Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ методов обезвреживания жидких отходов производства и потребления и методов исследования энерготехнологических процессов химической технологии 8
1.1. Термические методы обезвреживания и переработки отходов 8
1.1.1. Жидкофазное окисление 8
1.1.2. Гетерогенный катализ 11
1.1 .3. Газификация отходов 17
1.1.4. Пиролиз отходов 19
1.1.5. Плазменный метод 25
1.1.6. Огневой метод 27
1.2. Методы анализа энерготехнологических процессов химической технологии 36
Глава 2. Технология термического обезвреживания отходов. промышленный балансовый эксперимент 44
2.1. Технология огневого обезвреживания станции термического обезвреживания жидких отходов 44
2.1.1. Общая характеристика производства 44
2.1.2. Характеристика исходного сырья, материалов и полупродуктов 44
2.1.3. Описание технологического процесса 48
2.2.1. Материальный баланс 51
2.2.2. Тепловой баланс 52
Глава 3. Эксергетический анализ установки термического обезвреживания жидких органических отходов 54
3.1. Методика оценки эксергетических потерь 56
3.2. Эксергетический анализ системы 66
3.3. Анализ эксергетических потерь в элементах действующей системы 68
3.3.1. Определение потерь эксергии в циклонной печи с учетом компримирования воздуха 69
3.3.2. Определение потерь в скруббере 76
3.3.3. Определение потерь в газопромывателе 78
Глава 4. Выбор оптимальных режимов термического обезвреживания на основе вероятностно-статистического подхода 82
4.1. Разработка методики оптимизации режима работы циклонной печи с четырьмя поясами горении и алгоритм решения задачи 88
4.2. Анализ результатов оптимизации циклонной печи 95
Глава 5. Технические предложения по разработке энергосберегающих технологических схем и экономическая оценка развития производственного комплекса по обезвреживанию отходов производства и потребления 96
5.1. Использование паро- и газотурбинных агрегатов для утилизации вторичных энергоресурсов 98
5.2. Использование термодинамического цикла Ренкина для рекуперации энергии низкого потенциала 103
5.3. Эксергетический анализ энергосберегающих технических предложений 105
5.4. Экономическая оценка технологии по сжиганию жидких органических отходов 128
5.4.1. Общие принципы расчета себестоимости услуги по утилизации отходов 128
5.4.2. Расчет себестоимости услуг по утилизации отходов для установки термического обезвреживания циклонного типа, рассчитанной на жидкие отходы 131
Список использованных источников 141
Приложение 148
- Жидкофазное окисление
- Общая характеристика производства
- Анализ эксергетических потерь в элементах действующей системы
- Анализ результатов оптимизации циклонной печи
Введение к работе
Развитие современной промышленности в России и рост числа субъектов хозяйствования, неизбежно приводит к увлечению количества образуемых отходов, представляющих опасность для окружающей среды. В свою очередь, рост потребления также приводит к увеличению количества такого рода отходов. На данный момент, работа по их обезвреживанию ведется случайным образом и охватывает меньшую часть образуемых отходов. В связи с этим, проблема обезвреживания отходов производства и потребления приобретает первостепенное значение, как для охраны окружающей природной среды, так и для предприятий, образующих отходы.
Согласно действующему Федеральному Закону «Об отходах производства и потребления» от 24 июня 1998 года № 89 - ФЗ в редакциях Федерального Закона от 29 декабря 2000 года №169 - ФЗ и Федерального Закона от 10 января 2003 года № 15 - ФЗ, обезвреживание опасных отходов является обязательным, для всех образующих их субъектов хозяйствования. При этом Приказом Министерства природных ресурсов РФ № 511 «Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» утвержден перечень веществ, отнесенных именно к опасным отходам.
В связи с этим, а также в связи с отсутствием у большинства субъектов хозяйствования удовлетворительных технологий и оборудования для обезвреживания отходов, возникает задача организации специализированного производства по обезвреживанию.
С учетом того, что оборот отходов в Российской Федерации строится на возмездной основе, а также учитывая требования конкурентоспособности ценообразования на услуги по обезвреживанию, необходимым является выбор наиболее универсального метода обезвреживания и оптимальной, с точки зрения энергосбережения, организации производства.
Производство по обезвреживанию отходов, безусловно, следует рас-
сматривать как энерготехнологическую систему (ЭТС). Это объясняется, как правило, существенным энергопотреблением с одной стороны, и стремлением максимального использования внутренних энергоресурсов и возможностью снижения внешних энергетических затрат - с другой. Таким образом, энерготехнология рассматривается, прежде всего, в аспекте энергосбережения и как предельный случай - создание энергозамкнутых производств, подразумевающих максимальную степень согласованности источников и стоков энергии.
Себестоимость обезвреживания отходов в основном определяется удельными затратами энергоносителей на единицу объема, а не условно-постоянными затратами предприятия. Таким образом, задача создания высокоприбыльного, конкурентоспособного производства практически сводится к задаче создания энергозамкнутого производства, что в первую очередь связано с определением структуры оптимального энергетического взаимодействия и выбором нагрузок на макроуровне (технологическая схема)'и оптимизацией энергопотребления на микроуровне (реакционные и массообменные процессы).
Данная диссертационная работа посвящена анализу и оптимальной организации технологии огневого обезвреживания жидких отходов производства и потребления.
Эксергетический анализ элементов ЭТС огневого обезвреживания жидких органических отходов позволяет определить потери работоспособной энергии в процессах, выявить причины этих потерь, возможность или невозможность их устранения и определить наиболее неэффективные процессы.
Для выбора оптимального режима работы циклонной печи с четырьмя поясами горения был использован вероятностный информационно - термодинамический подход, позволяющий для объектов с иерархической структурой прогнозировать оптимальное распределение нагрузок по зонам.
В качестве критерия оптимизации выбрана энтропия системы, максимальное значение которой, следуя нулевому закону термодинамики, минимизирует диссипативные потери работоспособной энергии.
В работе приведены и проанализированы с позиции эксергетического анализа технические предложения перспективных вариантов реконструкции схемы огневого обезвреживания жидких отходов, позволяющие максимально снизить энергозатраты и приблизить процесс к энергозамкнутому.
Работа состоит из введения, пяти глав и приложений.
В первой главе проведен анализ методов термического обезвреживания отходов производства и потребления, приводится обоснование выбора методов анализа энерготехнологических процессов применительно к описываемой технологии. Приведена информация об энергоемкости различных методов обезвреживания отходов. Рассмотрены подходы к анализу систем, основанные на фундаментальных закономерностях, базирующихся на оценке термодинамического совершенства ЭТС, позволяющие наметить пути эффективного сочетания материальных и энергетических потоков в системе.
Во второй главе дается описание технологической системы, и приводятся данные промышленного балансового эксперимента, которые были положены в основу расчетов термодинамического совершенства процессов и прогноза оптимальных условий сжигания жидких органических отходов в циклонной печи с четырьмя поясами горения.
В третьей главе проводится эксергетический анализ ЭТС обезвреживания жидких отходов и определяется степень термодинамического несовершенства отдельных технологических элементов системы. Степень совершенства оценивалась на основе эксергетических характеристик, в частности, эк-сергетических потерь. Эксергетические потери в элементах были разделены на внешние и внутренние, а последние, в свою очередь, на потери от элементарных процессов, например, таких как теплопередача или химические превращения. Результатом анализа является выбор элементов с наибольшими потерями и анализ возможных путей минимизации принципиально устрани-
мых потерь в процессах.
В четвертой главе представлена методика прогноза оптимальных режимов работы циклонной печи на основе представления ее как объекта с иерархической структурой. В основе выбора оптимального решения лежит нулевой закон термодинамики, позволяющий путем максимизации энтропии системы определить распределение нагрузок по поясам горения циклонной печи, которые обеспечиваются подбором экстенсивных и интенсивных параметров по зонам при условии ограничений по диапазону температур дожига. Оценка действительных температур по зонам печи вычислялась из эксерге-тического баланса.
В пятой главе приведены перспективные технические предложения по реконструкции действующей установки с целью повышения энергосберегающих показателей установки.
Проведен предварительный расчет технологических параметров систем, проведен эксергетичекий анализ предлагаемых систем и доказана по результатам расчета их высокая эффективность, которая подтверждена результатами экономического анализа.
В конце каждой главе приводятся выводы, которые обуславливают цель и направление исследования и резюмируют полученные результаты расчета. Разработанные алгоритмы и программы были внедрены на действующем предприятии по сжиганию жидких органических отходов (г. Щелково, Московской области).
Жидкофазное окисление
Метод жидкофазного окисления («мокрое» сжигание, метод Циммермана) используют для обезвреживания жидких отходов и осадков сточных вод. Суть метода состоит в окислении кислородом воздуха органических и элементоорганических примесей сточной воды при температурах 150-350С и давлениях 2-28 МПа.
Одна из принципиальных схем установки жидкофазного окисления приведена на рис. 1.1. Сточную воду из сборника 1 насосом 2 подают через теплообменники 3 и 4 в реактор 7. Сжатый воздух от компрессора 9 поступает в трубопровод сточной воды перед теплообменником 3, поэтому процесс окисления примесей начинается в трубопроводах, теплообменниках, реакторе и завершается в сепараторе 5. Смесь сточной воды и воздуха в теплообменнике 3 нагревается теплом очищенной воды, выходящей из сепаратора 5, а в теплообменнике 4 — теплом водяного пара. Смесь воды, газов и пара из реактора 7;. поступает в сепаратор 5, где газы и пар отделяются от жидкости. Парогазовая смесь из сепаратора 5 направляется в блок утилизации энергии: в паровой котел 6, а затем в установку, состоящую из мотора-генератора 8, компрессора 9 и парогазовой турбины 10. Выхлопные газы из турбины выбрасываются в атмосферу. Очищенная от органических примесей, но содержащая минеральные вещества сточная вода из теплообменника 3 направляется в канализацию.
При низкой концентрации окисляющихся примесей в сточной воде (менее 3%), соответствующей теплоте сгорания менее 0,84 МДж/кг, тепловыделение недостаточно для покрытия потребностей установки в тепловой и механической энергии. В этом случае паровой котел из схемы исключают, а мотор-генератор наряду с парогазовой турбиной используют в качестве электрического привода компрессора.
В диапазоне теплот сгорания сточной воды 0,84-1,68 МДж/кг (концентрация окисляющихся примесей 3-6%) процесс обеспечен тепловой и частично механической энергией. При теплоте сгорания выше 1,68 МДж/кг (т.е. концентрации примесей более 6%) значительная часть воды превращается в пар; при этом энергия парогазовой смеси полностью покрывает потребности установки в тепловой и механической энергии, а часть энергии может быть использована для выработки электроэнергии и пара [1].
При высокой концентрации окисляющихся примесей (более 10% по данным [2] и более 20% по данным [6]), когда теплота сгорания сточной воды приближается к энтальпии сухого насыщенного пара (при давлениях 2-20 МПа она изменяется от 2,8 до 2,44 МДж/кг), существует опасность полного испарения жидкой фазы, прекращения процесса окисления примесей и образования отложений минеральных примесей в элементах аппаратуры.
Интенсивному окислению в жидкой фазе способствует высокая концентрация растворенного в воде кислорода, значительно возрастающая при высоких давлениях. В зависимости от температуры, давления, концентрации -примесей, количества окислителя и продолжительности контакта, органические примеси окисляются либо с образованием органических кислот (в основном уксусной и муравьиной) и других промежуточных продуктов [7], либо полностью, с образованием С02, Н20 и N2. Элементоорганические соединения в щелочной среде окисляются с образованием водных растворов солей (хлоридов, бромидов, фосфатов, нитратов и др.) и оксидов металлов. При окислении соединений, содержащих азот, помимо нитратов образуется значительное количество аммонийного азота [4]. Такие сточные воды нуждаются в доочистке концентрированием, сушкой или другими методами.
Основное преимущество жидкофазного окисления перед другими термическими методами состоит в меньших затратах энергии на процесс, поскольку сточная вода подвергается лишь частичному испарению, а пары не перегреваются до высоких температур (как, например, при огневом методе). Однако этому методу присущ и ряд недостатков: высокая стоимость и сильная коррозия оборудования; образование накипи на поверхностях нагрева теплообменников, усложняющее эксплуатацию установок; неполное окисление некоторых химических веществ; невозможность обезвреживания сточных вод с высокой теплотой сгорания; необходимость доочистки сильно минерализованных сточных вод; высокие требования к эксплуатации установок и квалификации обслуживающего персонала.
За рубежом установки жидкофазного окисления нашли ограниченное применение для обезвреживания сточных вод и осадков [8]. В России эти установки не получили распространения.
Метод гетерогенного катализа применяют для обезвреживания газообразных отходов (термокаталитическое окисление, термокаталитическое восстановление) и жидких отходов (парофазное каталитическое окисление).
Термокаталитическое окисление используют для обезвреживания газообразных отходов с низкой концентрацией горючих примесей, когда применение других термических методов связано с большими расходами топлива. Процесс окисления на катализаторах осуществляют при температурах ниже температур самовоспламенения горючих составляющих отходов. При использовании активных катализаторов процесс окисления идет при 250-400С. Температура начала реакции окисления зависит в основном от природы окисляющихся примесей и активности катализатора. Наиболее низкие температуры начала реакции окисления характерны для катализаторов из металлов платиновой группы, а наиболее высокие — для оксидов металлов (алюминия, меди, хрома, марганца, кобальта и др.) и некоторых природных руд (боксит, пиролюзит). Применение дешевых катализаторов с высокой температурой начала реакции окисления (менее активных) приводит к увеличению габаритов установок и повышенному расходу топлива, необходимого для поддержания более высокого температурного режима окисления.
В термокаталитических реакторах успешно окисляются оксид углерода, водород, углеводороды, аммиак, фенолы, альдегиды, кетоны, пары смол, канцерогенные и другие соединения с образованием СОг, НгО, N2. Степень окисления этих веществ может быть очень высокой - до 98-99,9%. Катализаторы используют в виде сеток, листов, и таблеток различной формы. Для увеличения удельной поверхности катализаторов и экономии дорогих металлов применяют керамические пористые носители из оксида алюминия и других материалов, также обладающих каталитической активностью. Металл наносят также на сетки и перфорированные листы из жаростойкой стали. Средний срок службы катализаторов обычно составляет 1—3 года [5].
Общая характеристика производства
Станция термического обезвреживания токсичных промышленных отходов входит в состав производственной площадки ОАО «Щелковское предприятие Агрохим» г. Щелково Московской области и предназначена для термического обезвреживания отходов от производственных цехов: оксама-та, гербицидов, и других химических средств защиты растений (ХСЗР), выпускаемых на предприятии, а также сточных вод от промывки ж/д цистерн, контейнеров, возвратной бочкотары и ёмкостей на складе товарно- сырьевого цеха (ТСЦ).
Допускается, в установленном порядке, термическое обезвреживание непригодных и запрещенных к применению пестицидов поступающих со стороны, после соответствующей их подготовки. Отходами от станции являются газообразные не токсичные продукты сгорания. Продукция на станции не вырабатывается. В данной диссертационной работе промышленный эксперимент проводился с использованием для обезвреживания отходов производства окса-мата (№7) и сточных вод от промывки оборудования производства бурефена (№5), поступающих по трубопроводам из цеха производства ХСЗР. Состав указанных отходов приведен из технологического регламента станции термического обезвреживания согласно анализам, проведенным Центральной заводской лабораторией (ЦЗЛ) предприятия. На рис. 2.1 представлена технологическая схема станции термического обезвреживания. Сточные воды из приёмных емкостей перекачиваются в расходные емкости, в которых производится процесс подщелачивания сточных вод 42 %—ным раствором щелочи. Образующиеся при сжигании в результате окисления сточных вод в объёме циклонной топки пары НС 1, Р2О5, SO2, СОг реагируют с избытком щелочи, с образованием соответствующих солей. Количество добавляемой щелочи определяется методом аналитического контроля. Приготовленный раствор сточных вод с рН = 8—9, подается на сжигание в циклонную топку. Расход сточных вод на обезвреживание регулируется количеством установленных форсунок и давлением сточных вод перед ними.
В емкостях для хранения кубовых остатков предусмотрена «азотная подушка» с выводом азота через гидрозатворы. Обогрев емкостей осуществляется паром. Для промывки емкостей кубовых остатков используется керосин. Загрязненный керосин подается на сжигание в печь. Промывка емкостей сточных вод осуществляется водой. Загрязненные промывочные воды также обезвреживаются в топке печи.
В качестве топлива в циклонной печи используется природный газ из заводской сети среднего давления. Перед отделением на газорегулирующей установке давление газа автоматически снижается и поддерживается равным 50 кПа. Воздух, необходимый для горения кубовых остатков, природного газа и окисления органических веществ сточных вод, забирается из атмосферы и нагнетается в горелочные устройства печи турбовоздуходувками. Циклонная печь сжигания представляет собой вертикальный аппарат, в котором происходит высокотемпературное окисление отходов с нижним выводом продуктов сгорания. По высоте аппарата расположено 4 пояса подачи горючих компонентов. Горелочные устройства для сжигания природного газа представляют собой 8 горелок предварительного смешения «газ-воздух», которые установлены в 1—м и 3—м поясе подачи горючих компонентов. Измерение расхода воздуха на горение производится на общем воздуховоде для четырёх горелок. Кубовые остатки подаются на сжигание во второй пояс горелочных устройств, выполненных так, что энергия нагнетаемого воздуха используется для распыления жидких кубовых остатков. Расход кубовых остатков измеряется пневматическими ротаметрами непосредственно перед форсункой.
Верхняя часть циклонной топки, в которой установлены первые три пояса горелочных устройств, футерована огнеупорным кирпичом в 3 слоя. В нижний футерованной части установлен датчик для измерения температуры в циклонной топке (800-1600С).
Нижняя часть циклонной топки с пережимом. В этой части расположен четвертый пояс горелочных устройств для подачи сточных вод через форсунки. Эта часть печи охлаждается химически очищенной водой (ХОВ). Здесь может быть установлено восемь форсунок. Количество сжигаемой сточной воды определяется нуждами производства, и в зависимости от расхода воды выбирается необходимое количество форсунок.
Во время разогрева циклонной печи и в период прекращения подачи сточной воды во избежание оплавления и закоксовывания форсунок, производится их продувка сжатым воздухом из заводской сети.
Циклонная топка оканчивается горизонтальным футерованным боровом, являющимся промежуточным соединительным газоходом. В первом поясе установлена пусковая горелка. Изменяя количество природного газа, воздуха на горение и поддерживая постоянными расходы сточных вод и кубовых остатков, необходимо следить за температурой дымовых газов на выходе из борова. Для качественного сжигания всех отходов, температура не должна опускаться ниже 850С.
Охлаждающий конденсат из ёмкости подается в аппарат воздушного охлаждения с поверхностью теплообмена 5690 м . Охлажденный конденсат поступает в рубашку копильника расплава (плава) и в рубашку охлаждения циклонной топки с пережимом.
Копильник плава конструктивно жестко сочленён со скруббером. Расплав солей на входе в скруббер распыляется воздухом, подаваемым воздуходувками, смешивается с раствором солей, орошающим скруббер, и переходит в раствор. Дымовые газы поступают в скруббер через тот же штуцер что и расплав солей.
Скруббер противоточный, представляет собой полый колонный аппарат, защищенный изнутри кислотоупорным кирпичом. Внутри имеется пережим, также выполненный из этих материалов, для формирования полого цилиндрического потока из циркулирующего раствора солей. При прохождении дымовых газов через слой раствора солей, образующего цилиндр, за счет пенного эффекта интенсифицируется их охлаждение до 80 — 200С и орошающий раствор частично улавливает соли, унесенные дымовыми газами.
Нижняя часть скруббера является ёмкостью для сбора орошающего раствора солей. Периодически образующийся 8—12 %-ный раствор солей через перелив отводится из скруббера сначала в промежуточную ёмкость, затем в химически загрязнённый сток.
Анализ эксергетических потерь в элементах действующей системы
Потери, вызванные теплопроводностью вдоль теплообменника от горячего к холодному концу. Вследствие этого явления результирующий вектор теплового потока будет направлен не перпендикулярно, а под углом к поверхности, и теплопередача будет происходить при большей разности температур, чем в отсутствие продольного теплообмена. Эти потери учитываются в составе потерь от конечной разности температур, поскольку их влияние сказывается на изменении движущей силы.
Уменьшение этих потерь связано с выбором конструкций теплопере-дающих устройств с развитой поверхностью теплопередачи, например, теп-лообменных трубок с напаянной спиральной проволокой вокруг всей тепло-отдающей поверхности.
Внешние потери Внешние потери — потери от теплообмена с окружающей средой. Этот вид потерь связан с потоками эксергии от объекта в окружающую среду (или наоборот) через тепловую изоляцию. Общие потери эксергии при теплопередаче будут равны сумме всех потерь. Потери эксергии при сгорании Количественно оценить эксергию, связанную со сжиганием топлива и использованием эксергии продуктов сгорания, можно, если известны эксергии топлива, окислителя и продуктов сгорания при различных температурах. При расчете эксергии условленно сначала определить обратимую работу, которую способна совершить система данного состава при переходе от ее параметров Р и Т к давлению и температуре окружающей среды Рс и Тс. Затем при давлении Рс и температуре Тс приводят состав системы к равновесию с окружающей средой. Полученная при этом работа есть химическая эксергия.
Эксергетический анализ данной ХТС позволил выделить элементы системы, а также элементарные процессы в элементах, которые характеризуются наибольшими потерями эксергии. В циклонной печи помимо потерь эксергии, возникающих в результате фазового перехода воды, лучистого теплообмена, необратимости химических реакций горения и т.д., оказывается неиспользованной эксергия охлаждающей воды в рубашке.
Интенсификация технологической системы, состоит в том, что бы сократить потери эксергии в циклонной топке и в ХТС в целом, а также использовать охлаждающий поток для получения энергии. При решении этой задачи, система может достигнуть высокого уровня автономности, т.е. сможет сама себя обеспечивать необходимой энергией, сведя к минимуму потребление энергии извне.
В первом элементе ХТС (турбовоздуходувке) снизить температуру нельзя, т.к. существуют ограничения по входным и выходным температурам (воздух забирается из атмосферы и должен входить в печь подогретым). Следовательно, для уменьшения общих потерь эксергии, где доминируют потери эксергии в результате необратимости химических реакций горения, возможно снизить количество N2, который является инертом, например, использовать обогащенный кислородом воздух. Таким образом, изменится мольная доля потока вещества, снизив общие потери эксергии, значительно сократятся потери эксергии, возникающие в результате необратимости химических реакций горения, но сохранится стехиометрия процесса горения. Для изменения количества азота в воздухе возможно воспользоваться одним из известных методов разделения воздуха, в том числе мембранным способом. Однако окончательные выводы можно сделать только по результатам оптимизации циклонной печи. Выводы к главе 3 1. Наибольшими суммарными потерями эксергии в системе отличаются циклонная печь - 61,5% и скруббер — 46,55%. 2. При ранжировании суммарных потерь в циклонной печи, принятых за 100%, можно констатировать, что на потери работоспособности от необратимости химических реакций в печи составляют 65,01%. Эти потери являются принципиально не устранимыми. Вторая по значимости статья потерь - это потери от конечной разности темпе ратур, составляющие 29,62%. Минимизация этих потерь возможна в результате оптимизации процесса сгорания. Потери эксергии в скруббере, составляющие 46,55% от общей работоспособности входных потоков возможно минимизировать уменьшением движущей силы процесса, что будет предложено на стадии разработки энергосберегающих предложений. Направления интенсификации системы выбирались исходя из результатов эксергетического анализа и возможных способов снижения потерь эксергии прежде всего в циклонной печи и скруббере.
Анализ результатов оптимизации циклонной печи
В зависимости от агрегатного состояния отходов расчет производится на единицу массы или единицу объема, как правило, на тонну или кубический метр. Условно-постоянные затраты зависят в каждом конкретном случае от характера организации производства, количества персонала и энергоносителей на единицу обезвреживаемых отходов.
Вследствие этого, расчет себестоимости услуги следует производить с учетом производительности (проектной и достигнутой за истекший период) имеющегося на предприятии оборудования, как с целью определения минимально возможной цены услуги, так и с целью определения характера влияния тех или иных затрат на ценообразование. Для указанного расчета используются значения следующих величин: Цр - средняя цена на услугу по обезвреживанию для выбранной номенклатуры отходов в границе региона (группы регионов), где цена доставки до места расположения производственных мощностей по переработке оценивается как экономически целесообразная. Данная величина определяется из анализа рынка по обезвреживанию отходов в указанном выше регионе. уп - размер условно-постоянных затрат предприятия. Н - совокупность затрат, зависящих от норм расхода материалов и энергоносителей на единицу отходов. Н = ЕН1 (5.1) i=l где Hi - затраты, пропорциональные нормам расхода по каждому виду материалов и энергоносителей продукции; Цп - собственная расчетная цена; П - производительность оборудования за расчетный период. Таким образом, расчетная цена может быть вычислена по следующей формуле: 128 N I 1=1 ЦП=КПНІ+УП /П (5.2) где К - коэффициент, учитывающий прибыль предприятия, при этом значения К 1. Для того, чтобы предприятие могло конкурировать с другими участниками рынка, должно выполняться следующее неравенство: ЦП ЦР (5.3) Для оценки путей достижения условия (5.3) следует построить зависимость себестоимости единицы обезвреживаемых отходов от количества обезвреживаемых отходов. Зависимость имеет следующий вид: 200 400 600 800 1000 1200 Рис. 5.16. Зависимость себестоимости единицы обезвреживаемых отходов от месячной загрузки оборудования (для установки термического обезвреживания циклонного типа, рассчитанной на жидкие отходы, Н = 2483руб). 129 Из рис.5.16 видно, что с ростом ежемесячно перерабатываемого количества отходов значение себестоимости стремится к величине доли затрат на материалы и энергоносители в себестоимости обезвреживания одной единицы отходов.
Таким образом, возможность достижения условия (5.3), то есть снижения Цп за счет изменения количества обезвреживаемых за расчетный период отходов, имеется только в установках относительно большой производительности, позволяющей обеспечивать увеличение производительности до тех пор, пока доля условно-постоянных расходов в себестоимости не перестанет существенно влиять на Цп. Оценка производительности как "большой" или "малой" в данном случае дается с точки зрения значения величины Уп/П: при "большой" производительности Уп/П— 0, при"малой" Уп/П—»УП (считая минимально возможным значение П равное 1).
Здесь необходимо отметить, что увеличение производительности установки изначально ограничено максимальными возможностями конкретной конструкции. Кроме того, увеличение производительности ограничено потребностями рынка услуг по обезвреживанию отходов.
Для предприятий малой производительности, а также в ситуации, когда производительности предприятий, являющихся участниками рынка велики, но сопоставимы, выполнение условия (5.3) возможно только за счет снижения величины Н.
Как правило, величина Н зависит преимущественно от затрат на такие энергоносители, как топливо (чаще всего природный газ) и электроэнергий. Для установок малой производительности эти затраты сопоставимы с Уп и могут составлять около 50% себестоимости. Для более мощных установок, работающих с полной производительность, как показано на рис. 5.16, затраты на энергоносители могут достигать 95% себестоимости.
С учетом этого, единственным и универсальным способом достигнуть конкурентно способной цены, является снижение значений Н, соответствующих расходам природного газа и электроэнергии, входящих в величину Н.
Целью настоящего расчета является установление минимального объема реализуемой услуги в месяц. Исходные данные взяты из технологического регламента в части нормы расходов, количества персонала. Остальные данные основаны на фактических показателях заработанной платы, обязательных отчислений, обязательств по договорам аренды и стоимости коммунальных платежей. Рассматриваются отдельно экономические показатели сжигания «сточных вод» и «кубовых остатков», т.к. если бы они сжигались раздельно, т.к. это возможно технологически, в связи с тем, что нормы расходов материалов и энергоресурсов на них различны (для поддержания технологического режима, при уничтожении «кубовых остатков», количество природного газа требуется меньше). Далее эти расчеты объединяются при опти-мальном режиме сжигания (3-м «сточной воды» к 0,6 м «кубовых остатков»). Технологически возможно уничтожение «сточных вод» в количестве до 6 м /час, «кубовых остатков» — до 0,8м /час.
Расчеты себестоимости приведены с учетом цены на пар, поставляемый арендодателем. При сжигании кубовых остатков пар, как правило, не требуется. Снижается себестоимость уничтожения отходов, т.к. цена пара составляет 49,1 % от энергетических затрат на уничтожение.
Приведенные графики показывают, что при совместном сжигании сточных вод и кубовых остатков минимальный совокупный объем отходов составляет 300 м в месяц. Себестоимость составляет 4,4 тыс., включая 10% плановых накоплений руб. на 1 м , при средней цене 2000 года 5000 рублей за куб. При объеме сжигания выше 1000 м в месяц себестоимость принимает минимально возможное значение.
