Организация энергетического хозяйства

В процессе производства продукции предприятия потребляют в больших количествах энергию и энергоносители различных видов и параметров: электроэнергию, топливо (твердое, жидкое, газообразное), воду (холодную, горячую), пар, сжатый воздух, кислород, ацетилен и т.п.

Все энергетические процессы на промышленном предприятии могут быть разделены на силовые, тепловые, электрохимические и электрофизические, освещение. Большинство энергетических процессов на предприятии может быть осуществлено за счет различных энергоносителей (Таблица10.1). Наибольшая доля в суммарном расходе энергоресурсов в промышленном производстве приходится на тепловые процессы.

Таблица 10.1 – Возможные энергоносители в промышленном производстве

Энергетические процессы	Энергоносители
Электро-энергия	Пар	Горячая вода	Топливо
Газо- образное	Жидкое	Твердое
1. Силовые	+	+	-	+	+	-
2 Тепловые В том числе: - высокотемпературные - средне- и низкотемпературные - криогенные	+ + +	- + +	- + -	+ + -	+ + -	+ + -
3 Электрохимические и электрофизические	+	-	-	-	-	-
4 Освещение	+	-	-	-	-	-

 

Использование различных энергоносителей на предприятии характеризуется системой показателей, основные показатели приведены в таблице 10.2.

Таблица 10.2 - Система показателей, характеризующих энергопотребление

Показатель	Формула расчета	Условные обозначения
1. Энерго- вооруженность труда		β эн.т – энерговооруженность труда, тонн условного топлива (т у. т.)/год/чел.; Σ В – полное годовое потребление топлива и всех видов энергии в пересчете на топливо, т у.т./год; Чср – среднесписочная численность промышленного персонала, чел.
2. Электро- вооруженность труда		β эл.т – электровооруженность труда, кВт·ч/чел.; Σ Э – суммарное годовое потребление электроэнергии (включая потери в заводских сетях), кВт·ч/год;
		β эл.т.м – электровооруженность труда, кВт/чел.; Σ Ру – суммарная установленная электрическая мощность используемых токоприемников в наиболее загруженную смену, кВт; Чср – среднесписочная численность промышленного персонала, чел.
3. Механо- вооруженность труда		β м .т.м – механовооруженность труда, кВт/чел.; Σ Рм – суммарная установленная мощность двигателей всех видов, используемых в наиболее загруженную смену, кВт; Чср – среднесписочная численность промышленного персонала, чел.
4. Энергоемкость основных производственных фондов		β эн .ф – энергоемкость основных производственных фондов, т у.т./год.; Σ В – полное годовое потребление топлива и всех видов энергии в пересчете на топливо, т у.т./год; Ф – среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб.
5. Электроемкость основных производственных фондов		β эл .ф – электроемкость основных производственных фондов, кВт·ч/р.; Σ Э – суммарное годовое потребление электроэнергии (включая потери в заводских сетях), кВт·ч/год; Ф – среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб.
6. Энерго- емкость продукции		β эн .п – энергоемкость продукции, т у.т./руб. или т у.т./ед. продукции; Σ В – полное годовое потребление топлива и всех видов энергии в пересчете на топливо, т у.т./год; V – годовой объем продукции в натуральном или стоимостном выражении, руб. или ед. продукции
7. Электро- емкость продукции		β эл .п – электроемкость продукции, кВт·ч/руб. или кВт·ч/ед. продукции; Σ Э – суммарное годовое потребление электроэнергии (включая потери в заводских сетях), кВт·ч/год; V – годовой объем продукции в натуральном или стоимостном выражении, р. или ед. продукции

 

Для поддержания нормального протекания производственного процесса на предприятии требуется организация устойчивого энергоснабжения. Эта задача возложена на энергетическое хозяйство.

Основные задачи энергохозяйства:

- определение потребности в энергоресурсах и наиболее экономичные способы их покрытия;

- организация устойчивого энергоснабжения предприятия в соответствии с его потребностью;

- рациональная организация эксплуатации, технического обслуживания и ремонта энергооборудования и сетей предприятия;

- разработка мероприятий, направленных на экономию энергии и всех видов топлива;

- использование вторичных энергоресурсов и нетрадиционных источников энергии;

- сокращение затрат на энергоснабжение, снижение энергоемкости и энергетической составляющей в себестоимости продукции.

Энергоснабжение предприятий может быть организовано в трех формах: внутренне, внешнее, комбинированное.

1. Внутренняя форма: Предприятия самостоятельно производят все необходимые виды энергии (имеют собственные генерирующие установки и станции);

2. Внешняя форма: Предприятия полностью удовлетворяют свою потребность за счет закупки энергии всех видов и поставщиков и посредников энергоснабжения.

3. Комбинированная форма: Предприятия электроэнергию, воду и газ получают со стороны, а тепло, пар, сжатый воздух вырабатывают самостоятельно.

В составе энергохозяйства предприятия можно выделить следующие подсистемы (Рисунок 10.1):

 

Рисунок 10.1 - Подсистемы энергохозяйства промышленного предприятия

На большинстве промышленных предприятий (металлургических, химических, машиностроительных) в составе энергохозяйства выделяют:

- теплосиловое хозяйство (котельные, компрессорные станции, паровые и воздушные сети, водоснабжение, канализация, нефтехозяйство);

- газовое хозяйство (газовые сети, кислородные и ацетиленовые станции, холодильные установки, промышленная вентиляция);

- электросиловое хозяйство (станции, подстанции, электрические сети, трансформаторное хозяйство, аккумуляторный участок);

- печное хозяйство и т.п.

Организационно в составе энергохозяйства предприятия выделяют два уровня: общезаводской и цеховой. Возглавляет энергохозяйство предприятия – главный энергетик. В его ведении находится отдел главного энергетика (ОГЭ) и энергетические цехи. Персонал энергохозяйства включает две категории: дежурный персонал, обеспечивающий бесперебойность энергоснабжения и персонал, занятый ремонтными работами энергооборудования.

Нормирование и учет энергопотребления. Рациональная организация эксплуатации энергохозяйства предприятия основывается на режиме экономии, что предопределяет необходимость точного нормирования и учета потребления энергии на предприятии. Различают нормы дифференцированные и укрупненные (Рисунок 10.2).

 

 

Рисунок 10.2 Нормы энергопотребления, применяемые на предприятии

 

На практике нормы потребления энергоресурсов устанавливаются аналитическим методом и опытно-статистическим путем. Аналитический метод – более прогрессивен. Нормы энергопотребления должны пересматриваться с учетом резервов экономии и возможностей улучшения энергопотребления. Важнейшими источниками снижения норм расхода энергии являются технологические и организационные мероприятия, проводимые на предприятии и в энергохозяйстве.

Обязательным условием нормирования энергопотребления является его увязка с системой энергетического учета. Объектами энергетического учета являются выработка и потребление энергии, выход и использование вторичных энергоресурсов.

Планирование потребности и производства энергии. Основным методом планирования энергоснабжения является балансовый метод. Разрабатываются топливно-энергетические балансы. Энергетические балансы состоят из расходной и приходной частей.

Расходная часть баланса представляет собой расчет потребности в энергии. Она указывает на какие цели, в каких участках производства, какое количество и в каких энергоносителях потребляется энергия на предприятии.

Приходная часть баланса представляет собой план энергоснабжения, показывающий, какими первичными и вторичными энергоресурсами, в каких количествах и от каких источников энергоснабжения обеспечивается энергопотребление предприятия.

Энергобалансы подразделяются на плановые и отчетные. Основой плановых балансов служат удельные нормы расхода энергоносителей, а также плановые задания по выпуску продукции основного производства. Отчетные балансы предназначены для контроля и анализа энергопотребления.

Планы энергоснабжения предприятия составляются на каждый квартал и год в виде рабочих балансов, а также суточных и квартальных графиков нагрузок.

Количество расходуемого топлива, электроэнергии, пара и других энергоносителей для производственных и бытовых целей предприятия определяется по формулам:

1. Количество расходуемого топлива для производственных нужд предприятия (термической обработки металла, плавки металла, сушки литейных форм, стержней и т.д.) определяется по формуле

(10.9)

,

где	Qпр	–	количество расходуемого топлива для производственных нужд;
	q	–	норма расхода условного топлива на единицу выпускаемой продукции;
	N	–	объем выпуска продукции за расчетный период времени в соответствующих единицах измерения (т, шт. и т.д.);
	К	–	калорийный эквивалент применяемого вида топлива.

 

2. Расход топлива для отопления производственных, административных и других зданий определяется по формуле

(10.10)

где	Qот	–	расход топлива на отопление зданий;
	qт	–	норма расхода тепла на 1 м³ здания при разности между наружной и внутренней температурами в 1°С, ккал/ч (1ккал = 4, 1868·10³ Дж);
	to	–	разность между наружной и внутренней температурами отопительного периода, °С;
	Fд	–	продолжительность отопительного периода, ч;
	Vзд	–	объем здания (по наружному обмеру), м3;
	Ку	–	теплота сгорания условного топлива (7000 ккал/кг);
	η к	–	коэффициент полезного действия котельной установки (η к = 0, 75).

 

3. Расход электроэнергии для производственных целей (плавка, термообработка, сварка и т.п.) рассчитывается по формуле

(10.11)

где	Рэл	–	расход электроэнергии, кВт·ч;
	Wy	–	суммарная установленная мощность электромоторов оборудования, кВт;
	Fэ	–	эффективный фонд времени работы потребителей электроэнергии за плановый период (месяц, квартал, год), ч;
	Кз	–	коэффициент загрузки оборудования;
	Ко	–	средний коэффициент одновременной работы потребителей электроэнергии;
	Кс	–	коэффициент полезного действия питающей электрической сети;
	η д	–	коэффициент полезного действия установленных электромоторов.

 

Расход электроэнергии для производственных целей можно определить также по формулам:

	(10.12)

Р_эл = W_у × η _с·× F_э;

	(10.13)

Р_эл = F_э × Σ W_у × cosφ × К_м,

 

где	η с	–	коэффициент спроса потребителей электроэнергии;
	cosφ	–	коэффициент мощности установленных электродвигателей;
	Км	–	коэффициент машинного времени электроприемников.

 

Коэффициент спроса потребителей электроэнергии определяется по формуле

(10.14)

(10.15)

4. Расход электроэнергии для освещения помещений рассчитывается по формулам:

(10.16)

где	Рэл.осв	–	расход электроэнергии на освещение помещения, кВт·ч;
	Ссв	–	число светильников (лампочек) на предприятии, в цехе, шт.;
	Рср	–	средняя мощность одного светильника (лампочки), Вт;
	Fэ	–	эффективный фонд времени использования светильников, ч;
	Ко	–	коэффициент одновременного горения светильников;
	h	–	норма освещения 1 м2 площади (по ГОСТу), Вт;
	S	–	площадь здания, м2.

 

5 Расход пара для производственных целей определяется на основании удельных норм расхода соответствующего потребителя. Например, на обогрев сушильных камер (на 1 т обогреваемых деталей) периодического действия расходуется 100 кг/ч; для непрерывно действующих сушильных камер (конвейерных) – 45–75 кг/ч.

6. Расход пара для отопления здания определяется по формуле

(10.17)

где	Qпар	–	расход пара на отопление здания, т;
	qn	–	расход пара на 1 м3 объема здания при разности между наружной и внутренней температурами 1°С;
	tо	–	разность между наружной и внутренней температурами, °С;
	Vзд	–	объем здания по наружному обмеру, м3;
	i	–	теплосодержание пара (принимается равным 540 ккал/кг).

 

7. Расход сжатого воздуха для производственных целей определяется по формуле

(10.18)

где	Qв	–	расход сжатого воздуха, м3;
	1, 5n	–	коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в трубопроводах и местах неплотного их соединения;
	d	–	расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухоприемника, м3/ч;
	Кu	–	коэффициент использования воздухоприемника во времени;
	Fэ	–	эффективный фонд времени работы оборудования, ч;
	Кз	–	коэффициент загрузки оборудования.

 

8.

(10.19)

Расход воды для производственных целей можно определить по нормативам исходя из часового расхода. Например, часовой расход воды на промывку деталей в баках составляет 200 л. Для некоторых производственных целей (для охлаждающих жидкостей) количество воды определяется по формуле

 

где	Qвод	–	расход воды, т, м3;
	qв	–	часовой расход воды на один станок, л, м3;
	Соб	–	количество станков, потребляющих воду, ед.

 

 

Основными направлениями совершенствования организации энергетического обслуживания на предприятии являются:

- внедрение энергосберегающих технологических процессов снижение энергоемкости продукции;

- внедрение современного энергетического оборудования, рациональных методов его эксплуатации, технического обслуживания и ремонта;

- совершенствование нормирования и учета энергоресурсов;

- совершенствование организации энергоснабжения предприятия и др.

 

Контрольные вопросы:

1. Какие показатели характеризуют энергопотребление на предприятии?

2. Как рассчитывается показатель энергоемкости продукции?

3. Какие существуют варианты энергетического обеспечения предприятия.?

4. От каких факторов зависит состав энергохозяйства предприятия?

5. Задачи, решаемые ремонтным обслуживанием на фирме (предприятии).

6. Сущность системы технического обслуживания и ремонта оборудования.

7. Основные нормативы системы технического обслуживания и ремонта оборудования.

8. Какие факторы определяют состав инструментального хозяйства предприятия?

9. Как списываются затраты на технологическую оснастку на единицу продукции?

10. Какая служба на предприятии определяет потребность в технологической оснастке?

11. Что представляет собой баланс потребности в технологической оснастке?