Теплоизоляция трубопроводов

ОАО «Орский машиностроительный завод»

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

Проект  для молодёжной научно-практической конференции

Тема: теплоизоляции трубопроводов

 

 

 

 

 

 

Подготовил: мастер газовой службы и     Кирдябкин  П.А    ст.нейтрализации            энергоцеха №7                                          __   _______2011г.

Проверил:                  _______________                        __  _______2011г.

                                                                                                        Орск 2011

Введение

Проблема рационального использования топливно-энергетических ресурсов в последнее время приобретает все большее значение. Это связано не только с их подорожанием, вызванным угрозой исчерпания природных запасов, но и, в целом, с проблемами охраны окружающей среды. Промышленно развитые страны выдвигают повышенные требования к теплозащите строящихся и реконструируемых объектов, так как надлежащая теплоизоляция теплопроводов позволит минимизировать тепловые потери и обеспечить, таким образом, ресурсосбережение.     Не секрет, что значительную долю в общее количество потерь тепла вносит транспортировка. В наибольшей мере данное утверждение справедливо для России. Это связано с тем, что РФ является государством с самым высоким уровнем централизованного теплоснабжения в Европе, общая протяженность теплотрасс составляет около 260 тысяч километров. Необходимо также учесть, что значительная часть трубопроводов нуждается в ремонтах разного уровня сложности. Суммарные потери в тепловых сетях, по статистическим данным, достигают 30% (около 80 миллионов тонн условного топлива в год). Это колоссальные затраты, причем, если обратиться к опыту ряда европейских стран, количество потерь в России превышает аналогичные европейские показатели в несколько раз.  Любая система отопления, канализации, водоснабжения и газопровода или других специализированных коммуникаций как коммунального, так и промышленного назначения - это километры трубопроводов. Конденсат, перепады температуры, ржавчина и коррозия разрушают эти трубы, нарушая системы снабжения, что приводит не только к дополнительным тратам по восстановлению нарушенных коммуникаций, но и часто нарушает климат помещения, в котором расположен трубопровод. Продлить срок службы трубопровода помогает его изоляция.      Вследствие всего вышеперечисленного во всех отраслях отдается предпочтение энергосберегающим технологиям.    Благодаря внедрению рациональных технических решений по использованию и нанесению на трубы новых теплоизоляционных покрытий можно значительно снизить тепловые потери, а соответственно и плату за потребляемую тепловую энергию.        Если изоляцию выполняют для предотвращения тепловых потерь от изолируемой поверхности в окружающую среду, она называется тепловой. Тепловая изоляция предусматривается для линейных участков трубопроводов тепловых сетей, арматуры, фланцевых соединений, компенсаторов и опор труб для надземной, подземной канальной и без канальной прокладки.          Все теплоизоляционные покрытия состоят из основного теплоизоляционного слоя (простого или композиционного), деталей крепления и покровного защитного слоя. Теплоизоляционный слой, защищающий трубопроводы от потерь теплоты, выполняют из материалов, обладающих низкой теплопроводностью (асбест, минеральная и стеклянная вата, диатомит, керамзит, пеностекло, пено- и газо- бетон, пробковые и древесноволокнистые изделия и др.). Защитные покрытия делают из рулонных битумных материалов, металлических листов, синтетических пленок, стеклопластиков, лако- стекло- ткани, штукатурных растворов, бетонов и др.           По способу и технологии устройства теплоизоляционные покрытия подразделяются на мастичные, литые, из рулонных материалов, сборно-блочные и др.           Выбор технического решения теплоизоляции осуществляется с учетом конструктивных особенностей объекта, его ориентации в пространстве, внешних атмосферных воздействий, и целевого назначения теплоизоляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1 Определение потерь тепловой энергии через изоляцию наружном трубопроводом

1.1 Определение фактических потерь тепловой энергии изолированного, с использованием минеральной ваты, трубопровода.

Наиболее распространённым методом учёта тепловых потерь является учёт температуры и расхода теплоносителя на концах контролируемого участка трубы. Однако этот метод не позволяет определить причины потерь и может применяться только при полном оснащении приборами учёта всех отводов от трубопровода.         В настоящее время наибольшее распространение для трубопроводов теплоснабжения и систем горячего водоснабжения  на  предприятии имеет теплоизоляционная конструкция, состоящая из слоя минеральной ваты и стеклопластика.           В этом случае тепловые потери трубопроводами можно определить по формуле:

q_e= ;  (ккал/чм)  (1)        

где:

t - температура теплоносителя,  ⁰С;

 t_н –температура окружающего воздуха, ⁰С;

λ_из – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя,                                                                                                                              для минеральной ваты λ_из = 0,05 , ккал/(чм⁰С);

λ_из2 – коэффициент теплопроводности стеклопластика, ккал/(чм⁰С) ;

d_н – наружный диаметр трубы ,м;

d_из – наружный диаметр слоя минеральной ваты, м;

d_из2  - наружный диаметр слоя стеклопластика, м;

*_н – коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции в окружающий воздух, ккал/(чм⁰С).

 

В связи с относительно не большой толщиной покрытия из стеклопластика и предназначением как покрытие, защищающее от осадков,  считаю, что можно не учитывать теплоизоляционные качества этого материала. Тогда выражение примет вид:

 

q_e= ; (ккал/чм)           (2)

 

Так как термическое сопротивление  от наружной поверхности тепловой изоляции к воздуху не велико по сравнению  с термическим сопротивлением изоляции, поэтому для расчёта тепловых потерь изолированными трубопроводами рекомендуется принимать *_н=9ккал/(часм²⁰С).

 

      Среднемесячные температуры за отопительный сезон в городе Орске ⁰С

 

Октябрь	5,1
Ноябрь	-3,7
Декабрь	-9,3
Январь	-13
Февраль	-12,7
Март	-6,1
Апрель	7

 

Таблица1

По значением таблицы №1 найдём средне значение температуры окружающей среды за отопительный период:

t_н= ;     ⁰C

t_н= -4,67 ≈ -5  ⁰С

Температура теплоносителя принимаем 50  ⁰С

Наружный диаметр трубы  принимаем из часто используемых: 57, 76, 89, 108,  159мм.

Наружный диаметр слоя минеральной ваты принимаем :

 

d_из= d_н+2b;  м                                             (3)

 

где

 b- толщина изоляционного слоя, принимаем 0,05 м.

 

d_из57=0,057+20,05=0,157

d_из76=0,076+20,05=0,176

d_из108=0,108+20,05=0,208

d_из159=0,159+20,05=0,259

d_из219=0,219+20,05=0,319

d_из273=0,273+20,05=0,373

 

 

q_е57= ≈15,9    (ккал/чм);

q_е76= ≈19,16  (ккал/чм);      

q_е108= ≈24,3     (ккал/чм);          

q_е159= ≈33,13  (ккал/чм). 

q_е219= ≈42,06  (ккал/чм). 

q_е273= ≈50,52  (ккал/чм). 

 

1.2 Определение  тепловых потерь через изоляцию минеральной ваты по расчётным тепловым потерям на период отопительного сезона

 

Q_{из.мв.сез.}=q_eLβSn10^-6  (Гкал/сез.м);           (4)

 

где

q_e - тепловые потери трубопроводом     (ккал/чм);

L- длина трубопровода  м;

β – коэффициент местных  тепловых потерь, учитывающий потери запорной арматуры, компенсаторами, опорами (принимается 1,2 при диаметре трубопроводов  до 150мм и 1,15 при диаметре 150и более, а так же при всех диаметрах без канальной прокладки);

S- количество дней функционирования отопительной системы;

n- количество часов функционирования отопительной системы в сутки;

 

Q_{из.мв.сез57.} =15,9 11.152122410^-6=0.09303;

Q_{из.мв.сез.76} =19,16 11.152122410^-6=0,1121;

Q_{из.мв.сез.108} =24,3 11.152122410^-6=0,1421 ;

Q_{из.мв.сез.159} =33,13 11.152122410^-6=0,1938;

Q_{из.мв.сез.219} =42,0611.152122410^-6=0,2461;

Q_{из.мв.сез.273}=50,51 11.152122410^-6=0,2955.

 

 

1.3 Определение расхода материалов для трубопроводов, утеплённых минеральной ватой

 

При изоляции трубопровода из минеральной ваты объём её на 1 м трубопровода  определяется:

V_из=*d_изbl    м³ ;     (5)

где 

d_из- наружный диаметр слоя минеральной ваты            м;

l- длинна трубопровода      м;

b- толщина изоляционного слоя принимаем 0,05 м.

V_из57=3,140,1570,051=0,024;     

V_из76=3,140,1760,051=0,027;    

V_из108=3,140,2080,051=0,032;    

V_из159=3,140,2590,051=0,040;

V_из219=3,140,3190,051=0,050;

V_из273=3,140,3730,051=0,058;    

 

Площадь необходимого на 1м  трубопровода стеклопластика с учётом коэффициента внахлест:

 

F_c.п.= 1,15*d_изl      м² ;                    (6)

 

F_c.п57.= 1,153,140,1571=0,56;                         

F_c.п76= 1,153,140,1761=0,63;                           

F_c.п.108= 1,153,140,2081=0,74;                     

F_c.п.159= 1,153,140,2591=0,93;

F_c.п.219= 1,153,140,3191=1,15; 

F_c.п.273= 1,153,140,3731=1,34;                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Определение   потерь тепловой энергии через изоляцию наружном трубопроводом с использованием пенополиуретана

2.1 Определение фактических потерь тепловой энергии изолированного, с использованием пенополиуретана, трубопровода.

Жесткие пенополиуретаны (ППУ) являются одними из наиболее распространенных на Западе строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью (0,022 Вт/м К), малой паропроницаемостью, высокой адгезией к бумаге, металлу, древесине, штукатурке и рубероиду.

 

q_ппу= (ккал/чм);    (7)

 

λ_из – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя,                                                                                                                              для пенополиуретанна  λ_из=0,022, ккал/(чм⁰С).

q_ппу57= ≈7,33;

q_ппу76= ≈8,81;       

q_ппу108= ≈11,25;          

q_ппу159= ≈15,12;

q_ппу219= ≈19,4;

q_ппу273= ≈23,4.

 

2.2 Определение  тепловых потерь через изоляцию пенополиуретана по расчётным тепловым потерям на период отопительного сезона

 

Q_{из.ппу.сез.}=q_eLβSn10^-6 (Гкал/сез.м);   (8)

     

 

Q_{из.ппу.сез57.} = 7,3311.152122410^-6=0.0428;

Q_{из.ппу.сез.76} =8,8111.152122410^-6=0,0515;

Q_{из.ппу.сез.108} =11,2511.152122410^-6=0,0658;

Q_{из.ппу.сез.159} =15,1211.152122410^-6=0,0884;

Q_{из.ппу.сез.219} =19,411.152122410^-6=0,11351;

Q_{из.ппу.сез.273} =23,411.152122410^-6=0,137.

 

2.3 Определение расхода материалов для трубопроводов утеплённых пенополиуретаном

 

Рассмотрим пенополиуретановые скорлупы, изготавливаемые из жидкого пенополиуретана и стеклопластика той же марки, что и при использовании теплоизоляции из минеральной ваты. Данное покрытие служит защитой от попадания осадков и от воздействия прямых солнечных лучей. 

R_ппу=ρV_{из ппу}  кг;            (9)

где

ρ – плотность изготовленной изоляции из пенополиуретана принимаем 50кг / м³;

V_{из ппу} – объём вспененного пенополиуретана необходимый для теплоизоляции одного метра трубопровода  м³ ;

 

  V_{из ппу} =(D²-d²)l          м³;       (10)

где   

D-наружный диаметр изоляционного слоя м;

d- внутренний диаметр изоляционного слоя м;

l- длинна трубопровода м.

 V_{из ппу57}= (0,157²-0,057²)1=0,0168;

V_{из ппу76}= (0,176 ²-0,076²)1=0,02;    

V_{из ппу108}=(0,208²-0,108²)1=0,025;  

V_{из ппу159}= (0,259²-0,159²)1=0,033;

V_{из ппу219}= (0,319²-0,219²)1=0,042;

V_{из ппу273}= (0,373²-0,273²)1=0,050.

 

R_ппу57=500,0168=0,84;  

R_ппу76=500,02=1;

R_ппу108=500,025=1,25;

R_ппу159=500,033=1,65;   

R_ппу219=500,042=2,1;

R_ппу273=500,050=2,5.

 

F_c.п.= *d_изl     м² ;            (11)

где

π – 3,14;

 d_из – наружный диаметр трубопровода изолированного минеральной ватой м;

 l – длина трубопровода  м.

F_c.п57.= 3,140,1571=0,48;                          

F_c.п76= 3,140,1761=0,54;                           

F_c.п.108= 3,140,2081=0,64;                     

F_c.п.159= 3,140,2591=0,80;

F_c.п.219= 3,140,3191=1;

F_c.п.273= 3,140,3731=1,2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Применение теплоизоляции из пенополиуретана

3.1Описание приготовление пенополиуретан компонентов, свойства, характеристики

 

Пенополиуретан компоненты представлены главным образом двумя  компонентами - полиольным (компонент  А) и изоцианатным (компонент В). Иногда компоненты ППУ поставляются с третьим компонентом – катализатором (компонент С), который вводят в нужной пропорции в состав компонента А и перемешивается. В основном это касается пенополиуретан компонентов отечественного производства и связано с тем, что срок годности некоторых компонентов А с введенным катализатором уменьшается. Пенополиуретан компоненты представляют собой густую жидкость с цветом от светло-желтого до темно-коричневого и имеют специфический запах. Полиольный компонент В пенополиуретановой системы имеет свойство отслаиваться при долгом хранении, т.е. разделяться на слои. После длительного хранения перед переработкой его рекомендуется перемешать. Компонент В или изоцианат специфичная жидкость, которая достаточно трудно отмывается и имеет свойство при взаимодействии с водой кристаллизироваться. Поэтому при долгом хранении компонента В на открытом воздухе наверху образуется слой пленки. Пенополиуретан компоненты, как правило, разделяют на две группы – это компоненты ППУ для напыления и компоненты для заливки.

Пенополиуретан компоненты имеют несколько основных параметров, которые учитываются при переработке ППУ системы. Это температура, соотношение компонентов при переработке, время гелеобразования системы, время старта системы, время подъема и плотность конечного продукта. Температура пенополиуретан компонентов достаточно важный параметр. Как правило, рекомендуемая температура для компонентов составляет 15-25 градусов по Цельсию. Кроме того, важна и температура окружающей среды. Например, для напыления пенополиуретана необходимо чтобы температура поверхности, на которую будет производиться напыление  системы, была не менее 10 градусов. Если будет менее 10 градусов, то увеличиться расход системы, потому что компоненты ППУ будут хуже вспениваться. При переработке пенополиуретан компонентов методом заливки в форму также важен такой параметр как температуры формы. Для интегральных и эластичных особенно критичны температурные режимы формы, окружающей среды и самих компонентов. 

Соотношение компонентов  – это соотношение компонента А и компонента В по массе при  переработке системы. Есть пенополиуретан компоненты, которые предусматривают  соотношение по массе 100:100 (т.е. «один  к одному»), 100:120 и даже 100:230. Соблюдение соотношения предельно важно  при получении эластичного или  интегрального пенополиуретана. 

Временем гелеобразования  называют время, которое прошло после  смешивания пенополиуретан компонентов  и когда смесь компонентов  переходит из состояния жидкости в гель.      Временем старта пенополиуретан компонентов называется время, прошедшее после смешивания двух компонентов и началом вспенивания или так называемым «поднятием» пенополиуретана. Пенополиуретан компоненты для напыления имеют достаточно малое время старта, поскольку пенополиуретан  должен как можно быстрее вспениться и отвердеть на поверхности. Самым малым временем старта обладают напылительные компоненты ППУ, которые напыляются на вертикальную поверхность или «над головой», чтобы система не стекала под действием силы тяжести. Для напыляемых пенополиуретан компонентов время старта, как правило, составляет от 3 до 7 секунд. У заливочных пенополиуретан компонентов наоборот, время старта увеличено. Это связано с тем, чтобы смешанные пенополиуретан компоненты могли успеть растечься по форме и равномерно заполнить всё пространство.         Временем подъема пенополиуретан компонентов называют время, в ходе которого пенополиуретановые компоненты увеличиваются в объеме.  Плотность пенополиуретана один из важных параметров в производстве жестких пенополиуретановых систем. Чем плотнее пенополиуретан, тем он прочнее. При производстве более плотного пенополиуретана увеличивается расход сырья, а соответственно и себестоимость конечного продукта.      Переработка пенополиуретан компонентов для заливки подразумевает качественное перемешивание  компонентов и заливку в пресс форму или подготовленную полость. Обычно ППУ системы для заливки состоят из 2 или 3 компонентов. Это полиол (компонент А), изоцианат (компонент В) и возможно катализатор (компонент С). Катализатор иногда специально добавляется в компонент А для уменьшения времени старта. Пенополиуретан компоненты, как правило, используются для производства формованных изделий от теплоизоляционных панелей и скорлуп из жесткого пенополиуретана до эластичных пенополиуретанов для мебели и интегральных ППУ для автомобильной промышленности. Некоторые компоненты ППУ, к примеру, для получения эластичных и интегральных пенополиуретанов могут состоять и более чем из трех элементов.  Из особенностей пенополиуретан компонентов для заливки стоит отметить увеличенное время старта. Это связано с тем, что заливка как правило, связана с изготовлением формованных деталей – скорлупы, панели, декор и т.п. Для того, чтобы получить качественное изделие, необходимо чтобы пенополиуретан компоненты растеклись по всей форме и приняли весь ее объем. Для этого при производстве изделий со сложной геометрической формой, большой длиной или объемом применяют заливочные пенополиуретан компоненты с временем старта до 60-80 секунд. Также, для производства пенополиуретана методом заливки используются компоненты, более зависящие от температурного режима. Под температурным режимом подразумевается и температура компонентов (причем рекомендованная температура для каждого из них может быть разной), и температура производственного помещения, и температура формы под заливку. Не соблюдение хотя бы одной из температур, как правило, приводит к бракованному изделию на выходе. Пенополиуретан компоненты для производства теплоизоляционных панелей и скорлупы ППУ требуют вначале разогрева формы. После 1-2 заливок форма становиться теплой ввиду того, что компоненты ППУ во время реакции выделяют тепло, и дальнейший нагрев как правило, не требуется. При производстве более сложных эластичных и интегральных ППУ изделий необходимо поддержание именно заданной технологическими параметрами температуры. В некоторых случаях приходится либо дополнительно подогревать форму, либо наоборот понижать ее температуру.         Во время реакции пенополиуретан компоненты прилипают к поверхности, поэтому при заливке в форму предусматривается антиадгезионная смазка, которая не позволяет вспененному пенополиуретану прилипнуть к металлической пресс форме. В качестве таких смазок используется литол, воск, солидол, различные силиконовые смазки или специализированные смазки серии Пента-120.    Пенополиуретан компоненты для заливки имеет широкий диапазон плотностей. Для производства теплоизоляционного слоя холодильников применяют компоненты с плотностями конечного продукта в 32-40 кг/м³. При изготовлении теплоизоляционных панелей и скорлупы ППУ применяют компоненты ппу с плотностями 50-70 кг/м³. Для производства элементов внешнего и внутреннего декора, элементов тюнинга автомобилей (спойлеры, накладки, и т.п.) используется химия с плотностями до 300 кг/м³ и выше. Одним из основных преимуществ использования теплоизоляции из пенополиуретана  является срок службы монтированной изоляции 30лет. Если взять для сравнения теплоизоляцию из минеральной ваты её срок службы 5 лет, причём после первого года службы её теплопроводность увеличивается.             Горючесть ППУ – изделий определяется по ГОСТ 12.1.044-84, класс горючести Г2 (горючий, трудновоспламеняемый). Применяя огнезащитные добавки при производстве ППУ – изделий, имеется возможность повысить диапазон рабочей температуры. Такого же эффекта можно достичь, если внутренняя часть скорлупы производится из более теплостойкого материала. 
ППУ устойчив к растворителям, кислотам и щелочам, не поражается грибком, не разрушается, не подвержен воздействию горячей воды, грызунов.

 

 3.2Скорлупы из пенополиуретана как теплоизоляционный материал описание

Теплоизоляционные полуцилиндры (скорлупы) из пенополиуретана (ППУ) применяются  для теплоизоляции газо- нефтепроводов, трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, инженерных сетей химических и нефтехимических производств, цистерн, хранилищ, емкостей и других промышленных объектов, оборудования рефрижераторной и криогенной техники и диапазоне температур от -190С до +140С.      Теплоизоляционные изделия из пенополиуретана для изоляции трубопроводов изготавливаются в виде полуцилиндров (для больших диаметров – сегменты 120 или 90 градусов), тройников, отводов и других изделий по необходимым техническим требованиям.   Главными преимуществами теплоизоляционных скорлуп из ППУ, кроме своих теплотехнических характеристик, являются: низкая трудоемкость монтажа, возможность многоразового использования, быстрый доступ к поврежденным участкам, в отличие от технологии «труба в трубе» скорлупы устанавливаются на действующий трубопровод. Так же хотелось бы отметить опрятный, эстетичный вид трубопровода изолированный скорлупами из пенополиуретана.                                               
         Теплоизоляционные скорлупы могут быть выполнены с дополнительной облицовкой из стеклопластика, стеклоткани, фольги и других материалов.            На трубопровод полуцилиндры монтируются с помощью проволочных или ленточных хомутов, стяжек, скоб или клеевых составов.

3.3 Технология изготовления скорлуп из пенополиуретана

Для изготовления скорлуп  из пенополиуретана  способом заливка  необходимо: пеногенератор, формы для  заливки, полиол (компонент А), изоцианат (компонент В), стеклопластик РСТ - 430Ф также необходим компрессор подачи сжатого воздуха или подключение к сетевому источнику сжатого воздуха, давлением 0,4-0,6   МПа.       Суть технологии изготовления скорлуп из пенополиуретана с покрытием из стеклопластика заключается в том, перемешанные компоненты заливаются в форму, на заранее уложенный в эту форму стеклопластик необходимого размера, где происходит их вспенивание и застывание. При заливки компонентов в форму необходимо учесть, что перемешанные компоненты обладают высокой адгезией, поэтому необходимо смазывать верхнюю часть формы антиадгезионной смазкой. Так же при изготовлении скорлупы ППУ требуется вначале разогреть формы. После 1-2 заливок форма становиться теплой ввиду того, что компоненты ППУ во время реакции выделяют тепло, и дальнейший нагрев как правило, не требуется.   После заливки форма закрывается и выдерживается в течении 10 минут.             Смесь при вспенивании начинает увеличиваться в объёме, создаёт давление внутри формы до 0,4 МПа, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности при раскрытии форм.         Ввиду того, что при пенообразовании излишки пены могут выходить наружу через небольшие не плотности конструкции формы, необходимо после извлечения скорлупы очистить форму от излишков.

 

Трудоёмкость технологических операций

Наименование операция	Время на выполнение     мин
Смазка формы	0,5
Укладка стеклопластика в  форму	0,3
Впрыск композиции в форму	0,2
Закрытие формы	0,2
Выдержка	10
Открытие формы	0,2
Выемка изделия	0,5
Чистка формы	0,5
Итого:	12,4 или               0,2н/час

Таблица2 

Проанализировав, данные из таблицы №2 видим, что выдержка в форме составляет 10 минут это то - время когда от работника не требуется никаких действии кроме осуществления контроля, а остальные операции, где требуется физическая сила, составляет  2,4 минуты (144 сек). Для повышения производительности во время выдержки можно задействовать 4 дополнительные формы, повысив производительность в 5 раза. Такой производительности можно добиться, используя «принцип карусели» Карусель вращается вокруг своей оси, перемещая по окружности, установленные на ней формы. Нет необходимости перемещаться оператору. После впрыска в первую форму оператора осуществляет поворот конвейера так, что под Заливочной Головкой оказывается вторая, затем треть, четвёртая форма. После четвёртой формы вынимает изделие и повторяет операции уже с выемкой чисткой форм.          Соответственно за рабочую смену 8 часов можно изготовить 38 скорлуп или подготовить изоляцию для 19 метров трубопровода.

 

 

 

 

 

4 Расчёт экономической  эффективности проекта

4.1Расчёт себестоимости производства скорлуп из пенополиуретана

Расчёт себестоимости  производим на единицу выпускаемой  продукции с наиболее распространенными параметрами трубопровода нуждающегося в теплоизоляции d=159 мм.  

 

С=М.з.+З.п.+Соц.страх.+А.+Э.з.        руб/шт;       (12)

где

М.з - затраты на материалы, сырьё руб;

З.п. – затраты на заработную плату основных рабочих руб;

Соц.страх. – отчисления на социальное страхование руб;

А.- отчисления  амортизации руб;

Э.з- затраты на используемую энергию руб;

Материальные затраты  определяем с учётом  расхода  материалов необходимых для утепления 1метра трубопровода, так как теплоизоляционная скорлупа представляет собой полуцилиндр материальные затраты определяем:

                    М.з.=    _руб/шт ;          (13)

где

R_ппу- расход пенополиуретана при заливки кг;

С_из.ппу- стоимость одного кг жидкого пенополиуретана принимаем 106 руб/кг

F_c.п.- площадь стеклопластика необходимого для теплоизоляции м²

С_с.п.- стоимость одного м² стеклопластика принимаем    руб/м²

М.з._{из ппу57}==52,2;       

М.з._{из ппу76}==61,64;         

М.з._{из ппу108}==76,49;    

М.з._{из ппу159}==100,5;      

М.з._{из ппу219}==127,3;

М.з._{из ппу273}==144,2.

Расчёт заработной платы  находим по выражению:

 

                           З.п. = (Т+Пр) 1,15          руб/шт;           (14)

где

Т – оплата по тарифу определяется как произведение часовой тарифной ставки и трудоёмкости на единицу продукции из табли №2 =0,2н/час

Тарифную ставку принимаем  работника 4 разряда =27,52руб, тогда

 

Т=0,227,52=5,5 руб.

 

Пр - оплата премиальных при 100% выполнении плана по выпуску продукции определяется Пр=Т0,4 руб.

 Пр=5,50,4=2,2 ;

1,15 - уральский коэффициент;

З.п .= (5,5+2,2)1,15=8,85. 

Определим сумму начисленной  амортизации на единицу продукции

 

А=                     руб/шт;        (15)

где

Н.С. - начальная стоимость оборудования, принимаем сумму затраченную на приобретение оборудования согласно приложению №1  261290 руб;

К- норма амортизации в процентах к первоначальной стоимости на единицу продукции.

 

К =                  % ;                (16)

где

g – количество изготавливаемых изделий за 8-ми часовую рабочую смену шт;

s - количество рабочих смен в месяц, принимаем 21смену;

n – срок полезного использования оборудования      принимаем 120 месяцев;

g = = 40;

К= 100% = 0,001 %;

 

А= = 2,61 .

 

Отчисления на социальное страхование составляют 34%, фонда  заработной платы, так как расчёт ведётся, на единицу продукции, получаем:

 

Соц.страх. =           руб;         (17)

 

Соц.страх. = = 3.

 

В связи с трудностью расчёта  и не большой величиной затрат (3,5 Квт/час), не продолжительной работой установки (на одну единицу изделия работает 0,2 мин.), малым расходом сжатого воздуха(400-500л/мин), расчёт затрат энергии предлагаю не производить.

С₅₇ =52,2+8,85+2,61+3 =66,17;

С₇₆ =61,64+8,85+2,61+3 = 75,61;

С₁₀₈ =76,49+8,85+2,61+3 = 90,46;

С₁₅₉ = 100,25+8,85+2,61+3 = 114,22.

С₂₁₉ = 127,3+8,85+2,61+3 = 141,76

С₂₇₃ = 144,2+8,85+2,61+3 =158,66

 

   4.2 Определение стоимости потерь тепловой энергии одним метром трубопровода изолированным пенополиуретаном

 

Р_ппу=Q_ппуz_m              руб./сез;       (18)

 

где 

Q_ппу - тепловые потери через изоляцию из пенополиуретана по расчётным тепловым потерям на период отопительного сезона Гкал/сез.м;

z_m- стоимость одного Гкал тепловой энергии для предприятия принимаем 598,75 руб/Гкал;

 

 

Pппу₅₇=0,0428598.75=25,62;     

Pппу₇₆=0,0515598.75=30,83;      

Pппу₁₀₈=0,0658598.75=39,39;      

Pппу₁₅₉=0,0884598.75=52,92;

Pппу₂₁₉=0,11351598.75=67,9;

Pппу₂₇₃=0,137598.75=82,02.

 

4.3 Определение  материальных затрат на  материалы   для трубопроводов утеплённых  минеральной ватой

Для проведения сравнения, и  определения экономического эффекта  считаю необходимым произвести расчет материальных затрат на утепление трубопровода традиционным утеплителем минеральной  ваты. 

В данный момент для теплоизоляции  трубопровода отопления и горячего водоснабжения используется минеральная  вата покрытая слоем стеклопластика РСТ-430, креплением служит вязальная  проволока диаметром 1,2мм. Так как  расход и стоимость вязальной  проволоки в сравнении не велика, затратами на её приобретение пренебрегаем.

М.з_из.м.в.=V_из С_из+F_c.п.м.в.С_с.п.   руб/м;       (19)                     

где

V_из- объём минеральной ваты   м³;

С_из- стоимость одного м³ минеральной ваты руб/м³;

F_c.п.- площадь стеклопластика необходимого для теплоизоляции м²;

С_с.п.м.в.- стоимость одного м² стеклопластика руб/м²;

Так как используемая минеральная  вата предлагается производителем  в рулонах  0,854м³ по цене 1149руб./рул. принимаем для 1 м³   1345,4руб/м³

Используемый стеклопластик  предлагается в рулонах 1001 м по цене 32 руб/м² .

М.з._{из.м.в.57}=0,0241345,4+0,5632=50,2       

М.з._{из.м.в.76}=0,0271345,4+0,6332=56,48                              

М.з._{из.м.в.108}=0,0321345,4+0,7432=66,73

М.з._{из.м.в.159}=0,0401345,4+0,9332=83,57

М.з._{из.м.в.219}=0,051345,4+1,1532=90,6

М.з._{из.м.в.273}=0,0581345,4+1,3432=120,9

4.4 Определение  стоимости потерь тепловой энергии  одним метром трубопровода изолированным  минеральной ватой

 

Р_из.м.в.=Q_{из.мв.сез.}z_m           руб./сезм ;   (20)             

где 

Q - тепловые потери через изоляцию по расчётным тепловым потерям на период отопительного сезона (Гкал/сез.м);

z_m- стоимость одного Гкал тепловой энергии для предприятия принимаем 598,75руб.

P_{из.м.в.57}=0,09303 598,75=55,70;      

P_{из.м.в.76}=0,1121 598,75=67,11;      

P_{из.м.в.108}=0,1421 598,75=85,08;