлов и деталей корпуса колоны.
Степень внедрения – спроектированную колонну предлагается внедрить в узел синтеза производства карбамида цеха № 50 «Газохимического завода» ОАО «Газпром нефтехим Салават».
Эффективность предлагаемого проекта колонны синтеза карбамида, определяется повышением производительности и увеличением экономических показателей производства карбамида.
Нормативные ссылки 6
Введение 7
1 Литературный обзор и патентная проработка 9
1.1 Способы получения карбамида 9
1.2 Классификация колонн синтеза карбамида 11
1.3 Патентная проработка 13
2 Обоснование темы проекта 14
3 Технологическая часть 15
3.1 Описание технологической схемы 15
3.2 Материальный баланс аппарата 17
4 Конструирование и расчет колонны синтеза 19
4.1 Конструкция аппарата 19
4.2 Расчет на прочность цилиндрической обечайки корпуса 21
4.3 Расчет толщины стенки эллиптического днища 22
4.4 Расчет укрепления отверстий 23
4.5 Расчет фланцевых соединений 23
4.6 Расчет весовых характеристик аппарата 24
4.7 Расчет опоры аппарата 28
4.8 Расчет ветровой нагрузки на аппарат 29
4.9 Расчет корпуса аппарата от совместного действия
всех нагрузок 46
5 Монтаж колонны синтеза 52
5.1 Требование к монтажу колонны 52
5.2 Подбор строп 53
5.3 Ремонт аппаратов колонного типа 56
6 Автоматизация 64
6.1 Выбор и обоснование параметров контроля,
регулирования и сигнализации 64
6.2 Выбор и обоснование средств автоматизации 65
6.3 Выбор и обоснование средств контроля
и регулирования технологического процесса 65
6.4 Описание АСУТП 66
7 Безопасность жизнедеятельности и экологичность 68
7.1 Основные опасности производства 68
7.2 Характеристика токсичности, пожаро-
и взрывоопасности вредных веществ 68
7.3 Коллективные и индивидуальные средства защиты 69
7.4 Пожарная безопасность 69
7.5 Электробезопасность и защита от статического
электричества 69
7.6 Характеристика взрывопожароопасности помещений
и блоков установки 70
7.7 Возможные аварийные ситуации и способы их устранения 70
7.8 Экологичность установки 72
7.9 Расчет предохранительного клапана 73
8 Экономика 78
8.1 Расчет производственной мощности 78
8.2 Расчет капитальных затрат 79
8.3 Расчет себестоимости продукции 80
8.4 Расчет основных технико-экономических показателей 84
8.5 Расчет эффективности инвестиционного проекта 86
Заключение 91
Список использованных источников 93
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение И
Приложение К
Приложение Л
Приложение М
Приложение Н
Таблица 8.4 – Калькуляция себестоимости после замены колонны
Наименование статей |
Норма плановая |
Кол-во тонн |
Цена, руб. |
Сумма, тыс. руб. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Сырье |
||||
Аммиак |
0,580 |
210980,17 |
2808,86 |
343715,980 |
Углекислота |
0,755 |
274143,24 |
728 |
150680,090 |
Вспомогательные материалы: |
||||
ХОВ |
3 |
9600 |
20,62 |
593,856 |
Аммиачная вода 54 цех |
1,00 |
3200 |
674,02 |
2156,864 |
Итого сырье |
497146,79 | |||
Ново-Флоу |
0,0005 |
60,780 |
43205,41 |
1,315 |
Бельтинг |
0,0005 |
121,254 |
82,4 |
0,005 |
Картон |
0,001 |
69,413 |
7210 |
0,500 |
Пена монтажная |
3,00 |
484107 |
0,103 |
149,589 |
Мешки |
20,300 |
1560918 |
8,57 |
271554,460 |
Смола КФС |
0,0056 |
680,736 |
7076,85 |
26,978 |
Доски |
0,006 |
416,477 |
2060 |
51,480 |
Итого реагенты |
271738 | |||
Энергетика |
||||
Пар |
1,556 |
378295 |
420,96 |
247788,430 |
Вода |
0,130 |
31546,3 |
848,26 |
3478,730 |
Электроэнергия |
0,158 |
38363 |
1072,83 |
41158,388 |
Эл.эн.на ам.воду |
49,830 |
638 |
1072,83 |
684,332 |
Азот |
0,031 |
7537 |
1799,78 |
13564,482 |
Сжатый воздух |
0,018 |
4376 |
203,20 |
16,005 |
ХОВ |
0,23 |
55918 |
24,50 |
315,098 |
Итого энергоресурсы |
307005,460 | |||
Продолжение таблицы 8.4 | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Зарплата |
22732.3 | |||
Отчисления на соц. страх. |
6002,5 | |||
Итого зарплата |
28734,8 | |||
УПР |
||||
Кап.ремонт |
8040,0 | |||
Амортизация |
4059,4 | |||
Тек.ремонт |
11787,0 | |||
Цеховые расходы |
21380,9 | |||
Тех.обслуживание оборудования |
1460,0 | |||
Услуги лаборатории |
1359,3 | |||
Итого УПР |
48086,6 | |||
Себестоимость |
363600 |
1152711,7 | ||
Себестоимость 1 тонны |
3,170 |
В связи с вводом нового оборудования себестоимость снизилась на
8.4 Расчет основных технико-экономических показателей
Для установления эффективности реконструкции рассчитываем основные технико-экономические показатели.
Уровень фондоотдачи (ФО) вычисляем по формуле
где Ц – цена за 1т карбамида, Ц = 4666 руб/т;
Ф – среднегодовая стоимость основных фондов, руб.;
М – мощность установки, т.
Подставляя числовые значения, получим
Ф01 = (242080 ∙ 4666)/126557022,6 = 8,93 руб/руб;
Ф02 = (363600 ∙ 4666)/133878072,6 = 12,60 руб/руб.
Прибыль от реализации продукции вычисляем по формуле
П = (Ц – С)·М, (8.6)
Подставляя числовые значения, получим
П1 = (4666 - 4047)·242080 = 149847 тыс. руб;
П2 = (4666 - 3170)·363600 = 543945 тыс. руб.
Уровень производительности труда (t) вычисляем по формуле
, (8.7)
где Ч – численность работников, ч = 23 чел;
М – мощность установки, т.
Подставляя числовые значения, получим
t1 = 242080/23 = 10525,2 т/чел;
t2 = 363600/23 = 15808,7 т/чел.
Рентабельность продукции вычисляем по формуле
R = П/(С М)∙100 %. (8.8)
Подставляя числовые значения, получим
R1 = 149847520/(4047 ∙ 242080) ∙ 100 % = 15 %;
R2 = 543945600/(3170 ∙ 363600) ∙ 100 % = 47 %.
Удельные капитальные вложения вычисляем по формуле
Подставляя числовые значения, получим
К1 = 126557022,6/242080 = 5,22 руб/т;
К2 = 133878072,6/363600 = 3,68 руб/т.
Условно-годовая экономия рассчитывается по формуле
Эуг = (С1 – С2)·М2. (8.10)
Подставляя числовые значения, получим
Эуг = (4047 – 3170) · 363600 = 318877 тыс. руб.
8.5 Расчет эффективности инвестиционного проекта
Под инвестициями понимают
осуществление экономических
- венчурные (рисковые
вложения в акции нового
- реальные (проведение реконструкций, модернизаций, технического перевооружения);
- портфельные (формирование портфеля ценных бумаг);
- аннуитет (вложение денежных
средств с целью получать
Основы инвестиционной деятельности предприятия составляет реальное инвестирование, которое может осуществляться в следующих формах:
- новое строительство;
- реконструкция;
- модернизация;
- техническое перевооружение.
Инвестиции предполагают их оценку с учетом затрат и доходов. При оценке исходят из того, что будущий капитал всегда дешевле сегодняшнего. Это связано не только с инфляцией, но и с тем, что вкладывая деньги в проект инвестор получит доход в будущем, а если бы он вложил их в банк под проценты, то получил бы доход сегодня. Приведение будущей стоимости к современной величине называется дисконтирование.
Предполагается, что затраты и доходы по проекту, который мы рассматриваем сегодня, при реализации проекта будут обесцениваться. И степень обесценивания пропорциональна ставке банковского процента и уровню инфляции. Уровень обесценивания называется ставкой дисконта. Основные критерии используемые для оценки эффективности инвестиционных проектов:
- чистый доход (ЧД, NV);
- чистый дисконтированный доход (ЧДД, NPV);
- внутренняя норма доходности (ВНД, IRR);
- срок окупаемости инвестиций (обычный – Т, дисконтированный – DPP);
- индексы доходности инвестиций.
Чистым доходом считают накопленный доход за расчетный период
ЧД = Σ ДПi, (8.11)
где ДП – денежный поток по периодам, руб;
ДП = ЧП + А – К, (8.12)
где ЧП – чистая прибыль;
А – амортизация;
К – капитальные затраты.
Чистый дисконтированный
доход – это накопленный
ЧДД = Σ (ДПi · Кi),
где Кi – коэффициент дисконтирования.
,
где r – ставка дисконтирования;
t –
время (число лет, отделяющих
год вложения от года
Для признания проекта эффективным необходимо, чтобы ЧДД > 0.
Внутренняя норма доходности характеризует рентабельность проекта (доходность), а также показывает ставку дисконтирования, при которой чистый дисконтированный доход проекта равен нулю
ВНД = r, при ЧДД = 0.
Срок окупаемости (простой) называют продолжительность пе6риода от начального момента до момента, когда чистый доход становится не отрицательным.
Сроком окупаемости (дисконтированным) называют продолжительность периода от начального момента до момента, когда текущий ЧДД становится неотрицательным.
Индексы доходности показывают относительную отдачу проекта на вложенные в него средства. Их рассчитывают как для дисконтированных, так и для не дисконтированных денежных потоков.
При единовременном вложении капитала в проект дисконтированный индекс доходности определяется
DPI = PV/IC,
где PV – настоящая стоимость денежных поступлений от проекта;
IC – сумма инвестиций.
Если инвестиции осуществляются в несколько этапов
. (8.16)
Проект эффективен, если DPI > 1.
Внутренняя норма доходности показывает верхнюю границу допустимого уровня банковского процента, превышение которого делает проект убыточным. Внутренняя норма доходности рассчитывается по формуле
, (8.17)
где r1 – значение выбранной ставки дисконтирования, при которой NPV1 > 0;
r2 – значение выбранной ставки дисконтирования, при которой NPV2 < 0.
Подставляя числовые значения, получим
IRR = 0,5 + (12244928/(12244928 – 18516811))∙(0,6 – 0,5) = 68,4 %.
Дисконтированный срок окупаемости определяется по формуле
,
где t- – количество периодов с отрицательным значением ЧТС;
ЧТС- – последнее отрицательное значение ЧТС;
ЧТС+ – первое положительное значение ЧТС.
Подставляя числовые значения, получим
Т = 1 + (2217903/(2217903 + 2917456)) = 2,6 лет.
Оценка эффективности
инвестиционного проекта
Заключение
В дипломном проекте разработан проект колонны синтеза карбамида.
Приведена классификация колонных аппаратов.
Произведен выбор конструкционного материала для изготовления колонны: основной материал сталь 09Г2С по ГОСТ 5520-79, футеровочный слой гильзой – 02Х25Н22АМ2.
Определены основные параметры колонны синтеза:
- определены рабочее (р = 20 МПа) и расчетное (рR = 23 МПа) давление;
- приняты коэффициенты
прочности сварных швов и
В расчете на прочность узлов и деталей корпуса аппарата от действия расчетного давления определены расчетные и исполнительные толщины стенок обечаек и днищ.
На основании расчета фланцевых соединений выбрана конструкция фланцевого соединения по ОСТ 26-1404-76, определены основные параметры фланцевого соединения и произведен расчет на прочность на ЭВМ с применением программы «АRENA». Выполнен расчет укрепления отверстий на ЭВМ с применением программы «АRENA».
Проведены расчеты весовых характеристик аппарата, на ветровую нагрузку, от совместных нагрузок. Расчет опоры аппарата выполнен на ЭВМ с применением программы «АRENA».
Выбран метод монтажа и выполнены расчеты такелажной оснастки колонны синтеза с помощью стрелового крана LTM-1350 «Liebherr».
Произведен выбор и обоснование параметров контроля, регулирования, сигнализации и средств автоматизации.
Разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности и экологичности. Дана характеристика взрывопожароопасности и оценка энергетического потенциала и радиусов разрушения, указаны отходы производства и методы их утилизации.
Рассчитана себестоимость колонны синтеза, которая составляет 1152711,7 рублей.
В соответствии с заданием разработаны необходимые чертежи.
Список использованных источников
1 Михалёв М. Ф. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. – Л.: Машиностроение, 1984. – 301 с.
2 Лащинский А. А. Конструирование сварных аппаратов. – Л.: Машиностроение, 1981. – 301 c.
3 ГОСТ Р 52857-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. – М.: Стандартинформ, 2008. – 308 с.
4 Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию – М.: Химия, 1991. – 496 с.
5 ГОСТ Р 51273-99. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий. – Издательство стандартов, 1999. – 15 с.