Автоматизированная система управления компрессорной установки

k2 - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, равен 1,2;

k3 - коэффициент отчислений на социальное страхование, равен 1,356;

Зср.р. - средняя годовая заработная плата высвобождаемых рабочих;

Nосв.р - число высвобождаемых рабочих, 7;

ЗОСВ.ОПЕР = 1,4*1,2*1,365*39240*1 = 89985.168 руб;

ЗОСВ.КиПА = 1,4*1,2*1,365*47088*2 = 215964.4 руб;

ЗОСВ.ЭЛЕКТ = 1,4*1,2*1,365*73260*2 = 335999.66 руб;

ЗОСВ.НАЛАД = 1,4*1,2*1,365*31392*2 = 143976.27 руб;

ЗОСВ.ОБЩ = 785925.5 руб.

Годовая экономия по заработной плате составляет 785925.5 руб.

6.2.2 Расчет стоимости оборудования

Стоимость оборудования, а также амортизационные отчисления на данное оборудование представлены в таблице 6.1.

6.2.3 Годовые затраты на ремонтные работы

Годовые затраты на ремонтные работы КУ (комплекса технических средств) АСУ ТП рассчитываются по формуле:

; (6.2)

где kC - средний коэффициент сложности ремонтных работ для данного оборудования %;

CТКС - стоимость оборудования руб.

руб.

Годовые затраты на ремонтные работы КТС составляют 8527.35 руб.

Таблица 6.1

6.2.4 Годовые затраты на эксплуатацию

Годовые затраты на эксплуатацию КТС (комплекса технических средств) АСУ ТП рассчитываются по формуле:

; (6.5)

где - годовая заработная плата рабочих, обслуживающих КТС АСУ ТП;

Среднегодовая заработная плата оператора составляет 39240 руб. (3270 руб *12).

Среднегодовая заработная плата сотрудника малой группы обслуживания (МГО) составляет 83725.8 руб. (6977руб.*12)

Среднегодовая заработная плата Программиста составляет 94191.5 руб. (7849.3руб.*12)

ЗАТК = k1k2k3*Зср*NРАБ; (6.6)

ЗОПЕР = 1,4*1,2*1,365*39240*1 = 89985.168 руб;

ЗМГО = 1,4*1,2*1,365*83725.8*3 = 576000 руб;

ЗПРОГ = 1,4*1,2*1,365*94191.5*1 = 216000 руб;

ЗАТК.ОБЩ = 881985.2 руб.

- годовые амортизационные отчисления, равны 56677.5 руб.;

- годовые затраты на ремонтные работы КТС, равны 8527.35 руб.;

- годовые затраты на электроэнергию потребляемую КТС, равны 3163008.6 руб.

руб.

Годовые затраты на эксплуатацию технических средств составляют 4110198.65 руб.

6.2.5 Годовые затраты на электроэнергию

Годовые затраты на электроэнергию, потребляемую КТС (комплекса технических средств) АСУ ТП, рассчитываются по формуле:

; (6.7)

- максимальная мощность внедряемого комплекса, равна 1505.3 кВт;

- коэффициент определяющий среднюю потребляемую мощность, равен 0.76.

- стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, равно 0.4 руб.;

- коэффициент берется в зависимости от количества смен работы линии, в моем случае 2 смены, равен 1.8;

- количество рабочих часов в году, равно 3840.

руб.

Годовые затраты на электроэнергию потребляемую КУ составляют 3163008.6 руб.

6.2.6 Годовые амортизационные отчисления на оборудование

Годовые амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:

; (6.8)

Рассчитаем амортизационные отчисления для датчика температуры (подшипника):

руб

где - средний коэффициент амортизационных отчислений;

- коэффициент, учитывающий расходы на транспортировку, монтаж и наладку оборудования, равен 0,1;

- стоимость единицы оборудования, равна 18600 руб.

Аналогично рассчитываем амортизационные отчисления для каждой единицы оборудования.

Расчетные данные для всех компонентов системы, представлены в Таблице 6.1.

Годовые амортизационные отчисления равны:

;

Подтверждение расчетов можно проверить, исходя из следующей формулы:

(6.9)

где n - обозначение единицы оборудования, согласно таблице 6.1

Годовые амортизационные отчисления на установленное оборудование составляют 56677.5 руб.

6.2.7 Экономический эффект за счет уменьшения количества отказов КУ

Известно, что среднее годовое время простоя Л-24/6 (установка гидроочистки моторного топлива), в связи с отказом САУ КУ традиционного типа составляет Tпрост = 52 часов. Разработанная система должна простаивать как минимум на 60% меньше. И время простоя для нее составляет менее 21 часа год. В расчетах будем использовать среднегодовую выработку КУ. Получаем дополнительное время работы КУ 31 часа в год. Это связано с большей надежностью разработанной системы управления КУ. Следовательно, зная стоимость одного руб/м3 производимого КУ аКУ = 0.034 руб/м3. И среднегодовой коэффициент загрузки станции Кз (0.8) можно посчитать экономическую выгоду от повышения надежности КУ. Рассчитаем ее по формуле:

; (6.10)

где, VГОД.П2 - годовая выработка сжатого воздуха компрессорной станцией с учетом уменьшения часов простоя:

VГОД.П2 = VКС*k*t*3600 = 11*0.8*(3840 + 21)*3600 = 122316480 м3;

руб.; (6.11)

где, VГОД = VКС*k*t*3600 = 11*0.8*3840*3600 = 121651200 м3;

VКС - производительность компрессорной станции, м3/с;

k - коэффициент неравномерности;

t - число рабочих часов установки

руб.;

Годовая экономия за счет уменьшения количества отказов составляет 3327008.3 руб.

6.2.8 Экономический эффект за счет уменьшения сроков ремонтных работ

Уменьшение трудоемкости обслуживания сокращает сроки проведения плановых ТО. При ежегодном проведении работ по обслуживанию затрачивается на 42 часов меньше времени, чем с традиционной системой управления КУ. Это связано с уменьшением числа объектов, требующих обслуживание и упрощение его проведения, а также система предотвращения вхождения КУ в аварийное состояние - предотвращение поломки и сроков проведения капитальных ремонтов.

Годовая экономия за счет уменьшения объема ремонтных работ можно рассматривать как появление дополнительного рабочего времени, при котором КУ будет вырабатывать газ. Определяется по формуле:

; (6.12)

где, Кз - коэффициент средней годовой загрузки КУ 0.8;

VГОД.П1 - годовая выработка сжатого воздуха компрессорной станцией с учетом сокращения сроков ремонтных работ, м3.

VГОД.П1 = VКС*k*t*3600 = 11*0.8*(3840 + 42)*3600 = 122981760 м3;

руб.;

Экономия за счет сокращения сроков технического обслуживания КУ составляет 3345103.9 рублей в год.

6.2.9 Прочая экономия

Уменьшение затрат на обучение персонала, сокращение числа обслуживаемых элементов и другие положительные эффекты являются менее значимыми на уровне описанной выше экономии от увеличения продолжительности рабочего времени, однако они так же проявляются.

6.2.10 Годовая экономия от внедрения АТК

В общем случае с учетом всех перечисленных выше факторов годовая экономия от внедрения АТК рассчитывается по формуле:

Эг = Эп1 + Эп2 + Зосв - СГАТК; (6.13)

Эг = 3345103.9 + 3327008.3 + 785925.5 - 4110198.65 = 3347839.05 руб.

Годовая экономия составляет 3347839.05 руб.

6.2.11 Годовой экономический эффект

Годовой экономический эффект от внедрения автоматизации определяется по формуле:

; (6.14)

где - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений для вычислительной техники обратный по отношению к сроку окупаемости (). В условиях рыночной экономики, по мере ускорения научно-технического прогресса, нормативные сроки окупаемости, при производстве электронно-вычислительной техники последовательно снижаются - 4; 3; 2,5 и 2 года. Это вызвано быстрым старением компьютеров, поэтому для различных отраслей промышленности =0.33.

- капитальные вложения на проектирование и внедрение АСУ ТП, приобретение КТС, проектирование и внедрение специальных технических средств и т.д., равны 1045739 руб.

руб.

Годовой экономический эффект составляет 3080427.18 руб.

6.2.12 Капитальные затраты на разработку и ввод в эксплуатацию АСУТП

Капитальные затраты на разработку и ввод в действие АСУ ТП рассчитываются по формуле:

; (6.15)

где - стоимость всех работ по разработке проекта и внедрению АСУ ТП (по договору), равна 150000 руб;

- стоимость разработки специального (прикладного) математического обеспечения (СМО) для управления технологическим процессом, равна 35000 руб. (по договору);

руб.

Капитальные затраты на разработку и ввод в эксплуатацию АСУ ТП составляют 810339 руб.

6.2.13 Срок окупаемости капитальных вложений

Применительно к проекту АТК для дискретных производств, т.е. требующих больших трудовых ресурсов, срок окупаемости капитальных вложений рассчитывается по формуле:

; (6.16)

- годовая экономия, равна 3347839 руб.

Срок окупаемости капитальных вложений составляет менее 0.242 года.

6.2.14 Сводная таблица основных параметров

В таблице 6.2 приведены основные параметры, изменившиеся после внедрения новой системы управления.

Таблица 6.2

Технико-экономические показатели внедрения АС

Вывод

Из данного расчета и проведенного анализа технико-экономических показателей делаем вывод о целесообразности внедрения «Автоматизированной системы управления компрессорной установкой». Так как в результате годовая экономия затрат от автоматизации системы составляет 3347839.05 рублей. Это достигается за счет экономии в зарплате 785925.5 руб., высвобожденных работников; увеличения объемов транспортируемого газа 1995840 м3. Годовой экономический эффект составляет 3080427.18 рублей; дополнительные капитало вложения 810339 рублей. Ожидаемый срок окупаемости 0.242 года, что ниже нормативного в 12 раз.

7. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

7.1 Описание объекта с точки зрения охраны труда

Предлагаемая модернизация внедряется в САУ КУ, которые расположены на установки гидроочистки моторного топлива (Л-24/6).

Вредными и опасными физическими производственными факторами, характерными для данного объекта являются:

- повышенная загазованность воздуха, высокий уровень шума и вибраций, взрывоопасность среды, интенсивное электромагнитное поле промышленной частоты, электрошок.

Рабочие и служащие для защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов обеспечены спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями.

7.2 Разработка требований безопасности труда для обслуживающего персонала

Эксплуатация электрооборудования должна производится в соответствии с требованиями "Правил устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок".

Персонал, занятый обслуживанием электрооборудования системы управления КУ, а также её наладкой и ремонтом, обязан:

- иметь допуск к обслуживанию электроустановок до 1000 В;

- знать действующие правила технической эксплуатации и безопасности обслуживания электроустановок промышленных предприятий;

- руководствоваться указаниями мер безопасности настоящего руководства;

- знать принцип работы электрооборудования и работу его системы автоматического управления.

Запрещается работать под напряжением без специального инструмента и спецодежды. При необходимости, работая под напряжением, следует пользоваться инструментом с диэлектрическими рукоятками, резиновыми ковриками и спецобувью, соблюдая максимальную осторожность.

При ремонте и перерывах в работе вводный выключатель должен быть обязательно отключен и заперт в отключенном состоянии замком.

Необходимо помнить, что при отключенном вводном выключателе его верхние зажимы и вводные клеммы находятся под напряжением питающей сети.

Запрещается работа при неисправности электрической цепи дистанционного отключения вводного выключателя от кнопки "Аварийный стоп".

Для предупреждения о наличии напряжения в станции управления установлено светосигнальное устройство.

Запрещается нарушать противопожарный режим, производственную и трудовую дисциплину: курение, проведение ремонтных работ с нарушениями требований пожарной безопасности и т. д.

Во избежание нарушений противопожарного режима весь персонал, обслуживающий объект, при зачислении на работу, а также при переводе на работу по другой, новой, профессии должен пройти инструктаж по мерам пожарной безопасности и в последующем на взрывопожароопасных объектах подготовку по пожарно-техническому минимуму.

Анализ опасности электроустановок

Все случаи поражения человека током в результате эл. удара, т.е. прохождение тока через человека, являются следствием его прикосновения не менее чем к двум точкам эл. цепи, между которыми существует некоторое напряжение. Опасность такого напряжения оценивается током, проходящим через тело человека IП; или напряжением прикосновения UПР.

Зависит от ряда факторов:

- схемы включения человека в эл. сеть;

- напряжение эл. сети;

- схема самой сети;

- режима ее нейтрали;

- степени изоляции токоведущих частей от земли;

- емкости токоведущих частей относительно земли.

Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными. Однако наиболее характерны две схемы включения человека между двумя фазами эл. сети и между одной фазой и землей.

Двухфазное прикосновение, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное, а ток, проходящий через человека, оказываясь независимым от схемы сети, режима ее нейтрали и др. факторов, имеет наибольшее значение

(7.1)

где Rh - сопротивление тела человека.

Случаи двухфазного прикосновения происходят очень редко. Они являются, как правило результатом работы под напряжением в установках до 1000 В - на щитах, сборках, ВЛ эл. передач, применение несправных средств индивидуальной защиты и т.п.

Однофазное прикосновение менее опасно, чем двух фазное, поскольку ток, проходящий через человека, ограничивается влиянием многих факторов. Однако однофазное прикосновение возникает во много раз чаще. Поэтому нужно уделять очень большое внимание мерам предосторожности при работе с эл. установками.

Прикосновения к заземленному проводу нередко считают безопасным, полагая, что напряжение этого провода относительно земли незначительно. В действительности это не всегда так. При прикосновении к заземленному проводу человек оказывается под воздействием напряжения UПР, равного потере U в заземленном проводе на участке от места его заземления и до места касания

UПР=IПГ*rab (7.2)

где IПГ - ток касания;

rab - сопротивление провода на участке «ab».

В нормативных условиях UПР не велико, наибольшее его значение соответствует прикосновению человека к сети и составляет не более 5% от напряжения сети U (поскольку сечения проводов выбираются из условия потери напряжения не более 10%).

Стекание тока в землю происходит только через проводник, находящийся с ней в непосредственном контакте. Причинами стекания тока в землю является замыкание токоведущих частей на заземленный корпус эл. оборудования, падение провода на землю, использование земли в качестве провода и т.п. Во всех случаях происходит резкое снижение потенциала заземлившейся токоведущей части до значения, равного произведению тока, стекающего в землю IЗ, на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути, т.е. сопротивление заземлителя растекания тока к.з.

(7.3)

Это явление, весьма благоприятное по условиям безопасности, используют как меру защиты от поражения током, при случайном появлении напряжения на металлических токоведущих частях, которые с этой целью заземляют.

Мероприятия по обеспечению безопасности электроустановок:

Для цеховых установок применяют следующие защитные мероприятия от поражения человека эл. током

1. Обеспечение недоступности токоведущих частей электроустановки

(шкафы, оградительные сооружения и т.п.)

2. Защитное заземление. (ГОСТ 12.1.019-79.ССБТ)

3. Зануление. (ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ)

4. Защитное отключение. (ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ)

5. Применение малых напряжений

Провода, питающие эл. приемник, располагаются в трубах, во избежании случайных повреждений.

В местах постоянного присутствия дежурного персонала для оказания первой помощи пострадавшим должны иметься: аптечка, развешены плакаты о правилах оказания первой помощи, о технике безопасности при работе на эл. установках.

Осмотр и ремонт РУ, ВЛ и КЛ проводится оперативным персоналом, с обязательным выполнением технических и организационных мероприятий.

К техническим мероприятиям относятся:

- Производственная необходимость отключения и принятия мер, препятствующих подаче напряжения к месту работы, вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутирующей аппаратуры

- Вывешивание плакатов - предупреждений

- Заземление и проверка отсутствия напряжения

- Ограждение и сигнализация

Организационные мероприятия:

- Оформление работы нарядом.

- Допуск к работе.

- Надзор во время работы.

- Окончание работы.

Основной и легко исполняемой мерой защиты является зануление - преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки, могущих оказаться под напряжением. Назначение зануления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением относительно земли вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (ГОСТ 12.1.030-35. ССБТ).

Принцип действия зануления - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать ток, способный обеспечить срабатывание защиты и, тем самым, автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. Кроме того, поскольку зануленные корпуса заземлены через нулевой защитный проводник, то в аварийный период проявляется защитное свойство этого заземления - снижение напряжения корпусов относительно земли. Схема зануления многодвигательной установки представлена на рис. 7.1

Для того, чтобы снизить опасные потенциалы при замыкании на корпус, используются повторные заземлители с сопротивлением заземлителя не более 10 Ом.

Питание подводится алюминиевым проводом сечением 25 мм, а роль нулевого проводника выполняет стальная полоса сечением 50 мм.

При использовании зануления регулятора частоты двигателя должны быть выполнены следующие условия [16]:

Iкз = k*Iном , (7.4)

где - коэффициент кратности номинального тока Iном (А) плавкой вставки предохранителя, k=3.

Номинальным током плавкой вставки Iном называется ток, значение которого указано непосредственно на вставке заводом-изготовителем. Номинальный ток Iном в помещении 40 А. Значение Iкз зависит от фазного напряжения сети и сопротивления цепи, в том числе от полного сопротивления трансформатора Zт, фазного проводника Zф, нулевого защитного проводника Zнз, внешнего индуктивного сопротивления петли "фазный провод - нулевой защитный провод" (петли "фаза-нуль") Xп, активного сопротивления заземлений нейтрали обмоток трансформатора Rо и повторного заземления нулевого защитного проводника Rп. Поскольку Rо и Rп, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями, ими можно пренебречь.

Выражение для Iкз будет иметь вид:

Iкз = Uф/(Zт/3 + Zп), (7.5)

где Zп = Zф + Zнз + Xп - комплексное полное сопротивление петли "фаза-нуль".

Удельное сопротивление фазного провода:

p = 0,028 (Ом*мм)/м , Sсеч = 25 мм,

отсюда сопротивление фазного провода:

rф = р * (Lф / Sф) = 0,028 * 300 / 25 = 0,336 Ом.

Удельное сопротивление нулевого провода:

p = 0,058 (Ом*мм)/м , Sсеч = 50 (мм),

отсюда сопротивление нулевого провода:

Rнз = p * (L / S) = 0,058 * 300 / 50 = 0,348(Ом).

Значения Xф и Xнз малы, ими можно пренебречь.

Значение Xп можно определить по формуле:

Xп = 0,145*lg(dср/k* dф) (7.6)

где k = 0,3894,

dср - расстояние между проводниками,

dф - геометрический диаметр.

Расчеты дают значение Xп = 0,556 Ом.

Сопротивление электрической дуги берем равной

rд = 0,02 (Ом), Xд = 0.

В соответствии с мощностью трансформатора

rт = 0,0044 (Ом), Xт = 0,0127 (Ом)

Полное сопротивление петли "фаза-нуль":

(7.7)

Zп = 0,716 (Ом).

При использовании зануления по требованиям ПУЭ (правила устройства электроустановок):

Rнз/Rф = 0,348/0,336 < 2 , следовательно ПУЭ выполняется.

Iкз = Uф/(Zт/3+Zп) = 220/(0,013+0,716) = 301,6 А.

При попадании фазы на зануленный корпус электроустановки должно произойти автоматическое отключение.

Iкз > k*Iном

301,6 > 3*40 = 120

Защитное зануление выполнено правильно, следовательно, отключающая способность системы обеспечена.

Определим напряжение прикосновения и ток через человека до срабатывания защиты:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6