Эффективность плужного трубоукладчика

В данной статье приводится расчет экономической эффективности от внедрения плужного бестраншейного трубоукладчика, применение которого является достаточно перспективным при строительстве межпоселковых полимерных трубопроводов.

Как правило, при разработке новой машины, либо механизированного комплекса, экономическую эффективность от его внедрения оценивают методом сравнения с базовой машиной.

При расчете технико-экономических показателей принято, что в сравнении с традиционным способом сооружения полиэтиленовых трубопроводов, использование плужного бестраншейного трубоукладчика позволяет существенно сократить объем земляных работ. Характер и трудоемкость других операций (подготовительных, сварочно-монтажных и др.) примерно одинакова.

Существующая на настоящее время технология производства работ по строительству трубопровода в общем случае заключается в создании траншеи экскаватором циклического или непрерывного действия, укладке в нее трубопровода и последующей засыпке бульдозером. Экскаватор циклического действия при этом более распространен из-за своей универсальности, позволяющей задействовать машину в случае необходимости на других строительных объектах.

Технология производства работ по строительству трубопровода с использованием плужного бестраншейного трубоукладчика (рис. 1) кроме названной машины, предполагает использование мини-погрузчика со сменным экскаваторным и бульдозерным оборудованием.

Наименьшая оптовая цена на оборудование, необходимое для производства работ, составляет:

- экскаватор ЭО-4126 - 2 900 тыс руб;

- бульдозер Б.10.1111 (на базе трактора Т-170) - 1 300 тыс руб;

- мини-погрузчик МКСМ-800 - 1 400 тыс руб, экскаваторный ковш - 300 тыс руб;

- бульдозерный отвал 39 тыс руб.

Рисунок 1. Плужный трубоукладчик

При использовании в качестве базовой машины трактора Т-170 цена трубоукладчика с учетом установки ходоуменьшителя и изготовления нового рабочего оборудования по укрупненным расчетам составит 1 518 тыс руб.

Капитальные затраты определятся по формуле:

К_з = Ц_оп·к_д, (1)

где Ц_оп - оптово-отпускная цена, к_д = 1,09 - коэффициент, учитывающий затраты на доставку и монтаж техники.

Тогда в сравниваемых вариантах:

К₁ = (2900+1300)·1,09 = 4578 тыс. руб,

К₂ = (1400+300+30+1518)·1,09 = 3540,32 тыс. руб,

Производительность механизированного комплекса определяется исходя из работы наименее производительной машины.

Для первого варианта это экскаватор, сменная производительность которого определится как:

где q = 0,5 м³ - емкость ковша, t_ц=18 с - время цикла, Т_см = 8 час - продолжительность смены, к_н = 0,8-1,15 - коэффициент наполнения, к_р = 1,1-1,3 - коэффициент разрыхления, к_вр = 0,65 - коэффициент использования по времени.

Длина траншеи, которую за смену подготовит экскаватор, учитывая ширину ковша (0,8 м) и глубину траншеи (1 м) составит 610 м. Таким образом, за смену будет подготовлена траншея и уложена полиэтиленовая труба из 3^х бухт по 200 м.

Для 2^го варианта сменная производительность определится исходя из работы плужного бестраншейного трубоукладчика, которая определится как

где L_б = 200 м - средняя длина трубы в бухте, Т_см = 8 час - продолжительность смены, t_ц - время цикла работы трубоукладчика по выработке 1^й бухты.

Время цикла плужного трубоукладчика по выработке 1^й бухты должно учитывать специфику организации его работы, при которой машина совершает необходимое количество переездов к площадке складирования бухт с их заменой и дальнейшим возвратом к месту прокладки. Также должно быть учтено время ожидания для производства сварочных работ. Учитывая перечисленные факторы, время цикла работы трубоукладчика определится как

где V_р = 150 м/час - рабочая скорость трубоукладчика, L_пл = 500 м - среднее расстояния проезда до площадки складирования бухт, V_тр= 3,5 км/ч - транспортная скорость трубоукладчика, t_пр = 4-5 мин. - время на погрузочно-разгрузочные операции, t_м = 2-3 мин. - время необходимых маневров, t_св = 30 мин. - время проведения сварочной операции.

Если подставить в (2) найденное значение t_ц, то производительность за смену составит П_2см = 720 м.

Годовой фонд времени

Т_г = Т_ф·к_см = 248·1,2 = 297,6 смен,

где Т_ф = 248 дн. - количество рабочих дней, к_см = 1,2 - коэффициент сменности работы техники.

С учетом годового фонда времени годовая производительность по обоим вариантам составит:

П₁ = П_1см· Т_г = 610·297,6 = 181536 м/год,

П₂ = П_2см· Т_г = 720·297,6 = 214272 м/год.

Удельные капитальные затраты на 1 км строящегося трубопровода определятся как:

Средняя себестоимость машино-смены (С_м-см) составляет: для гусеничного экскаватора 4-й размерной группы - 1200 руб, для бульдозера на базе трактора Т-170 - 1500 руб, для мини-погрузчика МКСМ-800 - 1 тыс руб.

С_м-см - сменные эксплуатационные затраты, включают:

- заработную плату рабочих, обслуживающих машину;

- расходы на горючее;

- расходы на все виды ремонтов, кроме капитальных;

- расходы на сменяемую оснастку;

- расходы на смазочные и обтирочные материалы.

Учитывая, что плужный бестраншейный трубоукладчик по отношению к базовой тяговой машине (трактор Т-170) модернизирован установкой ходоуменьшителя и усложненной гидросистемой, себестоимость его машино-смены увеличена на 10% по отношению к бульдозеру и принята в размере 1650 руб.

Себестоимость продукции, определяют на единицу измерения соответствующего вида механизированных работ. Себестоимость продукции получают делением стоимости машино-смены на сменную норму выработки машины.

С₁ = С_1м-см / П_1см = (1200+1500)/0,61 = 4426,2 руб/км,

С₂ = С_2м-см / П_2см = (1000+1650)/0,72 = 3680,6 руб//км.

Удельные приведенные затраты для техники определяются по формуле:

z = С+К_уд·(р+Е_н), (3)

где р = 0,12 нормативный коэффициент отчислений на реновацию от капитальных затрат, Е_н = 0,15 - нормативный коэффициент эффективности.

В соответствии с (3)

z₁ = 4,426+25,21·(0,12+0,15) = 11,233 тыс руб,

z₂ = 3,680+16,5·(0,12+0,15) = 8,135 тыс руб.

Таким образом, экономический эффект от использования плужного бестраншейного трубоукладчика при сооружении 1^го км трубопровода составит:

Э = z₁ - z₂ = 11,2327-8,135 = 3,098 тыс руб.

Годовой экономический эффект от использования техники может быть получен умножением экономического эффекта при сооружении 1^го километра трубопровода на годовую производственную программу.

English announcement

As a rule, when designing a new machine or mechanized complex, the economic efficiency of its implementation evaluated by comparison with the basic machine. This article provides a calculation of economic efficiency from the introduction of the plough trenchless pipe layer, the use of which is quite promising in the construction of inter-settlement pipelines polymer.

Литература

1. Иванов В.А., Кочурова В.В., Серебренников Д.А. Устройство для бестраншейной прокладки полиэтиленовых трубопроводов, патент на изобретение RUS 2237783 21.01.2003
2. Лавров И.Г., Серебренников Д.А. Анализ конструкций машин и устройств для бестраншейной прокладки полиэтиленовых трубопроводов, Проблемы функционирования систем транспорта Материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. Тюмень, 2012. С.247-251.
3. Лавров И.Г., Серебренников Д.А. Экспериментальная оценка деформации полиэтиленовых труб при изгибе в рабочем органе бестраншейного трубоукладчика, Наземные транспортно-технологические комплексы и средства. Материалы Международной научно-технической конференции. Тюмень, 2015, С. 177-181.
4. Серебренников А.А., Курочкин С.Г. Устройство для бестраншейной прокладки полиэтиленовых трубопроводов. В сборнике: Эксплуатация и обслуживание транспортно-технологических машин. Межвузовский сборник научных трудов. Тюмень, 2003, С. 174-176.
5. Серебренников Д.А. Обоснование рабочих параметров машины для бестраншейной прокладки полиэтиленовых газопроводов: дис. канд. техн. наук. - Тюмень, 2004.
6. Серебренников Д.А. Обоснование рабочих параметров машины для бестраншейной прокладки полиэтиленовых газопроводов: автореферат дис. канд. техн. наук. - Тюмень, 2004.
7. Эксплуатация магистральных и технологических нефтегазопроводов. Распределение и учет: учебное пособие, Под ред. Ю.Д. Земенкова.-Тюмень: ТюмГНГУ, 2014 - 370с.
8. Серебренников Д.А., Лавров И.Г., Хакимов З.Р. Использование машин с плужным рабочим органом при сооружении полиэтиленовых трубопроводов, Проблемы функционирования систем транспорта Материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. Тюмень, 2012, С.344-348.
9. Торопов С.Ю., Земенков Ю.Д., Подорожников С.Ю. Повышение экологической надежности ремонта трубопроводов в сложных природно-климатических условиях, Газовая промышленность. - М.: ООО Газойл пресс, 2015, № S720 (720), С. 95-98.
10. Земенков Ю.Д. Повышение безопасности эксплуатации линейных участков магистральных газопроводов./Ю.Д. Земенков, С.М. Дудин, Г.В. Бахмат, Трубопроводный транспорт: теория и практика. -Москва: ВНИИСТ, 2012, -№5 -с. 36-39.