Применяя системы прогрева от внешнего источника энергии можно значительно уменьшить работы дизелей на холостом ходу (до 25 %) и, следовательно, сократить затраты дизельного топлива, моторного масла и выработку ресурса.
Для оценки экономической эффективности рассмотренных прогревов необходимо определить следующие основные показатели — чистый дисконтированный доход (ЧДД) или интегральный экономический эффект, индекс доходности (ИД) и срок окупаемости (Т0).
Чистый дисконтированный доход представляет собой сумму изменения разностей результатов и затрат за расчетный период, приводимых к начальному году и определяется по выражению, руб.:
(1)
где Ri, — доходы, достигаемые в i-й год, руб.;
3i, — текущие издержки в i-й год, руб.;
Т — расчетный период (срок службы оборудования), Т = ∑i;
Е = 0,1 — ставка дисконтирования.
Индекс доходности представляет собой показатель, характеризующий годовую прибыль на единицу инновационных вложений и определяется по выражению:
ИД = ЧДД/К,(2)
где К — единовременные капитальные вложения, руб.
Срок окупаемости представляет собой показатель, характеризующий период, в течение которого инновационные инвестиции полностью окупятся, и определяется по выражению, год:
(3)
где Эi = Ri, — 3i, — экономический эффект i-го расчетного года, руб.;
Стоимость дизельного топлива, электро- и паротепловой энергии взяты средние по Западно-Сибирской железной дороге и соответствуют уровню 2016 года.
Оценка экономической эффективности бортовой установки. Экономическая эффективность бортовой установки (БУ) достигается за счет сокращения времени работы дизеля на холостом ходу для прогрева и сокращения расхода топлива в эксплуатационных условиях. Снижение расхода топлива в условиях эксплуатации объясняется тем, что за счет уменьшения на- гароотложений на поверхностях выпускного тракта и лопатках турбины турбокомпрессора, достигается повышение качества протекания рабочих процессов и, естественно, за счет сокращения времени работы дизеля на холостом ходу приводит к повышению его ресурса. При расчете экономической эффективности также следует учитывать сокращение затрат на текущие ремонты ТР2 и ТРЗ за счет повышения ресурса дизелей.
Годовой экономический эффект внедрения БУ за счет сокращения времени работы дизеля на холостом ходу определяется по выражению, руб.:
.(4)
где Сх.х. — годовая прибыль разработки от сокращения расхода топлива на холостом ходу, руб.;
Кдопх.х = (0,15–0,20)Сх.х — дополнительные затраты на изготовление, монтаж и эксплуатацию бортовой установки, руб.
Годовая прибыль определяется по выражению, руб.:
Сх.х. = 365Тср.х.х(Вср х.х Цт — РсрЦэ),(5)
где Тср.х.х. — среднесуточное время работы дизеля в режимах самопрогрева систем в местах длительного отстоя тепловозов, Тср.х.х = 4 ч;
Вср.х.х. — среднечасовой расход топлива при самопрогреве систем дизеля, Вср.х.х. = 10 кг/ч;
Цт — стоимость дизельного топлива, Ц, = 36,0 руб./кг;
Рср — средний показатель потребления мощности бортовой установкой, Рср = 24,7 кВт;
Ц — стоимость электроэнергии для промышленных предприятий, Цэ = 3,2 руб./кВт·ч.
Сокращение времени работы дизеля на холостом режиме существенно отразится на нагарообразовании на поверхностях выпускного тракта, лопатках соплового аппарата и турбины турбокомпрессора.
Проведенные исследования [1] показали, что нагарообразование особенно сказывается на расход топлива в условиях эксплуатации и в среднем приводит к повышению последнего на 2–3 %. За счет сокращения времени работы дизеля на холостом ходу в пределах 25 % от общей длительности снизится нагарообра- зование и ожидается снижение эксплуатационного расхода топлива на 0,5–1,0 %. Годовой экономический эффект внедрения бортовой установки за счет сокращения расхода топлива в эксплуатационных условиях определяется по выражению, руб.:
Эг.н. = Сн — ЕК допн (6)
где Сн — годовая прибыль разработки от сокращения расхода топлива в эксплуатационных условиях, руб.;
Кдопн дополнительные затраты, руб.
Сн. = 365Тср.нВср н Цт Кн, (7)
где Тср.н — среднесуточное время работы дизеля под нагрузкой, Тср н = 6,4 ч;
Вср.н. — среднечасовой расход топлива при работе дизеля под нагрузкой, Вср.н. = 60 кг/ч;
Кн — коэффициент, учитывающий сокращение расхода топлива при работе дизеля под нагрузкой, Кн = 0,005–0,010;
Общий годовой экономический эффект, руб.:
Эг = Эг.х.х.+ Эг.н. (8)
Результаты расчетов экономического эффекта, выполненные по выражениям (3.4) — (8) приведены в таблице 1.
Номенклатура затрат при определении расчетного значения себестоимости бортовой установки должна включать в себя следующие статьи: основная и дополнительная заработная плата проектно-конструкторского штата и производственников, отчисления в социальные фонды, затраты на материалы и комплектующие из делия с учетом транспортных расходов и НДС, общехозяйственные и общеотраслевые расходы, затраты на энергоресурсы и амортизационные отчисления.
Для определения затрат на заработную плату следует учитывать количество исполнителей, разрядность и продолжительность работ [2].
Таблица 1
Экономический эффект внедрения бортовой установки
|
Экономический эффект, руб. за счет сокращения: |
Общий годовой экономический эффект, руб. Эг |
|
|
времени работы дизеля на холостом ходу Эг.х.х. |
расхода топлива в эксплуатационных условиях Эг.н. |
|
|
404048,6 |
49448,4 |
459650 |
Размер амортизационных отчислений определяется по выражению, руб.:
(9)
где Ку — стоимость установки, руб.;
На = 0,1 — норма амортизационных отчислений;
tн — время изготовления установки, tн = 320 ч.;
tг — календарный годовой фонд рабочего времени, tг = 8760.
Затраты на потребление электроэнергии при изготовлении установки определяются по выражению, руб.:
Зэ = Цэ∑Рпτп,(10)
где ∑Рп — суммарная мощность, связанная с работой станка и электросварочного агрегата, ∑Рп = 14 кВт;
τп — длительность сварочных и токарных работ, τп = 46 ч.
Результаты расчета себестоимости бортовой установки представлены в таблице 2.
Затраты на техническое обслуживание БУ определяется по выражению, руб.:
Зт.о.=КуАт.о., (11)
где Ат.о. = 0,02 — нормативный коэффициент отчислений на техническое обслуживание оборудования.
Таблица 2
Калькуляция затрат на изготовление установки
|
Наименование статьи расходов |
Сумма, руб. |
|
Основная заработная плата проектно-конструкторского штата и производственников |
24720 |
|
Дополнительная заработная плата проектно-конструкторского штата и производственников (6–8 %) |
1483,2 |
|
Отчисления в социальные фонды (30 %) |
7416,0 |
|
Расходы на материалы и комплектующие изделия с учетом транспортных расходов (12 %) и НДС (18 %) |
71480 |
|
Общехозяйственные и общеотраслевые расходы (150–200 %) |
29440 |
|
Затраты на потребление электроэнергии |
2060,8 |
|
Прочие неучтенные расходы |
6120,3 |
|
Амортизационные отчисления |
4,73 |
|
Итого |
142725,0 |
Затраты на техническое обслуживание БУ определяется по выражению,
руб.:
Зт.о.=КуАт.о., (11)
где Ат.о. = 0,02 — нормативный коэффициент отчислений на техническое обслуживание оборудования.
Зт.о =2854,5 руб.
Расчет показателей для определения ЧДД представлен в табл. 4.3.
Показатели эффективности (таблица 3) следует определять из расчета срока службы установки — 10 лет.
Таблица 3
Показатели эффективности бортовой установки
|
Чистый дисконтированный доход, руб. |
Индекс доходности |
Срок окупаемости |
|
2664085,6 |
18,7 |
0,064 |
Результат чистого дисконтированного дохода получается положительным, а индекс доходности больше единицы. Это показывает целесообразность внедрения разработки.
Результаты расчета показателей эффективности бортовой установки показали, что чистый дисконтированный доход составляет 2664085,6р., а срок окупаемости 0,064 года.
Экономический эффект за счет сокращения расхода топлива при прокрутке от электроэнергии работающей дизель-генераторной установки. Годовой экономический эффект для различных серий тепловозов определится по выражению, руб.:
(12)
где Кддоп = (015–0,20)Сгд — дополнительные затраты, руб.
Сгд = 365Тср.х.хВср.х.х [(1+ Nот) — (l+NотΔп)]Цт,(13)
где Nот =1 — количество прогреваемых тепловозов в местах длительного простоя;
Δп = 0,6– коэффициент, учитывающий повышение расхода топлива для компенсации механических потерь прокручиваемого дизеля;
Исходя из среднеэксплуатационных данных ряда локомотивных депо Западно-Сибирской железной дороги, показатели — Тср.х. и Вср.х.х в зависимости от серий тепловозов приведены в таблице 4.
Таблица 4
Показатели Тср.х.х. и Вср.х.х.
|
Серия тепловозов |
Среднедеповские значения показателей |
|
|
Тср.хх, ч |
Вср.х.х, кг/ч |
|
|
ТЭМ2 |
4 |
10 |
|
2ТЭ10М |
5 |
24 |
При реализации способа прогрева потребуются затраты на выполнение работ, связанных с изготовлением и оборудованием позиций для подключения ДГУ к источникам электроэнергии. Расчет себестоимости выполнен исходя из комплектования восьми позиций отстоя тепловозов.
В расчет себестоимости способа прогрева должны быть включены следующие расходные статьи: основная и дополнительная заработная плата производственников, отчисления в социальные фонды, затраты на материалы и комплектующие изделия с учетом транспортных расходов и НДС, общехозяйственные, общеотраслевые расходы и амортизационные отчисления.
Таблица 5 — Экономический эффект метода прокрутки дизель-генераторной установки
|
Серия тепловозов |
Экономический эффект, руб. |
|
ТЭМ2 |
207686,4 |
|
2ТЭ10М |
621259,2 |
Расчет себестоимости способа прогрева представлены в таблице 6.
Показатели эффективности были определены из расчета срока службы оборудования для прогрева — 10 лет и представлены в таблице 7.
Затраты на техническое обслуживание оборудования для прогрева были определены по выражению (11) и составили 2689,6 руб.
Результат чистого дисконтированного дохода получается положительным, а индекс доходности больше единицы. Это показывает целесообразность внедрения разработки.
Анализ экономических показателей подтверждают целесообразность внедрения представленного способа прогрева силовых установок тепловозов.
Таблица 6
Калькуляция затрат на реализацию способа
|
Наименование статьи расходов |
Сумма, руб. |
|
Основная заработная плата производственников |
24900 |
|
Дополнительная заработная плата производственников (6–8 %) |
1043,0 |
|
Отчисления в социальные фонды (30 %) |
4470,0 |
|
Расходы на материалы и комплектующие изделия с учетом транспортных расходов (12 %) и НДС (18 %) |
68210,0 |
|
Общехозяйственные и общеотраслевые расходы (150–200 %) |
29800,0 |
|
Прочие неучтенные расходы |
5968,0 |
|
Амортизационные отчисления |
88,2 |
|
Итого |
134479,2 |
Таблица 7
Показатели эффективности установки
|
Серии тепловозов |
Чистый дисконтированный доход, руб. |
Индекс доходности |
Срок окупаемости |
|
ТЭМ2 |
315347,4 |
2,35 |
0,43 |
|
2ТЭ10М |
2856573,2 |
21,2 |
0,05 |
Оценка экономической эффективности стационарной установки. Годовой экономический эффект определится по выражению, руб.:
(14)
= 365Δτ Тср.хх [Вср.ххЦт — (Вср.ххHuηххЦп + ∑РэЦэ)], (15)
где Δτ = 0,5 — коэффициент, учитывающий сокращения времени работы дизеля на холостом ходу при условии прогрева систем от энергии стационарной установки;
Hu — теплота сгорания дизельного топлива, ккал/кг;
ηх х = 0,6 — коэффициент полезного действия самопрогрева при работе дизелей на холостом ходу;
Цп — стоимость паротепловой энергии, Цп = 1068,1 р/Гкал;
∑Рэ = 7 кВт — суммарная мощность, расходуемая стационарной системой прогрева
Сокращение времени работы на холостом ходу, как уже отмечалось, существенно также скажется на снижении расхода топлива в эксплуатации и на повышение ресурса дизеля. Однако эффективность таких составляющих возможно оценить только после длительной эксплуатации стационарной системы прогрева дизелей.
Таблица 8
Экономический эффект метода прокрутки дизель-генераторной установки
|
Серия тепловозов |
Экономический эффект, руб. |
|
ТЭМ2 |
196209,4 |
|
2ТЭ10М |
616815,1 |
Себестоимость стационарной установки (СУ) для прогрева систем тепловозных дизелей включает в себя следующие расходные статьи: основная и дополнительная заработная плата проектно-конструкторского штата и производственников, отчисления в социальные фонды, затраты на материалы и комплектующие изделия с учетом транспортных расходов и НДС общехозяйственные и общеотраслевые расходы, затраты на энергоресурсы и амортизационные отчисления.
При изготовлении узлов стационарной установки расход электроэнергии, в основном связан с выполнением токарных и сварочных работ, руб.:
Зт.э = (РстТст + Рсвτсв)Цэ,(16)
где Рст — мощность электродвигателя токарного станка, Рст= 4 кВт;
Тст — продолжительность токарных работ, Тст = 140 ч.;
Рсв — мощность сварочного агрегата, Рсв= 8 кВт;
Тсв — продолжительность сварочных работ, Тсв = 158 ч.;
Результаты расчета себестоимости стационарной установки представлены в таблице 9.
Таблица 9
Калькуляция затрат на изготовление установки
|
Наименование статьи расходов |
Сумма, руб. |
|
Основная заработная плата проектно-конструкторского штата и производственников |
19580 |
|
Дополнительная заработная плата проектно-конструкторского штата и производственников (6–8 %) |
1370,6 |
|
Отчисления в социальные фонды (30 %) |
5874,0 |
|
Расходы на материалы и комплектующие изделия с учетом транспортных расходов (12 %) и НДС (18 %) |
62200 |
|
Общехозяйственные и общеотраслевые расходы (150–200 %) |
43160 |
|
Затраты на потребление электроэнергии |
5836,8 |
|
Прочие неучтенные расходы |
7869,8 |
|
Амортизационные отчисления |
113,1 |
|
Итого |
146004,3 |
Затраты на техническое обслуживание стационарной установки составили 2920,1 руб. Показатели эффективности были определены из расчета срока службы стационарной установки — 10 лет и представлены в таблице 10.
Таблица 10
Показатели эффективности внедрения установки
|
Серии тепловозов |
Чистый дисконтированный доход, руб. |
Индекс доходности |
Срок окупаемости |
|
ТЭМ2 |
162484,3 |
1,1 |
0,90 |
|
2ТЭ10М |
2746924,3 |
18,8 |
0,05 |
Результат чистого дисконтированного дохода получается положительным, а индекс доходности больше единицы. Это показывает целесообразность внедрения разработки.
Анализ экономических показателей подтверждает целесообразность использования представленного способа прогрева силовых установок тепловозов.
Выводы экономической оценки от различных способов прогрева. Сравнительная оценка экономических показателей подтверждают целесообразность использования представленных устройств прогрева тепловозных дизелей. Экономически менее затратным способом прогрева является способ прорева тепловозного дизеля за счет сокращения расхода топлива при прокрутке от электроэнергии работающей дизель-генераторной установки с наименьшей калькуляцией затрат на изготовление установки 134479,2 руб., а сроком окупаемости установки для двух серий тепловоза 0,48 года
Литература:
- Хомич А. З. Топливная эффективность и вспомогательные режимы тепловозных дизелей / А. З. Хомич М.: Транспорт, 1987. 271 с.
- Организация, нормирование и оплата труда на железнодорожном транспорте / Ю. Д. Петров, М. В. Белкин, и др.; Под общ ред. Ю. Д. Петрова. М.: Транспорт, 1998. 279 с.
