Содержание к диссертации
Введение
1. Проблема эксплуатационной эффективности электропривода рабочих машин в кормоцехах свиноводческих ферм 11
1.1 Показатели эксплуатационной эффективности объекта исследования 11
1.2 Анализ эксплуатационных особенностей работы электропривода в кормоприготовительном производстве 18
1.3 Статистические данные об отказах электродвигателей 23
1.4 Статистика отказов защитных устройств и аппаратуры управления электропривода 27
1.5 Выводы и задачи исследований 39
2. Обоснование способов повышения показателей эксплуатационной эффективности асинхронного электропривода 41
2.1 Основные показатели надежности электропривода 41
2.2 Математические модели надежности электропривода 45
2.3 Выбор экономического критерия эксплуатационной эффективности 62
2.4 Определение оптимального коэффициента готовности по максимальному экономическому эффекту 69
2.5 Выводы 73
3. Моделирование надежности электропривода 75
3.1 Методика использования ПЭВМ для расчёта показателей надёжности 75
3.2.Постановка задач моделирования и методика проведения экспериментов 77
3.3. Результаты моделирования процесса функционирования электропривода рабочих машин 80
3.4.Составление алгоритма вероятностной модели и результаты эксперимента , 85
3.5 Выводы 95
4. Методы и техничекие средства повышения эксплуатационной эффективности электроприводов 96
4.1 Повышение показателей надёжности изменением сроков проведения ТО и модернизацией электропривода 96
4.2 Повышение надёжности электропривода путем внедрения высокоэффективных устройств защиты электродвигателей 101
4.3.Экономическая эффективность внедрения устройств защиты электродвигателей 105
4.4 Определение экономического эффекта от изменения периодичности технического обслуживания электропривода 114
4.5 Выводы 117
Общие выводы 119
Литература
- Анализ эксплуатационных особенностей работы электропривода в кормоприготовительном производстве
- Математические модели надежности электропривода
- Результаты моделирования процесса функционирования электропривода рабочих машин
- Повышение надёжности электропривода путем внедрения высокоэффективных устройств защиты электродвигателей
Введение к работе
В последнее время удельный вес энергоресурсов в себестоимости сельскохозяйственной продукции увеличился до 10% и имеется тенденция к дальнейшему росту. Почти пятикратный диспаритет цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию привёл к резкому снижению покупательной способности и рентабельности производства. Машиностроение резко уменьшило объёмы производства техники для села. Обеспеченность оборудованием животноводческих ферм составило 30...40%, а его износ достиг 85%. В этих условиях предъявляются повышенные требования к функционированию электрифицированных рабочих машин. Качество выпускаемой продукции, экономия энергоресурсов, безаварийная работа электрооборудования тесно взаимосвязаны. Очевидно, что добиться высокого значения этих показателей можно путем совершенствования технической эксплуатации и внедрением более совершенного оборудования.
Низкий уровень имеют такие технико-экономические показатели сельскохозяйственного производства как производительность труда и энерговооружённость. Эти показатели в России по сравнению с США, Германией, Францией в 5-6 раз ниже, а энергоёмкость в 2-3 раза выше, чем в этих странах. Почти на одинаковых с США площадях пашни под зернобобовыми культурами мы получаем их урожай в 4-5 раз меньший. Если учесть, что парк уменьшился почти на 50%, а производство сельскохозяйственной продукции - на 40%, то удельные затраты на единицу ВВП увеличились по сравнению с 1990 г. почти в 2,5 раза. Финансирование сельского хозяйства в объеме 1,3...1,7% от расходного годового бюджета не отвечают современным требованиям аграрной политики государства. ВВП АПК с учетом торговли продукцией, техникой оценивается в 700-750 млрд. руб.[101]. Село платит налоги - до 80 млрд. руб. Только на работу и ремонт имеющегося парка машин затрачивается ежегодно до 100 млрд. руб. В то же время по бюджету 2001 года выделено со всеми добавками на лизинг, семена, удобрения и др. 19 млрд.
5 руб. Это в 16 раз меньше годового ВВП АПК, в 4 раза меньше, чем получено налогов, и в 5 раз - чем сельскохозяйственные товаропроизводители расходуют на работу изношенного МТП. Необходима реализация комплекса организационно — экономических, технологических, правовых и социальных мер, соответствующих механизмов развития инженерной отрасли.
Крупные производители продукции - кормоцехи, комбикормовые заводы, перерабатывающие пункты, насыщены электроприводами технологических машин, для которых характерно длительное время работы в сутки. При таком режиме работы существенное влияние на эффективность их функционирования оказывает надёжность отдельных элементов электропривода. Так, например, отказы электрооборудования кормоцеха свиноферм снижают производительность и качество приготовляемого корма, ведут к перебоям в кормлении животных. Это, в свою очередь, ведёт к потере живого веса свиней. Значение технологического ущерба варьирует в широких пределах и зависит от поголовья животных. Исследования [17, 20] показывают, что в больших механизированных комплексах технологический ущерб превышает стоимость отказавшего оборудования. Аналогичные проблемы возникают и при эксплуатации машин комбикормовых заводов и элеваторов, с той лишь разницей, что ущерб обусловлен снижением производительности и получением продукта пониженного качества. В последние годы, в связи с диспаритетом цен, стоимость отказавшего оборудования приблизилась к величине технологического ущерба.
Очевидно, что для таких объектов технологический ущерб можно снизить за счет сокращения количества отказов и продолжительности времени восстановления, т.е. путем повышения коэффициента готовности. Для повышения этого показателя надежности рекомендуется проводить комплекс общеизвестных профилактических мероприятий, регламентируемых системой ППРЭсх. Однако, финансовые трудности в сельском хозяйстве не позволяют выполнять рекомендуемые мероприятия в полном объеме и энергетические службы занимаются только аварийными ремонтами. Это приводит к тому, что ежегодно выходит из строя 20-25% электродвигателей [105]. Низкую надёжность имеет также коммутационная аппаратура электропривода. Агрессивные условия окружающей среды и тяжёлые режимы работы снижают срок службы этих устройств. Статистические данные показывают, что средняя наработка на отказ аппаратуры управления составляет от трех до пяти лет [80].
Таким образом, возникает проблемная ситуация с одной стороны - отсутствие достаточных средств для проведения профилактических работ, с другой - отказ от профилактики наносит убытки, превышающие затраты на ее проведение.
При анализе этой ситуации необходимо учесть, что цель предпринимательской деятельности заключается в получении максимального дохода. Для предприятий, работающих в условиях рыночной экономики, первоочередной задачей является повышение эксплуатационной эффективности, которое определяется комплексным сочетанием надежности и экономической деятельности объекта. Повышение эксплуатационной эффективности связано с привлечением инвестиций. Так как при этом финансовые средства исключаются из основного производства, то необходимы веские аргументы доходности предлагаемых инвестиционных проектов.
Снижение эффективности существующих рекомендаций по эксплуатации электропривода обусловлено внедрением его новых модификаций, разработкой новых методов и средств диагностики, внедрением принципиально новых устройств защиты от аварийных режимов работы. Например, с выпуском электродвигателей серий 4А, АИ, АИР 5А возникла необходимость повысить точность контроля теплового состояния обмоток статора электрических машин в аварийных режимах. Однако существующие устройства защиты зачастую сами имеют низкую надёжность работы, что приводит к снижению вероятности нахождения в рабочем состоянии всего электропривода. По статистическим данным, из-за большого потока аварий и низкого качества защиты срок службы электродвигателей серии 4А составляет 3-5 лет при общей наработке до отказа 500-2000 часов [48, 49,120, 138]. Следовательно,
7 наряду с повышением надежности электродвигателя необходимо уделять внимание и защитным устройствам. В этой связи, целесообразна разработка таких устройств защиты, которые могли бы контролировать свою исправность и иметь высокий гарантированный срок службы. Такой подход обеспечит более резкий рост коэффициента готовности всего электропривода. Одним из способов повышения коэффициента готовности является сокращение времени восстановления технического объекта. В этой связи, перспективным является выявление отказов на ранней стадии их развития, то есть в состоянии скрытого отказа. Тем более, что для этого имеются достаточно веские научные предпосылки теоретического и практического характеров: в теоретических исследованиях по надежности электродвигателей появляются состояния скрытого отказа; разрабатываются математические модели старения изоляции и прогнозируются сроки службы электрооборудования; создаются технические средства диагностики и защиты электродвигателей; разрабатываются методы оценки надежности электрооборудования с учетом зависимых отказов в условиях сельскохозяйственного производства; исследуются математические модели, позволяющие анализировать сложные аварийные режимы асинхронных электродвигателей [24-26, 117, 137-142, 148-150]. Таким образом, выдвигается следующая рабочая гипотеза: с помощью математических моделей надежности, учитывающих скрытые отказы, можно установить функциональную связь с экономическими показателями деятельности предприятия и на этом основании предложить рациональные сроки технических обслуживании и конкретные устройства защиты электродвигателей.
На основании вышеизложенного была сформулирована цель работы и поставлены соответствующие задачи.
Целью диссертационной работы является повышение эксплуатационной эффективности асинхронных электроприводов кормоприготовительных цехов свиноводческих ферм путем разработки и анализа вероятностных моделей надежности с обоснованием рациональных сроков технических обслуживании и средств защиты электродвигателей от аварийных режимов работы.
8 Задачи исследования:
4 - разработать математические модели надежности электроприводов рабочих машин; установить связь экономических и надежностных показателей эксплуатационной эффективности электропривода; разработать алгоритмы и программы, позволяющие на основе статистических данных построить вероятностные модели надежности электропривода; сравнить расчетные значения показателей надежности электроприводов с полученными на вероятностных моделях; - установить степень повышения надежности электропривода от применения устройства защиты и сроков проведения технического обслуживания (ТО); - рассчитать экономическую эффективность применения устройства защиты и изменения сроков ТО электропривода в кормоцехах свиноферм.
Объект исследования - асинхронный электропривод рабочих машин кормоцехов и устройства защиты от аварийных режимов работы.
Предмет исследования - математические модели надежности электроприводов и их вероятностные характеристики.
Научная новизна работы заключается в следующем: # - с применением методов теории автоматического регулирования, получены математические модели надежности асинхронного электропривода кормоцехов свиноферм с учетом явных и скрытых отказов, позволяющие описать процесс его работы и рассчитать показатели надежности; - обоснованы сроки проведения технических обслуживании электроприводов * в кормоцехах свиноферм и рекомендованы наиболее рациональные устройст ва защиты электродвигателей; - получена вероятностная модель электропривода, позволяющая воспроизво дить явные и скрытые отказы отдельных элементов системы и вычислять показатели ее надежности. * Практическая ценность.
Предложенные математические модели надежности асинхронного элек-
9 тропривода дают возможность получить функции готовности для графов с четырьмя и более состояниями отказов и точнее рассчитать время наступления отказов.
Полученная функциональная связь между надежностью и экономическими показателями позволяет определить рациональные сроки проведения ТО и доказать необходимость модернизации электропривода для конкретных хозяйств.
Разработанные функционально-структурные схемы электропривода и полученные соответствующие функции готовности позволяют определить показатели надежности на любом интервале времени.
Получены рекомендации по проведению мероприятий, повышающих эксплуатационную эффективность асинхронного электропривода, которые можно применить и на другой тип электроприводов.
Разработанные программы для ПЭВМ позволяют рассчитать коэффициент готовности асинхронного электропривода рабочих машин в зависимости от периодичности ТО и по имеющимся данным об отказах, времени работы отдельных элементов.
Внедрение разработанного устройства УВТЗ-5МИ позволит увеличить срок службы электродвигателей и даст возможность использовать УВТЗ-5М для защиты электрических машин от понижения сопротивления изоляции.
Реализация и внедрение результатов работы.
Изготовленные устройства УВТЗ-5МИ установлены в электроприводах рабочих машин в Краснодарском НИИСХ (приложение П.4.1). В кормоцехе свиноферм Сальского консервного завода установлены устройства УВТЗ-5МИ на электроприводах измельчающих машин (приложение П.4.2). Разработанные и изготовленные, при участии соискателя, устройства температурной защиты УТЗ-1 и асимметры «АЧИМСХ-1» установлены в электроприводах основных технологических процессов (в том числе кормоцехах свиноферм) колхоза им. Калинина Кагальницкого района Ростовской области в 1984 г. (приложение П.4.3, П.4.4). Результаты научных исследований используются в учебном про-
10 цессе КГАУ при изучении дисциплин: автоматизация технологических про- цессов, эксплуатация электрооборудования, электропривод.
На защиту выносятся: математические модели надежности асинхронного электропривода, полученные с применением методов теории автоматического регулирования; функционально-структурные схемы электропривода для расчета показателей надежности; алгоритм и программа вероятностной модели электропривода для воспроизведения процессов возникновения и ликвидации отказов; экономически обоснованные рациональные сроки проведения технических обслуживании для электроприводов рабочих машин кормоцехов свиноферм; - принципиальная электрическая схема устройства защиты электродвига- * телей УВТЗ-5МИ.
Анализ эксплуатационных особенностей работы электропривода в кормоприготовительном производстве
Электродвигатели технологических машин отличии от промышленных, работают в сложных и тяжёлых условиях. К особенностям работы следует от нести: несоответствие нагрузки номинальным данным электродвигателя, низкое качество электроэнергии, ограниченная пропускная способность сельских электрических сетей, недостаточная мощность трансформаторов, соизмеримая с мощностью крупных электродвигателей, резкие колебания температуры, высокая влажность и запыленность окружающего воздуха, недостаточная квалификация обслуживающего персонала, низкое качество поступающего оборудования. Следует отметить то, что все перечисленные факторы воздействуют одновременно. При комплексном воздействии затруднительно проводить их контроль и реагировать соответствующим образом. Это приводит к снижению эксплуатационной надежности электродвигателей и других элементов электропривода.
Условия эксплуатации электроприводов основных технологических процессов представлены в таблице 1.1 [118]. Из таблицы 1.1 видно, что к технологическим процессам, имеющим наиболее неблагоприятные режимы работы относится кормоприготовление. Это видно по таким параметрам, как температура окружающей среды - максимальная из рассматриваемых технологий и относительная влажность воздуха - 80-85%. Такие условия работы электроприводов рабочих машин приводят к повышенному нагреву отдельных элементов и понижению сопротивления изоляции. Приготовление кормов производится в отдельных помещениях - кормоцехах.
Отличительной особенностью этих производственных объектов является наличие дополнительного вредного фактора - высокой запыленности помещений. Это ухудшает охлаждение электродвигателей и загрязняет подвижные части коммутационных аппаратов.
Автоматизация процесса кормоприготовления позволила значительно сократить затраты на единицу сельскохозяйственной продукции, с большей отдачей использовать машины, повысить питательность кормов, входящих в рацион животных. Так как кормоцехи предназначены для обслуживания большого поголовья животных, то к показателям надежности их оборудования предъявляются повышенные требования. Анализ существующих рабочих машин кормопроизводства показал, что они, в основном, приводятся в движение от асинхронного нерегулируемого электропривода [3, 8, 9, 18, 56, 58, 67, 68, 78, 85, 90, 99, 129, 145]. Наибольшее время при ремонте электропривода затрачивается на замену электродвигателя. Максимальная трудоемкость замены при ходится на электродвигатели повышенной мощности. Рассмотрим самые характерные электрифицированные механизмы энергоемких технологий кормопроизводства. К таким технологическим процессам относятся: измельчение, смешивание, гранулирование. Наиболее энергоемким процессом в кормопри-готовительных цехах является измельчение поступающего сырья. Для переработки зерновых смесей используют молотковые дробилки типа Ф-1М, КДУ-2, КДМ-2, КДМ-3, на крупных межхозяйственных комбикормовых предприятиях применяют также дробилки типа ДМ-440У, ДДМ, А1-ДДР [13, 59, 68].
В технологии приготовления грубых кормов к вскармливанию первой необходимой операцией является измельчение. Этот процесс позволяет производить дальнейшее смешивание измельченных кормов с другими компонентами, их дальнейшую технологическую переработку и транспортировку. В результате улучшается усвояемость продуктов животными и уменьшается трудоемкость процесса кормления. Наиболее распространенные измельчители: ИГК-ЗОБ, АПК-10, "Волгарь-5", ИКМ-5 и др. Характер нагрузки измельчителей и дробилок - резко-переменный. Это связано с тем, что влажность и физико-механические свойства поступающего сырья различны. Отсюда становится ясной одна из причин выхода электродвигателей из строя - длительная технологическая перегрузка. Кроме того, с измельчающим продуктом иногда поступают посторонние предметы, что приводит к поломке механизма и заклиниванию вала электродвигателя.
Завершающей операцией является смешивание компонентов. С этим процессом кормоприготовления связана эффективность работы всего предприятия. Максимальные мощности приводных электродвигателей имеют смесители-дробилки типа ДСВ» смесители-измельчители ИСК, нагрузка которых зависит от степени измельчения корма и периодичности очистки лопастных мешалок. Надежность работы смесителей в основном снижается от выхода из строя электродвигателей лопастных мешалок. В основном это происходит в результате попадания в емкость посторонних предметов.
Математические модели надежности электропривода
Эффективность эксплуатации электроприводов зависит от показателей его надежности, принятых на стадии проектирования. Точность оценки надежности зависит от соответствия принятых законов распределения времени наработки на отказ и восстановления действительно существующим в эксплуатации. Инженерные методы определения надежности электропривода основаны на использовании экспоненциального распределения. Для получения параметров этого распределения определяются показатели надежности отдельных элементов электропривода: электродвигателя, магнитного пускателя, автоматического выключателя, устройства защиты и т.д. Установить эти показатели можно применив один из трёх методов [129]: 1) расчет по среднегрупповым значениям интенсивностей отказов; 2) коэффициентный метод; 3) расчет на основе данных эксплуатации.
Первый метод предполагает знание интенсивности отказов усредненной по множеству элементов данной группы и количество этих элементов в системе. Данные по интенсивностям отказов отдельных групп, например, транзисторов, реле, кнопок управления табулированы. Режимы работы и условия окружающей среды учитываются поправочными коэффициентами или с помощью кривых зависимостей от соответствующих факторов [76, 129, 147]. Для определения показателей надежности системы, интенсивности отказов отдельных ее элементов, с учетом поправок на режим работы и условия окружающей среды, суммируются по всей системе.
При коэффициентном методе расчета надежности в отличие от предыдущего используют не абсолютные значения интенсивностей отказов элементов, а коэффициенты надежности, которые определяются как их отношение к интенсивности отказов некоторого базового элемента. Поправочные коэффициенты на режим работы и условия эксплуатации вводятся аналогично. Для расчетов по третьему методу необходимо иметь статистические данные о надежности отдельных элементов электропривода. При этом предполагается, что проектируемая аппаратура идентична используемой в реальных условиях эксплуатации и условия ее работы аналогичны. Этот метод наиболее приемлем, так как условия работы электропривода сельскохозяйственного производства сильно отличаются от номинальных, а поправочные коэффициенты не всегда обеспечивают адекватность. Кроме того, другие методы не учитывают снижение надежности элементов при производстве и изготовле нии, а статистика это учитывает естественным образом. Следует отметить, что применение метода расчета по данным эксплуатации должно основываться на корректном использовании литературных данных о надежности, так как опубликованные сведения могут относиться к аппаратуре, выпущенной несколько лет назад по устаревшим технологиям. При этом иногда достаточно экстраполировать значения показателей надежности с учетом модернизации элемента. Данный метод наиболее приемлем также потому, что он относится к структурным методам расчета надежности [36] и они являются основными для расчета комплексных показателей [36].
Один из основных этапов проектирования - составление математической или логической модели процесса функционирования системы, описывающей возможные ее состояния при отказах и восстановлениях и правила переходов из одного состояния в другое. Функциональные связи между элементами могут заменяться логическими. Для реализации математической модели, входящие в нее расчетные формулы должны быть преобразованы в удобный для практического использования вид. Существует несколько способов преобразования и наиболее распространенные из них - это методы интегральных и дифференциальных уравнений, а также метод оценки надежности по графу возможных состояний системы.
Математические модели отказов и восстановлений применяются для оценки комплексных показателей надёжности [36]. Если процессы отказов и восстановлений описываются показательными законами распределения, применяется хорошо разработанный аппарат теории массового обслуживания -марковских случайных процессов. В соответствии с ранее проведенными исследованиями [6, 25, 26, 58, 129] этот математический аппарат можно применить к асинхронному нерегулируемому электроприводу. Данное допущение правомерно даже для распределения типа
Результаты моделирования процесса функционирования электропривода рабочих машин
Для того чтобы вводить значения интенсивностей отказов и восстановлений в полученную модель, исходные и расчетные данные по электродвигателям и аппаратам управления сведены в таблицы П.3.1, П3.2. По этим данным были получены расчетные схемы и графики изменения функций готовности для отдельных машин (рис.ПЗ.1- П.3.8). Анализ полученных графиков показывает, что на вид функций большое влияние оказывает именно скрытые отказы, а также чем больше составляющих электропривода, тем позже наступает стационарный процесс. Большое значение имеет способность, как отдельных элементов электропривода, так и всего привода в целом контролировать свою исправность. Это приводит к тому, что отказы из скрытых переходят в разряд явных, а этим повышается, и уровень готовности данной системы и раньше наступает стационарное состояние.
На этом этапе создается математический логический аналог реальной физической системы. Данный аналог должен содержать сведения о логической структуре системы и о надежности составляющих ее элементов.
Асинхронный нерегулируемый электропривод рабочих машин кормоцехов включает следующие основные группы элементов: электродвигатели, устройства защиты, коммутационные аппараты. К устройствам защиты относятся тепловые реле, токовые реле, специальные виды защит. К коммутационным аппаратам ручного и дистанционного управления относятся магнитные пускатели, контакторы, реле, автоматические выключатели, рубильники, кнопки управления нажимного действия, тумблеры, путевые выключатели и др. На электропривод оказывают воздействие эксплуатационные факторы, случайным образом влияющие на его элементы и приводящие, в одних случаях к скрытым отказам, в других - к явным. В диссертации использована статистика отказов по каждому элементу электропривода в зависимости от технологического процесса (глава 1). Согласно этим данным, в модели используются экспоненциальный закон распределения наработки до отказа отдельных элементов электропривода и закон Вейбулла. Время восстановления при явных отказах необходимо моделировать по экспоненциальному закону. Возникающие скрытые отказы обнаружить можно при очередном техническом обслуживании. В период между очередными ТО закон распределения времени восстановления скрытых отказов равномерный, так как они связаны со случайным потоком множества внешних и внутренних факторов.
Обнаружение аварийного режима электродвигателя зависит от конкретного типа аварии: быстро обнаруживающиеся (заклинивание, обрыв фазы), обнаруживающиеся при очередном ТО (снижение сопротивления изоляции, технологические перегрузки, ухудшение охлаждения, износ подшипников, заводские дефекты, прочие). Интенсивность отказов аппаратов защиты и коммутационной аппаратуры принимается с учетом коэффициентов само контроля. Все возникающие отказы независимы друг от друга. Имитируемый срок службы электропривода необходимо брать по по амортизационному периоду - 8 лет. Для вероятностной модели принимаем время моделирования процесса функционирования электропривода по гарантийной наработке электродвигателя серии 4А - 20000 часов /109/. Процесс функционирования электропривода будет представлять собой чередование периодов нормальной работы и восстановления. За время моделирования необходимо учитывать все отказы по каждому элементу электропривода. Процесс функционирования электропривода необходимо имитировать для различных период ичностей технических обслуживании: 1 месяц, 2 месяца, 3 месяца. По окончанию процесса моделирования показатели надежности следует определять в соответствии с ГОСТ 27.002 [45] в стационарном и нестационарном режимах эксплуатации.
На основе формализации процесса функционирования электропривода был составлен алгоритм вероятностной модели, который представлен на рисунке 3.6. Показанные операторы выполняют следующие процедуры. Операторы 1, 2 - производят начало программы, задают время моделирования и начальную периодичность ТО. Оператор 3 - устанавливает начальные значения переменным и производит генерирование наработок на отказ всех элементов в соответствии с выбранным законом распределения. Оператор 4 - определяет элемент имеющий минимальную наработку на отказ. Оператор 5 - производится проверка длительности минимального значения наработки на отказ. Если она окажется больше заданной длительности моделирования, то производится обработка результатов. Если же она окажется меньше заданной, то будут вычисляться показатели надежности: среднее время ремонта, средняя наработка на отказ, коэффициент готовности. Данная ветвь на начальном этапе моделирования маловероятна и дальнейший ход процесса это переход к оператору 6.
Повышение надёжности электропривода путем внедрения высокоэффективных устройств защиты электродвигателей
Из полученных расчетных данных видно, что величина среднегодового эффекта зависит от принятой нормы доходности.
Рассмотрим вариант замены устройства защиты УВТЗ-5М на УВТЗ-5МИ. Замена будет производится в электроприводе "Волгарь-5". Исходные данные для расчета принимаем из предыдущего примера. Дополнительные расчетные данные. Коэффициент готовности электропривода с УВТЗ-5М - 0,982. Коэффициент готовности электропривода с УВТЗ-5МИ - 0,99.
Так как устройства защиты аналогичны по принципу действия и их цены одинаковые, то результаты Р будут выражаться только в получении дополнительного дохода от снижения технологического ущерба Ут. Эксплуатационные затраты И по обоим вариантам одинаковые, следовательно, их можно не учитывать в дальнейших расчетах. Годовой дополнительный доход в виде снижения технологического ущерба составит: ДУТ=8001200 (0,99-0,982)=7680 (руб.).
Определение ЧДД производим по формуле (2.35), которая для данного случая принимает следующий вид: ( їїу- Іа У (4Л0) Используя данные таблиц 4.3-5.5 получим следующие значения ЧДД при различных уровнях инфляции: ЧДД&=0]= 7680(1+0,982+0,965+0,947+0,93+0,914+0,898+0,882)=57740 руб. ЧДДь ,ч%= 7680(1+0,964+0,93+0,89 7+0,865+0,834+0,804+0,775)= 54290 руб. ЧДД&=0М= 7680(1+1,018+1,036+1,055+1,0 73+1,093+1,112+1,132)= 65430 руб. 114 4.4 Определение экономического эффекта от изменения периодичности технического обслуживания электропривода
Изменение периодичности проведения ТО оказывает большое влияние на коэффициент готовности электропривода. Однако, увеличение количества профилактических мероприятий требует дополнительных затрат и увеличения штата электрослужбы. Эффект от изменения периодичности ТО можно рассчитать по формуле: Эг= Лод ГАгн-Агб) Л5. (4.11) Рассчитаем значение эффекта в результате замены периодичности ТО с 3 до 1 месяца для электроприводов, работающих в комплекте оборудования ОГМ-0,8. Исходные данные. Производительность агрегата ОГМ-0,8 - 900 кг/ч. Доля потерь продукции за час простоя а=0,1. Цена единицы основной продукции 20 руб./кг. Трудоемкость ТО - 13 ч, ТР -81,3 ч. Часовая тарифная ставка при проведении ТО — 7,15 руб. Цена и количество электродвигателей: электродвигатель 45 кВт (1 шт.) - 50000 руб.; электродвигатель 11 кВт (1 шт.) - 12000 руб.; электродвигатель 7,5 кВт (1 шт.) -8250 руб.; электродвигатель 5,5 кВт (1 шт.) - 5000 руб.; электродвигатель 1,1 кВт (5 шт.) - 1600 руб.; (остальные элементы электропривода не учитываются, так как незначительно влияют на результаты расчетов). Нормы дисконта - 0,12; 0,15. Уровень годовой инфляции - 13%. Норма амортизационных отчислений - 14,2%. 115 Время работы в год - 600 часов. Время работы в сутки - 6 часов. Дополнительные расчетные данные.
Срок службы электродвигателей в базовом варианте - 3 года. Коэффициент готовности электропривода до изменения периодичности ТО -0,250. Срок службы электродвигателя в новом варианте - 8 лет. Коэффициент готовности электропривода после изменения периодичности ТО -0,534. Дополнительный отток денежных средств, связанный с затратами на оплату труда при проведении 2-х дополнительных ТО в сезон рассчитаем по формуле: Изп=(1,14ОТ0СН) 1,37=(1,14 2 0,9 7,1513) 1,37=260 руб. Отток денежных средств, связанный с точной настройкой 9-ти тепловых реле составляет: Hjn=(l,14 ОТ0СИ) 1,37=(1,14 30,9 7,15 9) 1,37=270 руб. Дополнительный годовой доход в виде снижения технологического ущерба: ДУТ=0,1 900 20 600 (0,534-0,250)=306700 руб.
На 3-й и 6-й годы при защите с настроенными тепловыми реле по прежней периодичности ТО должен наступить выход электродвигателей из строя. Следовательно, в эти годы будет дополнительный приток средств от экономии затрат на приобретение и установку электрических машин в размере 141525 руб.
Расчеты ведем для различных нормативов доходности капиталовложений, так как точная ставка зависит от конкретного инвестора. Результаты расчетов приведены в таблицах 4.6 - 4.7.
