Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние технологии и технических средств приготовления рабочих растворов пестицидов для обработки сорной расти тельности сельскохозяйственных полей
1.1 Современный уровень использования пестицидов в сельскохозяйственном производстве России
1.2 Технология внесения пестицидов 12
1.3 Требования предъявляемые к рабочему составу гербицида
1.4 Существующие способы и технические средства улучшения качества воды
1.5 Обоснование научной проблемы и цели исследований 35
2 Теоретическое обоснование парметров и режимов электроактиватора
2.1 Установление необходимых функциональных зависимостей и разработка математической модели, описывающей конструктивные и режимные параметры электроактиватора
2.2 Анализ математической модели подсистемы «электроактиватор - раствор гербицида»
2.3 Инженерная методика по определению параметров электроактиватора и рабочего раствора гербицидов
2.4 Разработка схемы управления электроактиватором 65
2.5 Выводы 69
3 Методика и результаты экспериментальных исследований
3.1 Расчет электроактиватора по исходным данным 71
3.2 Проверка адекватности математической модели подсистемы «электроактиватор» сравнение теоретических и экспериментальных данных
3.3 Планирование и обработка экспериментальных данных работоспособности электроактиватора
3.4 Разработка системы автоматизированного управления 89
3.5 Методика и результаты хозяйственного эксперимента 94
3.6 Выводы 103
4 Экономическая эффективность внедрения электроактиватора в хозяйстве
4.1 Расчет себестоимости изготовления продукции 105
4.2 Определение эксплуатационных показателей экономической эффективности
4.3 Определение дисконтированного дохода от внедрения электроактиватора
4.4 Выводы 119
Заключение 120
Список литературы 123
- Технология внесения пестицидов
- Анализ математической модели подсистемы «электроактиватор - раствор гербицида»
- Проверка адекватности математической модели подсистемы «электроактиватор» сравнение теоретических и экспериментальных данных
- Определение эксплуатационных показателей экономической эффективности
Введение к работе
Актуальность. Одним из основных направлений развития сельского хозяйства страны является безопасное использование средств защиты растений. В процессе обработки средствами защиты растений огромную роль играет качество воды, используемой для приготовления рабочего раствора. Исследованиями установлено, что на эффективность препаратов огромную роль оказывает водородный показатель воды, количество в ней минеральных элементов, температура, поверхностное натяжение. Сегодня известны различные способы улучшения качества воды и разработаны новые - с применением химических препаратов. Однако, все они либо малоэффективны, либо стабилизируют отдельные показатели. На сегодняшний день существует необходимость разработки нового - комплексного решения проблемы качества воды с соизмеримыми трудо- и энергозатратами в условиях современного сельхозпроизводства и импортозамещения. Решением данной проблемы может быть применение электроактиваторов - устройств, основанных на процессе электродиализа. В результате работы установки, вода, используемая в качестве электролита, способна менять водородный показатель, как в сторону кислотности, так и щелочности, а также менять минерализацию за счет реакций электролиза протекающих в анодной и катодной камерах. На выходе из анодной камеры водный раствор будет с повышенной температурой, так как часть электроэнергии расходуется на нагрев жидкости, иметь повышенную кислотность, и низкую минерализацию.
Работа выполнена по плану НИР Кубанского ГАУ № ГР 01.2011.53641 раздел - 27.4 (2011 - 2015 гг.).
Научная гипотеза - получить рабочий состав с требуемыми характеристиками для гербицидов группы глифосат возможно через управление параметрами и режимами электроактиватора воды, появится так же возможность использовать воду из любого природного пресного источника для приготовления такого раствора. Активированный раствор увеличит растворимость гербицида и сократит затраты на уничтожение сорной растительности путем уменьшения используемого препарата.
Цель работы - обоснование параметров и режимов электроактиватор-ной установки для подготовки рабочего состава гербицидов группы глифосат. Задачи исследования:
-
Получить аналитические зависимости величины водородного показателя, температуры и электропроводности от силы тока и производительности с учетом качества исходной воды.
-
Разработать математическую модель, описывающую режимные и конструктивные параметры электроактиватора воды с учетом данных о качестве воды: водородного показателя, минерального состава, электропроводности и требований к рабочему раствору гербицида.
-
Разработать инженерную методику расчета электроактиватора с улучшенными эксплуатационными показателями.
-
Модернизировать конструкцию электроактиватора с оптимальными характеристиками, экспериментально проверить ее работоспособность.
-
Произвести лабораторную проверку электроактиваторной установки с анализом достоверности предложенной модели расчета.
-
Определить экономическую эффективность внедрения электроактиваторной установки для подготовки воды с дальнейшим использованием ее в рабочем растворе гербицидов.
Методика исследований базировалась на математическом анализе, на теоретических основах электротехники, теплотехники, автоматического управления, натурном эксперименте, статистической обработке и графической интерпретации полученных данных. Результаты экспериментальных исследований обрабатывались на ПЭВМ с использованием пакетов программ MathCad, Statistika, MS Excel, AutoCAD.
Объектом исследований является система «электроактиватор-рабочий раствор - сорная растительность», схема управления электроактиватором.
Предметом исследований являются параметры и режимы электроактиватора, эффективность применения гербицидов.
Научная новизна работы:
аналитические зависимости величины водородного показателя, температуры и электропроводности анолита от силы тока, производительности и качества исходной воды;
математическая модель, описывающая режимные и конструктивные параметры электроактиватора с учетом качества воды и требований к рабочему раствору гербицида;
инженерная методика расчета электроактиватора, учитывающая работу установки с газовыделением в камерах, необходимая для уменьшения трудоемкости расчетов при конструировании и эксплуатации;
схема автоматизированного управления электроактиватором, позволяющая поддерживать режим работы при изменении исходных параметров;
регрессионная модель, позволяющая получить рациональный режим работы для установки производительностью от 50 до 100 л/ч и конструктивном параметре Кк= 1,2-10"3 см"1.
Теоретическая и практическая значимость результатов исследований:
полученные функциональные зависимости могут быть использованы для разработки математической модели высокопроизводительного электроактиватора который будет работать с другими фитосанитарными продуктами;
предложенный параметр критического тока необходимо учитывать в дальнейших исследованиях электроактиваторных установок, так как он позволяет рассчитать предел работы с эффективными затратами электроэнергии;
по предложенным конструктивным и режимным параметрам электроактиваторов можно их проектировать и изготавливать для воды из любых типов источников, различных гербицидов с высокоэффективными эксплуатационными показателями;
сконструирован и изготовлен электроактиватор с параметрами, соответствующими необходимому объему рабочего раствора и его качества, максимально адаптирован для сельскохозяйственного производителя;
обоснованные электрическая схема, параметры и режимы электроактиватора могут быть использованы в эксплуатации электроактиваторов при изме-
нении качества электрической энергии, напора в сети водоснабжения и характеристик воды.
На защиту выносятся следующие положения:
аналитические зависимости величины водородного показателя, температуры и электропроводности анолита от тока, производительности и качества исходной воды;
математическая модель, описывающая режимные и конструктивные параметры электроактиватора с учетом качества воды и требований к рабочему раствору гербицида;
инженерная методика расчета электроактиватора учитывающая работу установки с газовыделением в камерах, необходимая для уменьшения трудоемкости расчетов при конструировании и эксплуатации;
схема автоматизированного управления электроактиватором позволяющая поддерживать режим работы при изменении исходных параметров;
регрессионная модель позволяющая получить рациональный режим работы для установки производительностью от 50 до 100 л/ч и конструктивном параметре Кк= 1,2-10"3 см"1;
результаты экспериментальных испытаний электроактиватора в лабораторных и производственных условиях;
обоснованные параметры и режимы электроактиваторной установки для получения рабочих растворов гербицидов.
Реализация и внедрение результатов исследований. Электроактиватор с улучшенными эксплуатационными характеристиками внедрен в ФГУП «Березанское» Кореновского района Краснодарского края. Методика расчета электроактиваторов используется в учебном процессе Кубанского ГАУ.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались: на Всероссийских научно-практических конференция молодых ученых «Научное обеспечение АПК» (Краснодар, 2010 г., 2014 г.); Международной научно-технической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» (Ставрополь, 2012 г.); V Международной научно-практической конференция «Научно-
техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2012 г.); Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные науки сегодня» (Москва, 2013 г.); VIII Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (Саратов, 2013 г.); Международных научно-технических конференцях «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» (Ставрополь,
-
г., 2015 г.); Международной научно-технической конференции «Научное обеспечение АПК» (Краснодар, 2014 г.); Научно-практической конференции преподавателей (Краснодар, 2014 г.); в программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК», Краснодар, 2014 г.); Губернаторском конкурсе молодежных инновационных проектов «Премия IQ года» (Краснодар, 2014 г.); Конкурсе «Инновационный Краснодар-2014» (Краснодар,
-
г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, из них 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 в материалах Международных научно-практических конференциях, а остальные в других изданиях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 131 наименование и приложения. Диссертация изложена на 151 странице компьютерного текста, включая 13 страниц приложения, содержит 64 рисунка, 26 таблиц.
Технология внесения пестицидов
В соответствии с данными государственной статистической отчетности площадь земельного фонда Российской Федерации на 1 января 2013 г. составила 1709,8 млн. га, из них 386,1 млн. га (22,6%) занимают земли сельскохозяйственного назначения (таблица П. 1.1). В России находится 10% всех пахотных земель мира. Свыше 4/5 пашни в России приходится на Центральное Поволжье, Северный Кавказ, Урал и Западную Сибирь. Основные сельскохозяйственные культуры: зерновые, сахарная свекла, подсолнечник, картофель, лён.
По данным на начало 2010 года, Россия находится на 3-м месте в мире по экспорту зерновых (после США и Евросоюза) и на 4-м месте в мире по экспорту пшеницы (после США, Евросоюза и Канады) [70].
В 2011 году в России был собран рекордный урожай сахарной свёклы (46,2 млн тонн), благодаря которому страна перешла к экспорту свекловичного сахара в значительных объёмах (более 200 тысяч тонн за год). Были также собраны рекордные урожаи рапса (1,1 млн тонн), сои (1,6 млн тонн), подсолнечника (9,6 млн тонн). Урожай картофеля превысил 32 млн тонн, урожай зерновых — 93 млн тонн (в чистом весе), овощей — 14 млн тонн, гречихи — 800 тыс. тонн. По итогам года Россия стала третьей в мире страной по объёму экспорта пшеницы. Круг потребителей российской пшеницы увеличился до 84 стран Европы, Азии, Африки и Южной Америки [85]. С ростом урожайности не стоит забывать и об экологической безопасности продукции. Экологическая безопасность сельскохозяйственной продукции является особо важным критерием качества сельскохозяйственных культур. К сожалению, в последние годы значение этого критерия было на втором плане относительно прибыли, получаемой за счет резкого увеличения урожайности растений. Бесконтрольно применявшиеся в течение десятков лет химические препараты привели к мутациям вредных болезнетворных организмов, которые постепенно адаптировались к действующим веществам, что вызвало необходимость увеличения доз, значительно превышающих ПДК [86].
За рубежом уже давно обращают внимание на экологическую безопасность сельхоз продукции. Создаются сети магазинов предлагающие экологически чистые продукты. В последние два десятилетия мировой рынок экологически чистых продуктов (ЭЧП) бурно развивается и становиться популярной альтернативой потреблению вредных и экологически небезопасных продуктов. В 2003 году его мировой объем составил 25 млрд долларов, ежегодные темпы роста в странах составляют 20-30 % [110].
Пока Россия является аутсайдером на рынке ЭЧП, но уже сегодня можно с уверенностью говорить о формировании этого рынка и его больших перспективах (Рисунок 1.1) [ПО].
К сожалению, в Российской Федерации надзорными органами практически не осуществляется статистический учет пестицидов, и мы лишь име 12 ем самую общую характеристику объемов их применения. Оборот пестицидов применяемых на сельскохозяйственных культурах по вегетации в России составляет более 1,1 млрд. долларов. В целом рынок демонстрирует устойчивую тенденцию роста, хотя в последнее время темпы несколько спали. Если в 2008-2009 годах прирост объема применяемых пестицидов складывался на уровне 20% ежегодно, то в 2012 году он вырос относительно прошлого года на 8%.
На общем рынке по полевым культурам лидирующее положение в обороте пестицидов занимают селективные гербициды - 71%, далее идут фунгициды - 16%, инсектициды - 9%, неселективные гербициды - 2%, другие продукты - 2%. Большинство земледельцев проявляют высокую лояльность к используемым препаратам, применяя апробированные химические средства защиты растений из года в год [100].
Пестициды (от лат. Pestis — зараза, caedo — убивать) — химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, а также с различными паразитами, сорняками, вредителями зерна и зернопро-дуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Пестициды объединяют в следующие группы веществ: гербициды - уничтожающие сорняки; инсектициды - уничтожающие насекомых-вредителей; фунгициды - уничтожающие патогенные грибы; зооциды - уничтожающие вредных теплокровных животных и т. д (рисунок 1.2). Большая часть пестицидов — это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста [91,92].
Анализ математической модели подсистемы «электроактиватор - раствор гербицида»
Получив значения электропроводности воды в камерах при заданном коэффициенте концентрирования определим силу тока, требующуюся для достижения нужной минерализации.
В случае если ток превосходит некоторую критическую величину, зависящую от природы электролита, его концентрации и температуры наступает анодная пассивация [8, 101]. Это явление заключается в блокировании электродов поверхностными отложениями, что в свою очередь меняет электрические сопротивления в электродных ячейках и «тормозит» электродные реакции. Механизм этого процесса может быть описан следующим образом. Когда поверхность электрода полностью закрыта электролитом, она работает при сравнительно высокой плотности. В это время наблюдается концентрационная поляризация, возникающая с изменением концентрации электролитов в ходе процесса электролиза. Концентрация щелочи в катодном пространстве возрастает за счет снижения концентрации в анодном пространстве. Спустя некоторое время после начала электролиза разность концентраций в анолите и католите достигает постоянной величины, зависящей от величины тока и скорости протекания растворов по камере электроактиватора. В процессе электролиза воды на обоих электродах выделяются газы. Поэтому на поверхности электродов наблюдается повышение концентрации пузырьков газа. Газ начинает вытеснять из камеры водный раствор. Наблюдается рост газонаполнения и резкое повышение температуры. С ростом температуры подвижность ионов возрастает, поэтому необходимо определить значение силы тока / при котором наступит критическая концентрация и начнется процесс газообразования. В пределах критической минерализации степень концентрирования немного повышается за счет концентрации примесей, а затем остается на одном уровне. На основании опытов проведенных в Кубанском ГАУ, минимальная минерализация составляла 0,03-0,07 г/л, примем среднее значение 0,05 г/л. Тогда выражение для расчета силы тока критического режима будет иметь вид:
Процесс газообразования учтем путем использования коэффициента газонаполения кг. Значение коэффициента газонаполнения и изменения удельного сопротивления электролита в камере за счет его газонаполнения при различной плотности тока и высоте электродов 500 мм показано в таблице 2.3. Расчет коэффициента газонаполнения произведем по формуле [75]:
Объем 1 моль водорода при нормальных условиях составляет 11,2 л. При расчетах необходимо учитывать растворимость газов в воде. Растворимость водорода при t = 25С и р = 101 080 Па равна 1,82-10 6 м3/100 г воды. Тогда объем выделяющегося в камерах газа определиться по формуле:
Для определения сопротивления диафрагмы определим падение напряжения [99]: U = r4- (2.37) где: Хд - удельная электропроводимость электролита, которым пропитана диафрагма; SR - площадь диафрагмы, м ; 8 - объемная пористость диафрагмы, доли единиц; А/д - толщина диафрагмы, м; є - коэффициент извилистости пор диафрагмы, показывающий, во сколько раз длина грань ячейки превышает длину диафрагмы. Пористость диафрагмы в зависимости от материала может меняться в широких пределах - от 0,2 до 0,65, коэффициент извилистости пор - от 1 до 5, толщина диафрагмы - от 1 до 3-5 мм. где D3 - удельная плотность тока в межэлектродном пространстве, А/м ; Хэ - удельная электропроводимость электролита, (Ом-м) ; А/ - расстояние между электродами, м;
В процессе работы электроактиватора энергия, затраченная из электрической сети, уходит на нагрев воды с одновременной диссоциацией молекул. В результате увеличивается температура жидкости на выходе активатора и изменяется уровень водородного показателя (отдельно в каждой камере активатора. В связи с этим электроактиватор представим в виде проточного электроводонагревателя межэлектродное пространство которого разделено диафрагмой. Схема замещения электроактиватора представлена на рисунке 2.7. Ra Rд RK
Выражения (2.46) и (2.47) позволяют производить расчет непроточного электроактиватора и следовательно их применение неприемлемо для проточного электроактиватора, так как в процессе электродиализа сложно определить химическое вещество и, следовательно константы диссоциаций. Кроме того, эти выражения не учитывают турбулентность потока и влияние температуры на константу диссоциации. Поэтому необходимо получение выражения для расчета водородного показателя с учетом изменений тока, производительности, проточности и геометрических особенностей канала.
Изучением электроактиватора проточного типа с изогнутым каналом занимались Оськин А.С. и Ковко В.А., ими получены опытные данные параметра водородного показателя при различной силе тока и производительности. На базе регрессионной зависимости построена модель, которая в общем виде представлена в виде полинома второй степени. Данная математическая модель позволяет оценить влияние производительности и силы тока на кислотность анолита [82]: рНа =(рНнш -7,5)+(6,32+0,025Q- 0,17351 +0,0023 QI-0,0001702 -0,006812) щ
После всех преобразований и подставлений уравнений математическая модель подсистемы «электроактиватор» (2.1) принимает вид (2.49).
Полученные уравнения системы (2.49) описывают параметры раствора на выходе из электроактиватора и его режим работы. Первое уравнение системы определяет степень опреснения воды на выходе относительно исходной минерализации. Второе уравнение позволяет определить температуру выходного раствора при заданной производительности, степени опреснения и учитывает при этом коэффициент газообразования. Третье уравнение позволяет произвести расчет коэффициента концентрирования без использования номограмм, что значительно упрощает процедуру расчета.
Проверка адекватности математической модели подсистемы «электроактиватор» сравнение теоретических и экспериментальных данных
Одним из преимуществ полученной модели расчета электроактиватора является выявления возможности автоматизации процесса управления и поддержания стабильного режима работы. Сила тока на электроактиваторе может регулироваться в зависимости от производительности. Автоматическое поддержание производительности и регулировка производительности по камерам возможна благодаря автоматическим клапанам с аналоговым регулятором. При повышении температуры или превышении тока выше необходимого значения возможна сигнализация и полное отключение установки. Применение датчиков температуры, рН, электропроводности и расходомеров возможна реализация централизованного сбора информации и разработки алгоритма управления. Контроль и обслуживание электроактиватора может быть полностью автоматизировано при оснащении средствами промышленной автоматизации.
Основные требования к системе управления: - обеспечить надежную и эффективную работу оборудования системы управления электроактиватором; - применить систему автоматического контроля на базе использования современных сертифицированных систем микропроцессорных средств автоматизации и программно-технических комплексов с высокой эксплуатационной надежностью.
Функциональность поста управления в процессе эксплуатации системы должна отвечать соответствующим уровням: наблюдение, управление, конфигурирование работы системы.
Для реализации задач контроля и управления системы автоматизированного управления электроактиватора используем приборы: программируемый логический контроллер; модуль дискретного ввода\вывода; модуль аналогового ввода; датчик рН; датчик температуры; датчик давления; расходомеры; насос; частотный преобразователь. Для измерения температуры располагаем 3 датчика: в канале исходной воды и два датчика на выходных клапанах анодной и катодной камер электроактиватора. Диапазон измерения температуры согласно теоретическим и экспериментальным данным должен находиться в пределе 0-50 С, точность измерений не ниже ±0,5 С, выходной сигнал должен быть унифицированным (ток в диапазоне 0-5 мА или напряжение 0-10 В). Кроме того в связи с изменением водородного показателя в камерах водный раствор приобретает «агрессивный» характер, следовательно необходимо проводить мероприятия по коррозионной защите корпуса датчика. Так же немало важным критерием является габаритные размеры, так как датчик будет размещаться в камере электроактиватора. По справочным параметрам датчик температуры ТС014 отвечает всем выше перечисленным требованиям: габаритные размеры L = 20 мм, с1=5м диапазон измерения -50...+150 С, материал корпуса - латунь, степень защиты IP-54.
Измерение водородного показателя и минерализации осуществляется датчиком рН и ЕС установленным на выходе камер и на подаче воды из источника. Датчики должны иметь диапазон измерения 0 -14 - рН, датчик ЕС - 0 -1999 мкСм/см, 0 -1999 мг/л, погрешность измерений 1,5-2%. Степень защиты не ниже IP 67 и для подключения к ПЛК выходной сигнал должен быть унифицированным (ток в диапазоне 0-5 мА или напряжение 0-10 В). Проведя анализ понятно, что для решения задачи автоматизации электроактиватора возможно применение следующих типов датчиков: датчик водородного показателя SEN0106 - выходом датчика является аналоговый сигнал. Он представляет собой зонд с кабелем и компактной платой, подключается к управляющей электронике. Напряжение питания - 5В, предел измерения 0 -14 рН, температурный предел 0-КЮ С, точность измерений ±0,1 рН, время отклика 1 мин.
Для измерения электропроводности и солесодержания соды по указанным критериям подходит датчик ЕС-139В. Датчик имеет погрешность измерений ±2 %, диапазон измерения 0 -1999 мкСм/см, 0 -1999 мг/л. Постоянное давление подачи воды регулируется насосом, а производительность по камерам регулируется заслонками (рисунок 3.15). Измерение расхода осуществляется расходомером. Датчик расхода воды предусматривает вычисление производительности по каждой камере. Он должен выдерживать измерение нагретой жидкости и для подключения к ПЛК выходной сигнал должен быть унифицированным (ток в диапазоне 0-5 мА или напряжение 0 - 10 В). При данных требованиях можно применить датчик расхода воды Water flow sensor POW 110D3B (рисунок 3.15). Рабочее напряжение датчика 5-24В, диапазон измерения расхода 1-30 л/мин, рабочая температура 80 С, температура жидкости 120 С, давление воды 1,75 МПа. Выходным сигналом датчика является импульс.
Для решения вопроса автоматизированного регулирования производительности возможно применить кран шаровой с электроприводом. Из анализ существующего оборудования возможно применение крана SMART QT3308, конструкция данного крана предусматривает возможность установки электропривода и реализации функции запорной, переключающей и регулирующей. Рабочая температура 0-ИЮ С, рабочее напряжение 230В, 50/60Гц, время открытия закрытия 16 сек. Класс защиты IP54. Устанавливается электропривод постоянного тока 24В, и выходным пропорциональным сигналом (датчиком положения) 0-10В/4-20мА.
Определение эксплуатационных показателей экономической эффективности
Определение дисконтированного дохода будет определяться от применения нового электроактиватора по сравнению с использованием химического препарата Лакмус. Общие эксплуатационные затраты при обработке химическим препаратом составят 198000 руб., при этом будет регулироваться только водородный показатель раствора, в то время как применение электроактиватора решает проблему минерализации. Поэтому в расчеты включим затраты на снижение минерализации путем кипячения. Мощность промышленной установки оставляет 70 кВт. Объем воды в 185 литров предложенная установка нагревает за 34 минуты до температуры 65С. На нагрев 31,5 тонн потребуется 96 часов, при этом будет затрачено электроэнергии 6720 кВт. При тарифе на электроэнергию 5,34 кВт, стоимость затрат составит 38500 руб. Следовательно, общие эксплуатационные затраты составят порядка 250 000 рублей.
Теоретические положения и методические подходы оценки экономической эффективности инвестиционных проектов рассмотрены в «Методических рекомендациях по оценке эффективности инвестиционных проектов по их отбору для финансирования» [60, 61]. Показатели экономической эффективности проекта в целом характеризуют с экономической точки зрения технические, технологические и организационные решения, принимаемые в проекте. Эффективность проектов лучше определять на основе денежного потока, представляющего собой зависимость от времени денежных поступлений для всего расчетного периода [60, 61, 64].
При проведении экономических обоснований за расчетный период принимается интервал от начала действия проекта до его окончания. Расчетный период разбивается на шаги (0, 1, ..., т, ..., п), используемые для оценки финансовых показателей. На каждом шаге значение денежного потока характеризуется: притоком, равным размеру денежных поступлений и оттоком, равным платежам на этом шаге. К притокам обычно относится выручка от реализации продукции, дополнительный денежный доход от снижения технологического ущерба, а также другие поступления. К оттокам - производственные издержки, налоги, платежи по кредитам, покупка дополнительных материалов и оборудования.
Согласно рекомендациям [61, 64] при оценке проекта приведение разновременных (относящихся к разным шагам расчета) значений денежного потока к ценности на начальный период to = 0 осуществляется путем дисконтирования. С помощью дисконтирования в финансовых вычислениях учитывается фактор времени, который связан с инфляционными процессами, уровнями банковских ставок по кредитам, стоимости ценных бумаг. Для приведения разновременных затрат, результатов и эффектов используется норма дисконта (Е), равная норме дохода на капитал и выраженная в долях единицы или процентах в год.
Технически приведение денежного потока к базисному (обычно начальному) моменту времени осуществляется путем умножения его на коэффициент дисконтирования ат, определяемого для постоянной нормы дисконта : где т - номер шага расчета (т = 1,2, ..., п). В рыночной экономике при использовании собственного капитала нормы дисконта определяются исходя из депозитного процента по вкладам. В случае, когда весь капитал заемный, норма дисконта представляет собой соответствующую процентную ставку, определяемую условиями процентных выплат и погашений по займам.
В мире наибольшее распространение получил метод оценки экономической эффективности с использованием следующих четырех показателей: чистого дисконтированного дохода, индекса доходности, внутренней нормы доходности и срока окупаемости капитальных вложений.
Чистый дисконтированный доход (ЧДД) характеризует превышение суммарных денежных поступлений над суммарными затратами для данного проекта с учетом неравномерности эффектов (затрат, результатов), относящихся к различным моментам времени. При проведении сравнительной оценки предпочтение следует отдать проекту с большим значением ЧДД. В проекте величину ЧДД рекомендуется определять по следующей формуле: чдд = У— —У Кт (лШ где Пт - прибыль или доход (разница между притоком и оттоком денежных средств), получаемые на т - том шаге; Кт - капитальные вложения на т - том шаге. Частным случаем динамической постановки задачи по определению эффективности инвестиционных проектов является статическая, при которой расчеты производятся за один год. Среднегодовой эффект от внедрения мероприятий, вызывающих изменение эксплуатационных показателей оборудования определяется по формуле [64] : Эг=АК + АИ (4.21) где: ЛК - изменение капиталовложений в электроустановку; ЛИ -изменение годовых издержек по эксплуатации установки.
В нашем случае принимаем отсутствие дополнительного дохода от снижения технологического ущерба. Необходимо учесть, что в 3-м году будут дополнительные издержки, связанные с заменой электродов, диафрагмы, шлангов, фитингов, на общую сумму 5000 руб.
Результаты расчета ЧДД при различных уровнях банковской ставки и инфляции сведены в таблицы П. 4.1 - 4.5. Расчет чистого дисконтированного дохода ЧДД при норме доходности Еи=0,25 и уровне инфляции 8=0,16 на 1 га обрабатываемой при площади обработки составит 813/225=3,61 тыс.руб.