Установки пневматического транспорта

 

В пневматических установках груз перемещается по трубопроводу в струе воздуха вследствие разности давлений в начале и конце трубы, создаваемой нагнетательными или вакуумными насосами (рис. 11).

 

Рисунок 11 - Схема всасывающе-нагнетательной пневмотранспортной установки

1-всасывающий трубопровод, 2- воздуходувка, 3-циклон-пылеуловитель, 4-осадительная камера, 5- шлюзовой затвор, 6-нагнетательный трубопровод,7-разгрузитель                                                                                                                                                                                          

При выборе пневмотранспортной установки нужно определить расход воздуха, диаметр трубопровода, мощность привода. Сначала выявляется трасса и определяется величина перемещения по горизонтали и вертикали. Потребная производительность пневмотранспортной установки принимается равной заданному грузопотоку ТГК. Техническая производительность пневмотранспортной установки:

 

                                       , т/ч,            (59)

где μ – коэффициент концентрации смеси, равный отношению массы перемещаемого в единицу времени груза к массе израсходованного на это перемещение воздуха, кг/кг;

  V _в – расход воздуха, м³/с;

 γ_в – плотность атмосферного воздуха (γ_в =1,2 кг/м³).

Коэффициент μ зависит от диаметра и конфигурации материалопровода, высоты подъема груза, давления в трубе, расстояния перемещения, степени сыпучести и слеживаемости. Он составляет для установок низкого давления 3…5; для всасывающих установок высокого вакуума 24…35, для нагнетательных установок высокого давления 40…75.

Скорость движения воздушного потока в материалопроводах v _м выбирается из условия устойчивой работы установки с учетом скорости витания v _в:

            v _м = к _μ v _в, м/с ,          (60)

 

где к _μ – опытный коэффициент, зависящий от величины μ.

Скорость витания – это наименьшая скорость восходящего воздушного потока в вертикальном трубопроводе, при которой частицы груза находятся во взвешенном состоянии. В курсовой работе v _в можно принять на основе табл.7, а коэффициент к _μ по табл.8.

Таблица 7 – Скорость витания v _в

Материал	Удельная плотность, т/м^3	Объемная плотность,  т/м^3	Расчетная круп-ность, мкм	Скорость  витания, м/с	Скорость транспор-тирования, м/с
Портландцемент	3,2	1…1,2	60	0,22	9…18
Угольная пыль	1,4	—	70	0,14	8…13
Апатитовый концентрат	3,2	1,7	85…102	0,34…0,53	10…20
Антрацитовый штыб	1,35	—	4400	7,5	25…35
Закладочные материалы	2,3…2,6	—	45000	31,2	50…70
Формовочный гипс	2,6	0,65…0,85	86	0,34	9…18

 

Таблица 8 – Коэффициент концентрации смеси к _μ

Величина μ	Величина к μ
≤1	1,25…1,3
2	1,5
10…15	2…2,5
>15	2,5…3

 Из уравнения (59) следует:                .          (61)

С другой стороны:                                  ,  (62)

где D – диаметр трубопровода, м;
   к_п – коэффициент, учитывающий потери воздуха через неплотности трубопровода и питателей  (к_п =1,1…1,15).

Следовательно, диаметр трубопровода можно определить из этих формул:

, м.   (63)

Полученную величину D следует округлить до ближайшего меньшего значения из ряда диаметров труб, изготавливаемых промышленностью. Мощность привода компрессора (или вакуумного насоса) определяется выражением     
                           , кВт,                  (64)

где Σ P - суммарные потери давления в трубопроводе (потребный напор), МПа,
  η – коэффициент полезного действия привода (η =0,8…0,9).

Σ P =1,25(P ₁ + P ₂ + P ₃ + P ₄ + P ₅ + P ₆),         (65)
где P ₁ – необходимый вакуум у сопла всасывающей установки или потери  
  напора  при вводе груза в трубопровод (в курсовой работе

                                              P ₁ =0,005…0,01 МПа;
    P ₂ – потери на перемещение аэросмеси по трубопроводу на расстоя-ние L по горизонтали и на высоту h:
            , Па;             (66)

    к – коэффициент, зависящий от рабочей скорости v _м (его в курсовой работе можно принять при v _м = 15; 20; 25 м/с равным 0,46; 0,33 и 0,24 соответственно);
Р₃ –потери на вертикальный подъем аэросмеси:
                             , Па;            (67)
Р₄ – средние потери в отводе или колене:
                     , Па;           (68)
  Р₅ – потери в разгружателе (в курсовой работе Р₅ = 2 кПа);
  Р₆ - потери в фильтре (в курсовой работе Р₆ = 1 кПа).
Конкретная модель пневмоперегружателя может быть выбрана с учетом вычисленных параметров из ряда агрегатов, выпускаемых  промышленностью, например,перегружатель NEUERO GSD (табл. 9).

Перегружатели NEUERO GSD можно эффективно использовать для перегрузки на участках вагон-склад, грузовик-силос, судно-бункер, судно-судно и в обратном направлении. Спектр материалов, которые может перегружать пневмоконвейер NEUERO, широк - от различных сельскохозяйственных культур (таких как пшеница, ячмень, овес, горох, просо, кукуруза, подсолнечник и т.п.) до окиси алюминия, сернокислого натрия, деревянной стружки и удобрений.

Таблица 9 - Модели пневмоперегружателей NEUERO GSD

Модель Максимальная производительность, т/ч Средняя производительность, т/ч GSDL 150/40 EL 35 20 GSDL 150/60 EL 40 30 GSD 210/75 EL 45 38 GSD 210/150 EL 120 75 GSD 210/150 EL-TA8 120 82 GSD 210/150 EL-TA8+DA5,5 120 82 GSD 250/250 D 160 115 GSD 250/250 D-TA8 160 125 GSD 250/250 D-TA8+DA7,5 160 125 GSD 250/220 EL 160 125 GSD 250/220 EL-TA8 160 125 GSD 250/220 EL-TA8+DA7,5 160 125

   3.10 Определение потребного количества рабочей силы

Общероссийским классификатором профессий рабочих, должностей служащих и тарифных разрядов (ОКПДТР) предусмотрено, что профессии рабочих включают в себя профессии рабочих в соответствии с Единым тарифно-квалификационным справочником работ и профессий рабочих (ЕТКС), а также профессии рабочих, права и обязанности которых предусмотрены в уставах, специальных положениях и соответствующих постановлениях, регламентирующих состав профессий в отраслях экономики. Должности служащих классифицированы на 3 категории: руководители, специалисты и другие служащие.

Рабочие делятся по условиям труда (нормальные, тяжелые и вредные, а также особо тяжелые и особо вредные) и по степени механизации труда:

1.Рабочие, выполняющие работу на автоматах, автоматизированных
       агрегатах, установках, аппаратах;2.Рабочие, выполняющие работу при помощи машин и механизмов;3.Рабочие, выполняющие работу вручную при машинах и механизмах;4.Рабочие, выполняющие работу вручную не при машинах и механизмах;5.Рабочие, выполняющие работу вручную по наладке и ремонту машин и  механизмов.

В штат рабочих ТГК входят аккумуляторщики, бункеровщики, весовщики, водители авто – и электропогрузчиков, водители автомобилей, грузчики, кладовщики, комплектовщики, машинисты кранов и штабелеров, машинисты бульдозеров, экскаваторов, машинисты гидрав­личе­ских и пневматических перегружателей, операторы вагоноопрокидывателей, опе­раторы конвейеров, приемосдатчики, стропальщики, слесари-механики и слесари-электрики, и др.

Перечень потребных профессий устанавливается в соответствии с принятым технологическим процессом погрузочно-разгрузочных работ на ТГК, а коли­че­ство рабочих соответствующей профессии может быть определено с помощью Межотраслевых норм времени на погрузку, разгрузку вагонов, автотранспорта и складские работы, утвержденных постановлением Минтруда РФ от 17.10. 2000 г. N 76:

   (69)

где  Ч_р – количество производственных рабочих;

Н_вр – норма времени на единицу работы;

Т_р – количество рабочих дней в году.

Норма времени – это рабочее время, необходимое для качествен­ного выполнения единицы ра­боты или выпуска единицы продук­ции исполнителем или группой исполнителей. Нормы времени установлены для механизаторов в ч; для грузчиков, стропальщиков, насыпщиков цемента т.п. - в чел.-ч на единицу измерения (т; шт; м³ и т.п.).

Нормой выработки называется количество продукции или объём работы (в тоннах, вагонах, штуках и других единицах измерения), который должен быть выполнен одним или группой ра­ботников в единицу времени. Обычно норма выработки Н_выр устанавливается на 1 ч или смену при выполне­нии одной и той же работы или нескольких регулярно повторяю­щихся работ:

, (70)

где  Т_см  - продолжительность смены, ч;

Н_выр – норма выработки на одного рабочего, т/чел.-ч;

Для складов машиностроительных заводов некоторые нормы выработки при­ведены в табл.10. Кроме того, следует учесть, что часть работников находится в отпусках, выполняет общественные обязанности, болеет и т.п.

Таблица 10 – Нормы выработки

Наименование склада	Нормы выработки на 1 рабочего, т в смену
	при полностью ме­ха-низированном цикле работ	при частично меха­низи-рованном цикле работ
Склад металла	35-45	20—30
Центральный материальный склад	10-15	6—10
Склад готовой продукции	10—20	5—10
Склад стройматериалов и огнеупо­ров:
штучные материалы	15—20	8-12
сыпучие материалы	20—30	5—8
Склад металлоотходов	10-15	5-8

 

Поэтому списочный состав работников Ч_сп (предусмотренный штатным расписанием) больше, чем явочный состав Ч_яв (необходимый для занятия всех рабочих постов):

,

где  b- коэффициент перехода от явочного состава к списочному (b=1,15).

Количество руководителей, специалистов и других служащих определяется в зависимости от вместимости и специфики работы склада. Обычно их численность не пре­вышает 15% рабочих.

В курсовой работе количество рабочих может принято по нормам обслуживания подъемно-транспортных машин, например, на контейнерном козловом кране заняты один крановщик и два стропальщика, на электропогрузчике – один водитель.

Численность других категорий работников в курсовой работе может быть принята в количестве: инженерно-технический персонал – 16%, счетно-конторский персонал – 6% и младший обслуживающий персонал (вспомогательные рабочие, уборщики) – 2% от численности производственных рабочих.

 

3.11 Экономическое обоснование выбора лучшего варианта ТТС

На базе приведенных выше рекомендаций разрабатываются два варианта проекта ТГК, имеющие одинаковые исходные данные и отличающиеся финишными технико-технологическими и эксплуатационными параметрами. Реализация проекта ТГК связана со значительными вложениями материальных и финансовых ресурсов, то есть инвестиций.

Выбор рационального варианта производится на основе сравнения технико-экономических показателей конкурирующих вариантов. Для сравнения инвестиционных проектов могут быть исполь­зованы различные по­казатели:

· чистый доход;

· чистый дисконтированный доход;

· индекс доходности;

· внутренняя норма доходности;

· срок окупаемости;

· другие показатели, отражающие интересы участников или специфику проекта.

Порядок определения названных показателей рассматривается в дисциплине «Экономика отрасли» на 4 курсе. В курсовой работе по ТГС можно провести сравнение вариантов по упрощенной методике, приняв в качестве критерия эффективности минимум приведенных затрат, понимая некоторую ограниченность этого критерия:

                                       ,            (71)

где П_з – приведенные затраты, руб.;

  Е_эф – коэффициент эффективности, показывающий долю компенсируемых в
           течение года инвестиций - аналог нормы дисконта (в курсовой работе можно принять Е_эф= 0,12);

К – капитальные вложения, руб.;

Э – текущие издержки (годовые эксплуатационные расходы), руб.        

То есть, лучшим из сравниваемых является вариант, по которому приведенные затраты минимальны. Потребные для реализации проекта капитальные вложения К определяются выражением:

                                                 (72)

где К₁ – стоимость складских зданий и сооружений, тыс. руб.;               

 К₂ – стоимость грузоподъемных машин, тыс. руб.;

  К₃ – стоимость транспортирующих машин и устройств, тыс.руб.;

  К₄ – стоимость железнодорожных погрузочно-разгрузочных, подкрановых путей, автомобильных дорог, тыс.руб.

Стоимость грузоподъемных машин зависит от их количества и цены одной машины, стоимость складских зданий и сооружений определяется их площадью или объемом и соответственно ценой 1 м² площади или 1 м³ объема. Стоимость транспортирующих машин состоит из стоимости оконечных устройств (приводной и разгрузочной станции конвейера, землесоса, зумпфа и водоотделителя гидротранспортной установки, пневмоперегружателя и отделителя пневмотранспортной установки и др.) и стоимости их линейных частей, которая зависит от их протяженности.

Стоимость линейных строительных сооружений также зависит от их длины и цены 1 погонного метра. Расчет инвестиций на реализацию проекта ТГК может быть произведен в табличной форме (табл. 11). Одновременно в этой таблице удобно вычислить и амортизационные отчисления, предназначенные для возмещения износа основных фондов (зданий, сооружений, машин).

Таблица 11 - Пример расчета капитальных затрат на сооружение ТГК и амортизационных отчислений

Наименование		Единица измерения	Количество	Цена за единицу  измерения, тыс. руб.	Стоимость, тыс.руб.	Норма амортизации, %	Сумма амортизационных отчислений, тыс.руб.
Здание крытого склада железобетонное высотой 10,8 м		м^2	2160	6,2	13392	1,2	160,7
Здание (ангар) из легких металлических конструкций шириной 24 м, высотой 7,5 м утепленное		м^2	1440	1,8	2592	2,5	41,5
Стеллаж для поддонов, размер ячейки 1400х800х900, нагрузка на полку 380 кг, серия «Уницинк»		пакето-место	2400	0,7	1680	10	26,9
Кран-штабелер мостовой, грузоподъемность 1 т, пролет 11,1 м		шт	2	173	346	10	34,6
Кран мостовой, грузоподъемность 10 т, пролет 22,5 м		шт.	2	650	1300	10	130
Напольный электроштабелер EBS 32/12 (Италия)¸грузоподъемность 1,2 т, высота подъема 3,2 м		шт.	3	390	1170	10	117
Мобильная эстакада для обработки вагонов и автомобилей		шт.	1	234	234	14	32,8
Электропогрузчик ЭП-1560, грузоподъемность 1,5 т		шт.	4	308	1232	10	123.2
Площадка открытого склада с железобетонной одеждой		м^2	3400	1,1	3740	4,5	168,3
Приемный бункер		м^3	180	1,2	216	3	6,5
Кран козловой электрический КК-20/5, пролет 32 м		шт.	1	920	920	5	46
Путь подкрановый для козлового крана		м	100	1,7	170	4,2	7,1
Кран железнодорожный КЖ-561, грузоподъемность 25 т		шт.	1	2206	2206	10	176,5
Путь железнодорожный		м	350	3,5	1225	4,8	58,8
Дорога автомобильная		м^2	1800	0,9	1620	6	97,2
Ленточный конвейер, ширина ленты 600 мм	приводная станция	шт.	1	52	52	10	5,2
	линейная часть	м	90	5,1	459	10	45,9
	натяжная станция	шт.	1	19	19	10	1,9
	разгрузочная тележка	шт.	1	54	54	10	5,4
Экскаватор-погрузчик ТО-49, грузоподъемность 0,75 т		шт.	1	350	350	16.7	58,5
И Т О Г О					32977		1220,8

Общую сумму теку­щих затрат на переработку грузов ТГК называют эксплуатационными расходами, а удельную величину затрат, приходящихся на 1 т переработанного груза, - себе­стоимостью погрузочно-разгрузочных работ.

Эксплуатационные расходы Э группируются в зависимо­сти от экономического содержания по следующим элементам:

· материальные затраты Э_м;

· затраты на оплату труда Э_от;

· отчисления на социальные нужды Э_сн;

· амортизация основных фондов Э_а;

· прочие затраты Э_п.

К материальным затратам относятся ТГК: мате­риалы, расходуемые на ремонт и содержание зданий, сооружений и машин; топливо и энергия; износ ма­лоценных и быстроизнашивающихся предметов и др.   

Затраты на оплату труда включают основную и дополнительную оплату труда основного производственного персонала пред­приятия.  

Отчисления на социальные нужды – это взносы в Пенсионный фонд, фонды социального и медицинского страхования. Они производятся по опреде­лён­ным нормативам от фонда оплаты труда. Величина этих нормативов устанавливается в законодательном порядке. 

 К амортизации основных фондов относятся все амортизационные отчисления по основным средствам.

Прочие затраты – это налоги, сборы, платежи и другие обязательные отчисления, производимые в соответствии с установленным законодательством порядком, затраты на оплату процентов по полученным кредитам, износ нематериальных активов, представительские расходы, расходы на подготовку кадров и др.

То есть, эксплуатационные расходы определяются по формуле:

              , руб.               (73)

Их расчет удобно вести в табличной форме (табл. 12).

Таблица 12 – Калькуляция себестоимости грузопереработки на 2020 год
№ п/п	Наименование расходов	Расходы
		всего, руб	на 1 т, руб
1	Материальные затраты, всего
	в том числе:
	- топливо
	- электроэнергия
	- ремонт и техническое об­служивание подвижного состава и погрузочно- разгрузочных машин
	- ремонт зданий и сооружений
2	Основная и дополнительная заработная плата
3	Отчисления на социальные нужды
4	Амортизационные отчисления
5	Прочие
	ИТОГО

 

Для корректного расчета эксплуатационных расходов (калькуляции) требуется достаточно полная информационная база. В данной курсовой работе ее нет, поэтому в ней можно ограничиться приближенными расчетами.

Материальные затраты определяются по каждому объекту и затем суммируются. Так затраты на топливо для каждой ПТМ с двигателем внутреннего сгорания составляют:

      Э_{т i} = с_т Т_г Т_с к_в d N_i, руб.,                  (74)

где с_т – цена 1 кг топлива, руб.(в курсовой работе с_т = 50);

  d – норма расхода топлива, кг/кВтч (в курсовой работе d =0,24);

  N_i – мощность двигателя i –той ПТМ, кВт.

Затраты на силовую электроэнергию для i –той ПТМ равны:

          Э_{эс i} = с_эс Т_г Т_с к_в к_м N_i, руб.,                                      (75)

где с_эс – тариф на 1 кВтч силовой электроэнергии, руб. (с_э= 4,1);

  к_м – коэффициент неодновременности работы механизмов ПТМ (в курсовой работе для ПТМ циклического действия к_м =0,5, для ПТМ
непрерывного действия – 0,9);

     N_i - установленная мощность электродвигателей на i –той ПТМ, кВт.

Затраты на осветительную электроэнергию по i –тому участку склада составляют:

      Э_{о i} =с_эо Т_г Т_с δ F_i ρ, руб.,                                        (76)

где с_эо – тариф на 1 кВтч силовой электроэнергии, руб. (с_э= 4,1);

     δ – коэффициент, учитывающий продолжительность освещения в течение суток (в курсовой работе δ =0,4);

   F_i –площадь i –го участка склада, м²;

     ρ - норма освещенности i –го участка склада, кВт/м² (в курсовой работе для открытых складов ρ = 0,01; для закрытых – 0,015; для служебных  помещений – 0,02).

Понятно, что после выполнения расчетов по формулам (74)-(76) по каждому объекту результаты суммируются и заносятся в табл.12.

Затраты на ремонтные материалы в курсовой работе можно принять в размере 3% от стоимости основных фондов для технических средств и 0,5% для зданий и сооружениий.

Затраты на оплату труда равны

,          (74)

где Ч_пр, Ч_итр, Ч_скп, Ч_моп – списочная численность соответственно
       производственных рабочих, ИТР, СКП и МОП, чел.;

З_пр, З_итр, З_скп, З_моп – среднемесячная заработная плата соответственно
      производственных рабочих, ИТР, СКП и МОП, руб. В курсовой работе
можно принять З_пр= 46500 руб., З_итр = 57000 руб., З_скп =33000 руб., З_моп =26000 руб.

Отчисления на социальные нужды составляют в настоящее время 26 % от Э_от, в том числе Пенсионный фонд 22%, Фонд обязательного медицинского страхования – 5,1% и Фонд социального страхования – 2,9%, то есть:

                         Э_сн = 0,3 Э_от, руб.                    (75)

Амортизационные отчисления определяются для каждого объекта по формуле:

                          Э_а = τ _i К _i 10^-2, руб.,                    (76)

где τ _i – норма амортизации на i -тый объект, %;

   К _i – капитальные вложения на i -тый объект, руб.

В табл. 11 приведены примеры определения амортизационных отчислений. Прочие затраты в курсовой работе рекомендуется принять:

                              Э_п = 0,7 Э_от.                       (77)

Представляет интерес себестоимость переработки 1 т груза с:
                                                 , руб./т.               (78)

Знаменатель в выражении (78) представляет собой грузооборот ТГК.

Важным показателем для анализа работы ТГК является также производительность труда П_тр:

 .       (79)

 Теперь есть все необходимое, чтобы по формуле (71) определить приведенные затраты и выбрать лучший из сравниваемых вариант ТГК. Полученные показатели сводятся в табл. 13.

Таблица 13 - Сводные показатели по вариантам ТГК

№№ п/п	Наименование показателя	Вариант
		I	I I
1	Годовой грузопоток, тыс.т
2	Годовой грузооборот, тыс.т
3	Годовая грузопереработка, тыс.т·оп.
4	Эксплуатационные расходы, тыс.руб.
5	Капитальные вложения, тыс.руб.
6	Приведенные затраты, тыс.руб.
7	Численность персонала, чел.
8	Себестоимость переработки 1 т, руб./т
9	Производительность труда, тыс.т·оп./чел.год