Задание

На основе приведенного ниже примера произвести расчет по определению технико-экономических показателей работы котельной и дать технико-экономическое обоснование проектирования котельной.

Исходные данные для расчета студент выбирает по таблице из приложения 4 и 5.

Пример решения задачи

Определение технико-экономических показателей работы котельной

Технико-экономическое обоснование проектирования котельной (г. Хабаровск)

Исходные данные:

- номинальная мощность котла, МВт – 20;

- количество котлов, шт – 2;

- тепловая нагрузка системы отопления зданий, кВт 30∙10³;

- тепловая нагрузка систем вентиляции зданий, кВт 2∙10³;

- средний расход теплоты на горячее водоснабжение:

1. за холодный период, ГДж 4,2∙10³;

2. за тёплый период, ГДж 2,1∙10³;

- топливо – газ Сахалинского месторождения ( =30 МДж/м³);

- тип системы теплогазоснабжения – закрытая.

1. Установленная мощность котельной, МВт;

Q_уст = Q_ном ∙ n = 20 ∙ 2 = 40 МВт

где Q_ном – номинальная мощность котлов, МВт;

n – количество котлов в котельной, шт.

2. Годовой отпуск тепла на отопление, ГДж/год, определяется по присоединённой мощности потребителей или расчётным путём по выражению:

Q_от = 24 ∙ 0,0036 ∙ Q_ср ∙ n₀ = 24∙0,0036∙14,74∙10³∙205=261,1∙10³ ГДж/год,

где n₀ – продолжительность отопительного периода, сут;

Q_{ср –} средний расход теплоты за отопительный период, кВт;

рассчитывается исходя из величины максимального годового расхода теплоты на системы отопления, – в зависимости от удельной тепловой характеристики зданий.

= ∙ ,

где – температура внутреннего воздуха, ; – температура наружного воздуха, ; – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, .

Средний расход теплоты за отопительный период Q_ср определяется

расчётом исходя из величины максимального годового расхода теплоты на

системы отопления, Q_р в зависимости от удельной тепловой характеристики зданий:

= ∙ = 30 ∙ 10³ ∙ = 14,74 ∙10³ кВт

3. Годовой отпуск теплоты на вентиляцию, ГДж/год, определяется исходя из расчётного расхода тепла калориферными агрегатами систем воздушного отполения

Q_вент = 0,0036Z ∙ Q_ср ∙ n₀,

где Z – усреднённое за отопительный период число часов работы систем вентиляции в течение суток; Q_ср – средний расход теплоты, кВт, для систем вентиляции здания, зависящий от его удельной характеристики:

= ∙ ,

где t_пр – температура приточного воздуха, ; t_нач – расчётная температура наружного воздуха, для проектирования систем вентиляции.

Q_ср = 2 ∙ 10³ ∙ = 1,02 ∙ 10³ кВт

Q_вент = 0,0036 ∙ 15 ∙ 1,02 ∙ 10³ ∙ 205 = 11,29 ∙ 10³ ГДж/год

4. Годовой отпуск теплоты на нужды горячего водоснабжения, ГДж/год, определяется по выраженю:

Q_гвс = 24 ∙ 0,036 [Q_ср ∙ n₀ + (350 – n₀) ∙ Q_лет],

где Q_ср, Q_лет – соответственно, средний расход теплоты на горячее водоснабжение за отопительный период и летний периоды года, кВт.

Q_гвс = 24∙0,0036 [4,2 ∙ 10³ ∙ 205 + 2,1∙10³ (350 – 205)] = 100,7∙10³ ГДж/год

5. Годовой отпуск теплоты от котельной равен

Q_год = Q_от + Q_вент + Q_гвс = 261,1∙10³ + 11,29∙10³ + 100,7∙10³ =

= 373,09∙10³ ГДж/год = 89,26∙10³ Гкал/год

6. Годовая выработка теплоты котельной определяется по формуле

Q_выр = Q_год ∙ 10²/ η_т.п. ,

где η_т.п. – коэффициент теплового потока, % приближённо принимается равным 98% для котельных с котлоагрегатами мощностью более 10 МВт.

Годовая выработка котельной:

Q_выр = = 380,7 ∙ 10³ ГДж/год

7. Количество часов использования установленной мощности котельной в году, ч/год:

,

= 2643,75 ч/год

8. Удельный расход топлива на 1 Гдж отпущенной теплоты зависит от КПД (брутто) котельного агрегата η_бр, % и низшей теплоты сгорания рабочей массы топлива , мДж/м³:

b_у = 340/η_вр ∙ η_тп = 430/89 = 0,03 ту.т/ГДж

b_н = b_у ∙ 29,3 / = 0,03 ∙ 29,3 / 30 = 0,02 ту.т/ГДж

9. Годовой расход натурального топлива определяется исходя из удельных показателей расхода топлива

B_н = b_н ∙ Q_год = 0,02 ∙ 373.09 ∙ 10³ = 7461,8 тнт/год

10. Годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной Э_год, кВт/год, напрямую зависит от установленной мощности токоприёмников, количества часов их работы и определяется по формуле

Э_год = N_уст ∙ h_к ∙ k_э,

где N_уст – установленная мощность токоприёмников, кВт, определяется на основе выбора вспомогательного оборудования котельной и электродвигателей к нему, а при отсутствии данных – расчётным способом по удельному расходу электроэнергии N_э, кВт/мВт

N_уст = N_э ∙ Q_уст = 13 ∙ 40 = 520 кВт

Годовой расход электроэнергии:

Э_год = 520 ∙ 8400 ∙ 0,7 = 3057,6 ∙ 10³ кВт∙ч/год

11. Годовой расход воды котельной G_год т/год, при закрытой системе теплоснабжения принимается на основании расчёта тепловой схемы котельной при максимальном зимнем и летнем режиме по следующему выражению

G_год = 24 ∙ n₀ ∙ G_зим + 24(350 – n₀)G_лет,

G_год = 24∙ 205 ∙ 4,4 ∙ 3,6 + 24 (350 – 205) ∙ 2,46 ∙ 3.6 = 108,8∙10³ т/год

Удельный расход воды на 1 ГДж отпущенной теплоты:

G_уд = G_год/Q_год = 108,8∙10³ / 373,09∙10³ = 0,29 т/ГДж

Себестоимость отпускаемой теплоты является одним из обобщающих экономических показателей, характеризующих качественный уровень работы котельной и эффективность использования материальных ресурсов.

Для расчёта себестоимости отпускаемой теплоты определяются годовые эксплуатационные расходы.

1. Затраты на топливо, расходуемое для покрытия тепловых нагрузок котельной зависят от количества использованного топлива, его цены, транспортных расходов и определяются по выражению:

C_т = (1 + а) ∙ Ц_т = 7461,8 ∙ 1047 = 7812505 руб./год

где а = 0,05 - коэффициент, учитывающий потери топлива при транспортировании его до потребителей

Ц_т = 1047 руб./м³ - Сахалинский газопровод (приложение 6)

В_н^год=(Q_год ∙1000)/(h_ка ∙ Q_р.низ), тыс.м³/год ,

где h_ка = 0,84 - коэффициент полезного действия теплоагрегата; Q_р.низ = 8000 ккал/Н ∙ м³ - низшая теплотворная способность топлива (газ).

2. Затраты на электроэнергию, расходуемую на собственный нужды (привод дутьевых вентиляторов, дымососов, насосов) определяются по одноставочному тарифу, так как N_у<750 кВт

С_э = Ц_э ∙ Э_год,

С_э = 2,45 ∙ 1,18 ∙ 3057,6∙10³ = 8836460 руб./год

Ц_э = 2,45 руб./кВт∙ч – тариф на электрическую энергию для потребителей ОАО «Дальневосточная энергетическая компания». Введён в действие с 01.01.2008 г. Комитетом по ценам и тарифам правительства Хабаровского края.

1,18 – НДС (налог на добавленную стоимость).

3. Годовые затраты на использованную воду определяются по годовому расходу воды на питание котлов, наполнение и подпитку теплопотребляющих систем, горячее водоснабжение.

С_х.в = Ц_в ∙ G_год = 16,42 ∙ 108800 = 1786496 руб./год,

где Ц_в = 16,42

4. Амортизационные отчисления на восстановление первоначальной стоимости здания и оборудования котельной определяются следующим образом.

Исходными данными для определения затрат по данному элементу являются объём капитальных вложений в строительство котельной, монтаж оборудования и действующие нормы амортизации.

Общий объём капитальных вложений определяется по сводному сметному расчёт (Форма 1) или на основе удельных капитальных вложений в сооружение котельной.

Годовые амортизационные отчисления определяются как сумма отчислений от стоимости строительно-монтажных работ и от стоимости оборудования рассчитываются по формуле

С_а=(Н_к К_смр)/100 + (Н_об К_об)/100 ,

где Н_к – норма амортизации по зданию котельной, %; Н_об – норма амортизации на оборудование, %; К_смр, К_об – капитальные вложения на общестроительные работы и на монтаж оборудования с учётом стоимости оборудования.

Капитальные затраты на сооружение котельной К_кот (руб.) определяются по формуле:

К_кот=(К_кг+ К_{кп (nk - 1})) _{Kрс Кикап}

где – капитальные вложения для ввода головного котлоагрегата, руб., – капитальные вложения на последующие котлоагрегаты, руб. принимаются по прейскурантам заводов-изготовителей, монтажных и пусконаладочных организаций; – количество установленных котлоагрегатов, шт.; – коэффициент, учитывающий территориальный район строительства котельной; – коэффициент инфляции по вложениям капитала, руб (Приложение 7).

По сводному сметному расчёту капитальные вложения на сооружение котельной составили 40 500 250 р.

К_об = 0,65 ∙ К_кот = 0,65 ∙ 40 500 250 = 26 325 162 р.

К_смр = 0,35 ∙ К_кот = 14 175 088 р.

Нормы амортизационных отчислений Н_к – 2%, Н_об – 5%.

С_а = + = 1599758 р./год

5. Затраты на капитальный ремонт определяются в процентах от капитальных вложений: по зданию – 1,5%; по оборудованию – 4%.

С_кр = + = 1265632 р./год

6. Затраты на текущий ремонт котельной в среднем принимаются в размере 20% от суммы амортизационных отчислений.

С_тр = 0,2 ∙ 1 599 758 = 319 952 р./год

7. Годовой фонд заработной платы определяется через ориентировачный штатный коэффициент К_шт, чел./мВт и среднюю заработную плату одного рабочего по формуле:

С_зпл = Q_уст ∙ К_шт ∙ З_ср,

С_зпл = 40 ∙ 0,6 ∙ 20 000 = 480 000 р./год

8. Отчисления на социальные нужды (ЕСН) определяются в процентах, от годового фонда заработной платы; 26% от С_зпл, в т.ч. пенсионный фонд – 20%, фонды социального страхования – 2,9%; фонды медицинского страхования – 3,1%.

С_соц.н. = 0,26 ∙ 480 000 = 124 800 руб./год

9. Прочие расходы включают расходы на охрану труда, технику безопасности, пожарную и сторожевую охрану, затраты на заработную плату административно-управленческого персонала, вывозку золы и шлака, приобретение специальной одежды, реактивов для химической очистки воды и другие расходы, 30%.

В проектных расчётах прочие затраты определяются по формуле

С_пр = 0,3 ∙ (С_а + С_кр + С_тр + С_зпл),

С_пр = 0,3 ∙ (1 599 758 + 1 265 632 + 319 952 + 480000) = 1099603 р./год

10. Суммарные годовые эксплуатационные затраты (общая себестоимость) по котельной определяется по выражению:

С = С_т + С_э + С_хв + С_а + С_кр + С_тр + С_зп + С_соц.н. + С_пр,

С = 7812505 + 8836460 + 1786496 + 1599758 + 1265632 + 319952 + 480000 + 124800 + 1099603 = 23325206 р./год

11. Себестоимость 1 ГДж отпускаемой теплоты

С_уд = С / Q_год

С_уд = 23 325 206 / 373 090 = 62,52 р./гДж;

С_уд = 23 325 206 / 89260 = 261,32 р./Гкал

12. Приведённые затраты на единицу отпускаемой тепловой энергии (с учётом НДС) определяется по формуле:

П_уд = С_уд + (ВНЭ ∙ К_кот/Q_год),

П_уд = 62,52 + 0,15 ∙ 40500250 / 373090 = 78,8 р./ГДж

П_уд = 261,32 + 0,15 ∙ 40500250 / 89260 = 329,4 р./Гкал

13. Для оценки сравнительной эффективности принятого проектного решения определяется рентабельность капитальных влодений (Р_с), которая сопоставляет с ВНЭ = 0,15

ВНЭ – внутренняя норма эффективности капитальных вложений:

= ,

По данным ОАО «Дальневосточная генерирующая компания» на основе постановления комитета по ценам и тарифам правительства Хабаровского края, тариф на тепловую энергию С_тэц = 580,75 руб/Гкал (Приложение 7).

Р_с = = 0,7 > ВНЭ

Годовой экономический эффект определяется как разница между средним тарифом и себестоимости продукции.

Стоимость годового отпуска тепловой энергии от проектируемой котельной складывается их себестоимости всей отпускаемой тепловой энергии и доли прибыли, необходимой для развития предприятия.

Валовая себестоимость определяется из выражения:

= П_уд ∙ Q_год,

= 329,1 ∙ 89260 = 29375466 р./год

Стоимость тепловой энергии по тарифам филиала «Хабаровская теплосетевая компания»:

= С_ТЭЦ ∙ Q_год = 580,75 ∙ 89260 = 51837745 р./год

Годовая прибыль составит:

П_р = - = 51837745 – 29375466 = 22462279 р./год

Период окупаемости (Т_ок) в годах определяется по формуле:

Т_ок = К_к /П_р,

Т_ок = 40500250 / 22462279 = 1,8 лет

Р_с = 1 /Т_ок = 1 / 1,8 = 0,55

Р_с = 0,55 > ВНЭ

Таким образом, годовая прибыль окупит капитальные вложения в новую котельную за 1,8 года, что значительно ниже среднеотраслевого показателя, а показатель рентабельности Р_с = 0,55 значительно превышает показатель ВНЭ = 0,15.

_{Приложение 1}