Некоммерческое  акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ» 
 
 

Кафедра Экономики, организации и управления производством 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

на  тему: «Расчет себестоимости выработки тепловой энергии при использовании котельной и ИТГУ. Оценка экономической эффективности схемы теплоснабжения» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Специальность  ТЭФ      Автоматизация  и управление 

Выполнила  Токтасынова Н.Р.                                                 Группа АУТ-08-2 

Руководитель  Таранова Г.А. 

________________________ «____»______________________________2011 г.

Алматы 2011

     Содержание

      Исходные  данные

     Населенный  пункт состоит из  многоэтажных жилых домов.

     Первая  схема: тепловая нагрузка  поселка  прокрывается за счет котельной АО «Энергия», работающей на твердом топливе (уголь Экибастузского месторождения), т.е. вариант централизованного теплоснабжения (ЦТС).      

     Вторая  схема: АО «Энергия» устанавливает  в каждом многоэтажном доме  индивидуальные  теплогенерирующие установки (ИТГУ), работающие на природном газе, т. е. это система децентрализованного теплоснабжения (ДТС).

     Многоэтажная  жилая застройка осуществлена однотипными  четырехэтажными зданиями с характеристиками: объем здания - 25000 м³., количество квартир - 60, количество проживающих в доме - 240 человек.

     Исходные  данные для проведения расчетов приведены  в таблице 1.

     Т а б л и ц а 1- Исходные данные для расчетов.

     Количество  домов = 7500/240 = 32.

              В РГР необходимо рассчитать:

              - годовую потребность одного  дома и всего поселка в тепловой  энергии на процессы отопления  и горячего водоснабжения;

              - максимальную часовую тепловую  нагрузку на процессы отопления  и горячего водоснабжения;

              - себестоимость отпуска единицы  тепла для двух схем теплоснабжения  поселка;

              - для варианта с наименьшими  затратами, провести расчеты по  экономическому обоснованию строительства  и эксплуатации схемы теплоснабжения  с использованием метода оценки инвестиций.

     1 Определение годового расхода тепловой энергии

     Годовой расход тепла на отопление одного здания определяется по формуле: 

       Гкал/год 

     q_о – удельная тепловая характеристика зданий, 0,27 ккал /м³ ч ⁰С;

     а – коэффициент инфильтрации наружного воздуха = 1,05;

     К_t - коэффициент, учитывающий изменения расчетной температуры наружного воздуха = 1,08;

     Vн  - объем здания по наружному  обмеру, 25000 м³;

     tв   - температура воздуха внутри  помещений,  18 ⁰С;

     t_{ср от} – средняя температура наружного воздуха за отопительный период =-3.6;

     Z_от – продолжительность отопительного периода, сут. = 181;

     24 - число часов в сутках.

     Годовой расход тепла на горячее водоснабжение  определяется: 

       Гкал/чел-год 

     М - суточный расход горячей воды, принимается  100  литров на человека в сутки;

     С - удельная теплоемкость воды, =1,0 ккал/кг;

     t_гв  - температура горячей воды, =65 ⁰С;

     t_{хв з} , t_{хв л} - температура холодной воды зимнего (отопительного) и летнего периода, соответственно, 5 и 15 ⁰С;

     Z_з ,Z_л - продолжительность зимнего и летнего периодов, сут. 

       Гкал/чел-год

     2 Определение максимальной часовой нагрузки

              Максимальная часовая нагрузка  для процесса отопления, рассчитывается  по  следующему выражению:  

       Гкал/час 

     t_нр – расчетная температура наружного воздуха, принимается в зависимости от природно-климатических условий расположения потребителей. 

       Гкал/час 

     Максимальная  часовая нагрузка для горячего водоснабжения определяется по формуле: 

      Гкал/час 

     Кн – коэффициент часовой неравномерности, для численности населения в заданиях, его можно, ориентировочно, принять равным 2;

     m – норма суточного потребления горячей воды в сутки, л.;

     n – количество населения зоны ЦТС, чел.;

     t_хв – можно принять в среднем 10 ⁰С. 

     Годовая потребность населенного пункта в тепловой энергии определяется:

       Гкал/год 

     В  свою очередь, Q_от определяется перемножением годового расхода тепла на отопление одного дома на их количество в поселке ( ), а Q_гв определяется перемножением годовой потребности в тепле на одного человека на общее количество проживающих в населенном пункте. 

       Гкал/год 

     Максимальная часовая нагрузка жилых домов  будет составлять: 

       Гкал/час 

                  Установленная мощность котельной  выбирается по максимальной часовой  нагрузке зоны многоэтажной жилой  застройки на процессы отопления  и горячего водоснабжения.  

      Гкал/час 

     n_тс – потери в тепловых сетях, принимаются равными 0,8;

     n_рег – потери на регулирование нагрузки, принимаются 0,95.

     Расчетно-графическая  работа №1. Расчет себестоимости  выработки тепловой энергии при использовании котельной

              Суммарные издержки по первому  варианту теплоснабжения населенного  пункта (котельная на твердом  топливе) включают в себя  следующие  составляющие: 

      тыс.$ 

     И_к – затраты в котельную на твердом топливе, включают стоимость котлов и их комплектующих, строительно-монтажные и пуско-наладочные работы,    т. е. представляют балансовую стоимость котельной.

              В настоящее время во многих  странах СНГ имеются заводы  по выпуску котельных агрегатов  различной мощности, и определить с достаточной степенью достоверности стоимость котла данной мощности сложно ввиду отсутствия информации по прайс-листам заводов-изготовителей. Поэтому воспользуемся эмпирической зависимостью определения балансовой стоимости котельных в зависимости от мощности котла. 

              Эта зависимость выражается следующим  образом: 

      тыс. $ 

     m – величина, не зависящая от мощности котельной, принимается равной 25 тыс. $;                                                                            

     m1 – величина, зависящая от мощности котельной, принимается равной 21 тыс. $;

     N_у – установленная мощность одного котла, принимается с таким расчетом, чтобы котел был в состоянии покрыть тепловую нагрузку горячего водоснабжения в летний период времени, когда остальные котлы находятся в ремонте. Принимать не менее трех котлов, желательно одной мощности;

     n - количество котлов, шт. 

       тыс. $ 

     И_тс – издержки в тепловые сети. Принимается подземная двухтрубная прокладка с изоляцией из минеральной ваты с покрытием из фольги. Протяженность тепловых сетей, полученная на основе анализа типовых проектов теплоснабжения поселков, принимается из расчета 1,0-1,5 м на одного жителя. Диаметр тепловых сетей зависит от максимальной часовой нагрузки и в укрупненных расчетах  можно принять стоимость 1 метра прокладки тепловой сети порядка 20 – 25 $. 

       тыс. $ 

     И_об – затраты на внутреннее оборудование многоэтажных зданий, включающие разводку сети в подвале дома, по стоякам и квартирам, включая отопительные батареи и краны горячей воды. Принимается в размере 460 $ на квартиру. 

       тыс. $ 

     И_топ – затраты на топливо определяются по выражению: 

       тыс. $ 

              Годовой расход условного топлива определяются следующим образом:

       тыс. тут 

     В расчетах подобного типа, связанного с функционированием котельной  или тепловой электростанции, годовая  потребность в топливе определяется не по КПД котельного агрегата, а  по коэффициенту полезного использования топлива (КПИ): 

       кгут/Гкал 

     143 - количество кг. у. т., необходимое  для получения 1 Гкал тепла  при КПД установки, равной единице. В знаменателе произведение КПД, соответственно, котла, тепловых сетей, транспорта и хранения топлива, регулирования нагрузки котла, представляет  коэффициент полезного  использования топлива (КПИ).

              Значения КПД в расчетах принимать  следующие: n_кот для котлов небольшой мощности на твердом топливе – 0,6 -0,7,  n_тс – принимается 0,8,

     n_{тр хр} – принимать равным 0,9-0,95, n_рег – составляет 0,95. 

       кгут/Гкал 

       тыс. тут 

              Перерасчет условного топлива  в натуральное топливо провести  из расчета калорийности Экибастузского  топлива 4050 ккал/кг (коэффициент К_п).   

      тыс. тнт 

     Q_год – суммарный отпуск тепла котельной на отопление и горячее водоснабжение зоны многоэтажной жилой застройки, Гкал.

     Ц – цена топлива на рынке колеблется в значительных пределах в зависимости от качества топлива и места приобретения – на самом месторождении или на областных и районных топливных базах. В среднем можно принять стоимость 1 т.н.т  в размере 14 $ за т.н.т без учета транспорта топлива. 

       тыс. $ 

              И_хр – затраты на хранение твердого топлива (оборудование площадки, подъездных путей, навесов системы золоудаления и т. д.). Принимается из расчета 1 $ на т.н.т. 

       тыс. $ 

              И_тр – затраты на транспорт  топлива. В работе рассматриваются населенные пункты с численностью жителей до 10000 чел. и их можно отнести к группе «поселков городского типа». Такие поселки обычно расположены около областных и районных центров, крупных предприятий, имеющих топливные базы, на которые топливо доставляется железнодорожным транспортом. Поэтому доставка топлива в населенные пункты осуществляется автомобильным транспортом. Расстояние перевозки топлива принимается 40 км. Принимается, что затраты на транспорт   1 т.н.т. составляют 4 $. 

       тыс. $ 

              И_зп – затраты на заработную плату. Количество работающих определяется на основе штатного коэффициента (К_ш), учитывающего управленческий, эксплуатационный и ремонтный персонал. Для небольших котельных, работающих на твёрдом топливе К_ш, принимается в размере 2,5-3,0 чел/Гкал. Среднемесячная заработная плата составляет 120 $ на одного работника. К этой сумме следует добавить  21,5 % (пенсионный фонд, социальный налог). Зарплата рассчитывается за год по формуле: 

       тыс. $ 

     И_общ – общестанционные расходы принимаются в размере 30 % от суммы: 

       тыс. $ 

     И_рем – затраты на ремонт и обслуживание котельной, принимаются: 

       тыс. $ 

     И_ао – амортизационные отчисления, это денежное возмещение физического и морального износа основных активов котельной, путем включения части их стоимости в затраты на производство тепловой энергии. Согласно Указу Президента РК о налогах и платежах, величина амортизационных отчислений для теплотехнического оборудования составляет не более 8 % от их балансовой стоимости. Определяются по формуле: 

тыс.$

       тыс. $

       тыс. $ 

      тыс.$

     Себестоимость 1 Гкал тепловой энергии по первому варианту теплоснабжения населенного пункта определяется: 

      $/Гкал

      тг/Гкал

     Расчетно-графическая  работа №2. Расчет себестоимости  выработки тепловой энергии при использовании ИТГУ

              Составляющие второго варианта  теплоснабжения поселка представляют  собой следующие составляющие: 

      тыс.$ 

     И_ки – затраты в индивидуальные теплогенерирующие установки (ИТГУ), работающие на природном газе. Эти котлы устанавливается непосредственно в подвале дома, не имеют внешних тепловых сетей и обслуживают только одного потребителя, т. е. расположены на месте потребления, и этот способ теплоснабжения можно считать децентрализованным (ДТС).

              Установленная мощность котла  выбирается по максимальной часовой  нагрузке на отопление и горячее  водоснабжение одного дома. Часовая  нагрузка на горячее водоснабжение  на один дом определяется делением  суммарной часовой нагрузки поселка  на горячее водоснабжение на число домов. 

      Гкал/час 

     Выберем котёл: 

     Таблица 2 – Стоимость котла и его  мощность

       тыс. $ 

     И_гс – затраты на газовые сети, включают в себя: прокладку сети от газопровода среднего давления до поселка (на сети газопровода среднего давления ставится газорегуляторный пункт ГРП и от него на расстоянии         Lс =3км прокладывается газовая сеть низкого давления к поселку) и строительство  уличных газовых сетей, подходящих к каждому дому. Стоимость И_грп, ориентировочно, 2000 $, стоимости сети до поселка 1,5 $/км. Протяженность уличной газовой сети Lу принимать из расчета 120-150 м. на один дом, при стоимости 1 м сети 1.0 $. В результате: 

      тыс.$ 

              И_об – затраты на внутреннее оборудование дома, принимаются аналогично первому варианту. 

       тыс. $ 

     И_топ – затраты на природный газ определяются следующим образом:

     Сначала определяем удельный расход условного  топлива на выработку 1 Гкал тепловой энергии для ИТГУ: 

       кгут/Гкал 

              Значения КПД в знаменателе  принимаются, соответственно, 0,9 и 0,96.

     Затем находим суммарный расход условного  топлива, необходимый для обеспечения  одного жилого дома на процессы отопления и горячего водоснабжения: 

       тут 

     и с помощью переводного коэффициента К_п переводим условное топливо в натуральное В_н (1000 м³ = 1,15 тут, 1 тут = 870 м³). 

     Стоимость топлива будет:

       тыс.$ 

              Стоимость природного газа, с  учетом его добычи, транспортировки  по магистральным и распределительным  газовым сетям, т.е. отпускная  цена газа, принимается в размере  13 тенге/м³. Стоимость газа определяется для всего поселка.

     И_зп – затраты на заработную плату. Для регулярного контроля за работой ИГТУ и их обслуживанием достаточно четырех человек, плюс два человека, занятых финансовыми и организационными делами АО. Затраты на заработную плату будут составлять: 

       тыс.$ 

              Обозначения в формуле, соответственно, Ч – количество работающих, 120 – среднемесячная зарплата одного работника, 12 – месяцы в году, 1,215 – начисления на фонд заработной платы.

     И_ао – амортизационные отчисления, принимаются в размере 8% от суммарных капвложений в схему теплоснабжения поселка: 

       тыс.$ 

     И_рем – затраты на ремонт оборудования принимается по формуле: 

       тыс.$ 

     И_общ – общестанционные расходы принимаются в размере 30 % от суммы: 

       тыс.$

       тыс.$

Суммарные издержки на строительство ИТГУ составляют 2207,73 тыс. $. 

              Себестоимость отпуска 1 Гкал  тепла по второму варианту  рассчитывается для всего поселка,  т. к. затраты на подвод газа к поселку, уличные газовые сети, заработная плата относятся ко всем домам и должны нести свое долевое участие на каждую производимую единицу тепла. 

$/Гкал 

     Себестоимость 1 Гкал тепловой энергии равна 2744,7 тенге.

     Из  проведенных технико-экономических  расчетов по определению удельных затрат на получение 1 Гкал тепловой энергии при различных вариантах теплоснабжения поселка установлено, что экономически целесообразной схемой покрытия тепловых нагрузок является первый вариант. Для практического внедрения этого варианта, АО «Энергия» необходимо проведение финансово - экономической оценки реализации проекта.

     Расчетно-графическая  работа №3. Оценка экономической  эффективности схемы  теплоснабжения.

              Строительство таких крупных объектов, как котельная, требует значительных финансовых затрат и обычно происходит при финансовой поддержке предприятия, позволяя ему контролировать свою инфраструктуру.  Остальная часть денежных средств обеспечивается за счет  акционерных обществ, строящих и эксплуатирующих объект теплоснабжения.

              В нашем случае определимся  так: 70% величины суммарных капитальных  вложений в строительство (стоимость  котельной, тепловых сетей, оборудования жилых домов) обеспечивает предприятие, а остальные 30% от суммарных капвложений обеспечивает АО «Энергия». Сумма затрат на эксплуатацию схемы теплоснабжения (топливо, зарплата, амортизация, ремонт, общие расходы) распределяется между предприятием и АО поровну, по 50%.  АО «Энергия» обеспечивает свою долю финансирования путем кредита в банке под 10% годовых.

    Суммарные капитальные вложения в строительство: 

 тыс.$ 

    Суммарные капитальные вложения в эксплуатацию: 

    Общие капиталовложения АО «Энергия»: 

       тыс.$ =112091990,3 тг 

     Отпускной тариф на  тепловую энергию от АО «Энергия» будет иметь рентабельность 25%, т.е.: 

       тг/Гкал 

     Доход от реализации  тепловой энергии  АО составит: 

       млн. тг 

     Суммарные затраты определяются по выражению: 

       млн. тг 

     Разница между ними даст прибыль: 

      млн. тг 

     После оплаты налога на прибыль, в размере  20%, образуется чистая прибыль:    

       млн. тг 

     которая целиком идет на возврат кредита  в банк, т.е. это и будет денежный поток CF. 

              Метод определения  чистой текущей  стоимости NPV

              Это метод анализа инвестиций, показывающий, на какую ценность  фирма может прирасти в результате  реализации инвестиционного проекта и определяется

     I₀ – первоначальные инвестиции;

     CF – денежный поток, направляемый  на возврат кредита;      

     r – процентная ставка банка  по кредиту (10%);

     n – календарный год кредита.

     Таблица 3 – Определение чистой текущей стоимости NPV.