Организация энергетического хозяйства

 

Современные перерабатывающие предприятия оснащены высокопроизводительной техникой – машинами, аппаратами, автоматами, поточными механизированными линиями, транспортными устройствами. Они являются крупными потребителями топлива, электроэнергии, пара, газа, сжатого воздуха и других видов энергии.

Расходуемая в промышленности энергия подразделяется на технологическую, двигательную, отопительную и осветительную. По количеству потребления наибольший объем занимает двигательная и технологическая энергия. Потребление двигательной энергии непрерывно растет с увеличением количества и мощности внедряемой в производство техники. В значительных размерах увеличивается потребление энергии на технологические цели. Большинство процессов (вытопка жира, варка, копчение колбас, выработка молочных продуктов, охлаждение и хранение продукции и т. д.) связано с огромным расходом пара, холода, электроэнергии, воды и других видов энергии.

Предприятия перерабатывающей промышленности располагают крупными энергохозяйствами, в состав которых входят энергетические цехи и производства.

Энергохозяйство предприятия включает: теплосиловое хозяйство с котельной, паровыми и воздушными сетями, водоснабжением и канализацией; компрессорное хозяйство с холодильными установками и промышленной вентиляцией; электросиловое хозяйство с подстанциями, электрическими сетями, аккумуляторным участком, трансформаторным хозяйством; слаботочную связь (АТС, диспетчерская связь, радиосеть и т. д.); электроремонтные мастерские.

Тепловое хозяйство предприятия, вырабатывающее пар и горячую воду, включает котельную и теплосиловые установки. Котельную предприятия оборудуют водотрубными паровыми котлами с пароперегревателями и экономайзерами для подогрева воды. Количество и мощность паровых котлов зависят от потребностей производства и действующей системы энергоснабжения предприятия.

На перерабатывающих предприятиях имеются два типа котельных: газифицированные и работающие на привозном топливе. Преимущество газифицированных котельных заключается в улучшении санитарно-гигиенических условий производства, образовании пара более высокого давления, достижении более высокой производительности труда (в частности, исключаются работы по завозу топлива и вывозке шлака).

Правильная организация теплового хозяйства состоит в том, чтобы обеспечить условия наиболее рационального использования котлов и тепловых установок и содержание их в соответствии с техническими эксплуатационными требованиями.

Для контроля расхода холодной и горячей воды применяются водомеры со счетчиками.

Регистрирующие приборы учитывают расход пара, который используется для производственных и бытовых нужд.

Котельные обслуживает бригада рабочих в составе кочегаров, их помощников, дежурных слесарей и лаборантов.

Обслуживающий персонал теплового хозяйства должен постоянно бороться с потерями пара и тепла, обеспечивать безаварийную работу оборудования.

Большое экономическое значение имеет вторичное использование отработанного пара для подогрева воды, а также для отопления производственных, административно-хозяйственных и бытовых помещений.

Компрессорное хозяйство. Обеспечение производственных цехов и холодильника искусственным холодом осуществляется компрессорным цехом. На предприятиях, имеющих холодильник, компрессорный цех размещается в том же здании или в отдельном помещении. Холодильник является основным потребителем холода, частично холод отпускается производственным цехам.

Для производства холода в компрессорном цехе устанавливаются специальные холодильные установки. В качестве холодильного агента используется аммиак. Для бесперебойной работы компрессорных установок предприятия имеют постоянный запас аммиака, который хранится в баллонах или специальных аммиакохранилищах. Работа компрессорного цеха организуется по круглосуточному графику. Помимо работающих имеются резервные компрессоры, которые вводятся в строй в случаях выбытия основных установок или в периоды наибольшей нагрузки.

Компрессорные установки обслуживаются машинистами, обязанностью которых является наблюдение за работой электродвигателей, компрессоров, насосов, коммуникаций и другого оборудования, пуск и выключение системы, выполнение небольших ремонтных работ профилактического характера.

В компрессорных цехах широко применяется автоматический контроль, сигнализация, управление и регулирование оборудования.

Автоматизация компрессорного оборудования обеспечивает повышение экономичности работы установок, соблюдение необходимых режимов и сокращение числа аварий. При строительстве новых холодильников затраты на автоматизацию составляют 1–2 % общей стоимости и быстро окупаются.

Электросиловое хозяйство. В настоящее время практически все предприятия перерабатывающей промышленности получают электроэнергию со стороны – от государственных линий электропередач и (ЛЭП).

Наиболее сложным является электрохозяйство крупных предприятий. Крупные предприятия, получающие электроэнергию со стороны, могут иметь центральный распределительный пункт, часто совмещенный с одной из цеховых подстанций, отдельные подстанции в технологических цехах, несколько мощных высоковольтных двигателей, развитую систему распределения энергии на территории предприятия и внутри его цехов.

Обслуживание силовых установок осуществляется особым штатом, который на небольших предприятиях возглавляется начальником силового цеха, на крупных – главным энергетиком и его отделом. Обслуживающий персонал подразделяется на эксплуатационный, составляющий примерно 70–80 % штата, и ремонтный.

В число рабочих – эксплуатационного персонала, – входят: дежурный у щитов, электромонтеры производственных бригад технологических и обслуживающих цехов, дежурные монтеры других производственных участков. Главная задача эксплуатационного персонала – бесперебойное и экономное питание электроэнергией всех производственных участков предприятия и прежде всего технологических цехов, обеспечение непрерывной работы электрооборудования.

Организация энергетического хозяйства на предприятии должна обеспечить бесперебойное снабжение цехов и участков соответствующей энергией; достижение максимальной экономии при производстве, транспортировании и потреблении энергии; наилучшее использование производительности энергооборудования и снижение себестоимости энергии.

Процесс производства энергии имеет существенные особенности. Первая особенность заключается в одновременности производства и потребления энергии при отсутствии возможности создания запасов или незавершенного производства. Вторая особенность производства энергии – неравномерность ее потребления. Использование энергии на двигательные и технологические цели зависит от режима работы предприятия, отдельных производств и цехов, степени рассредоточения энергоемких процессов во времени. Так, при одновременном включении большого количества энергоемких процессов уровень часового потребления энергии может резко возрасти, а при их рассредоточении во времени – снизиться. Бесперебойное снабжение энергией разных производств при таких колебаниях энергопотребления достигается в результате создания резервов мощностей энергооборудования или дополнительного получения энергии (электроэнергии, пара и др.) со стороны. В связи с этим производственную мощность следует рассчитывать на обеспечение наибольшего спроса в периоды максимального энергопотребления.

Большинство предприятий, потребляя различные виды энергии, сами являются производителями таких видов энергии, как пар, холод, сжатый воздух, вода и др.

Производство и потребление энергии связано с определенными затратами. Кроме того, перерабатывающие предприятия располагают резервами экономии энергии всех видов. Поэтому одним из условий повышения уровня организации производства является систематический анализ энергопотребления и энергопроизводства на предприятии.

Одной из основных задач анализа работы энергохозяйства является выявление отклонений от удельных норм расхода топлива и энергии, установление причин нарушения удельных норм и определение резервов сокращения потерь в расходовании энергии.

При анализе производства и потребления энергии рассматриваются следующие основные показатели работы:

выработка энергии вспомогательными цехами предприятия (пара, холода, сжатого воздуха, воды и др.);

размеры покрытия потребности в энергии за счет централизованного снабжения и собственного производства;

расход энергии на единицу продукции по видам или группам изделий (по отдельным цехам и предприятию в целом);

размер вторичного использования энергоресурсов;

величина потерь энергии по видам в энергетических коммуникациях предприятия;

себестоимость единицы потребляемой энергии (1 кВт·ч энергии, 1 т пара, 1м³ воды и т. д.);

удельный вес затрат на энергию в себестоимости продукции.

На основе анализа определяются сдвиги в энергопотреблении (повышение удельного веса энергии на технологические нужды, замена угля или мазута природным газом и т. д.). Выявляются также причины перерасхода энергии или причины увеличения ее себестоимости. Причины потерь по сравнению с действующими удельными нормами обсуждаются совместно с рабочими бригад или участков, с мастерами и технологами.

Особо анализируются балансы нагрузок и использования мощностей энергоустановок, число часов максимума нагрузок, удельные расходы топлива, материалов на единицу продукции (аммиака – при выработке холода, угля – при производстве пара и т. п.).

При анализе работы энергетических цехов и участков выявляется степень выполнения задания производства энергии, изучаются коэффициенты использования мощности энергоустановок, потери в сетях и трубопроводах, расходы тепла и энергии на собственные нужды, сроки и качество ремонтных работ, производительность труда, себестоимость продукции, услуги энергоцехов сторонним организациям. На основе анализа разрабатываются организационно-технические мероприятия по дальнейшей экономии энергии, устранению потерь и снижению ее себестоимости.

Эффективность использования топлива и энергии зависит от уровня техники основного производства и энергохозяйства, организации производства, степени подготовки кадров и т. д. О значительных резервах экономии топлива и энергии на многих предприятиях можно судить по недостаточному уровню КПД технологического оборудования и значительным потерям энергии и топлива в сетях и на рабочих местах.

К основным направлениям рационализации потребления энергии относятся:

1) ликвидация прямых потерь топлива и энергии;

2) правильный выбор энергоносителей;

3) совершенствование технологии и организации производства;

4) улучшение режимов работы технологического оборудования;

5) проведение общепроизводственных и организационных мероприятий по экономии топлива и энергии.

К мероприятиям по ликвидации прямых потерь относится устранение потерь пара, холода, сжатого воздуха, воды, мазута, электроэнергии в трубопроводах и сетях. Важную роль играют: систематический контроль состояния сетей и оборудования; своевременный и качественный уход, смазка и планово-предупредительный ремонт оборудования; устранение потерь в электросетях, трубопроводах, шлангах и их соединениях.

Правильный выбор энергоносителей имеет важное значение для экономии топлива и энергии и совершенствования энергетических процессов. Для одних и тех же процессов можно применять разные энергоносители, отличающиеся по энергетическим, технологическим и экономическим показателям. Например, при выборе таких энергоносителей, как пар и горячая вода, большое значение имеет источник снабжения – районная ТЭЦ или собственная котельная, – так как себестоимость пара и горячей воды значительно колеблется в зависимости от источника снабжения.

Совершенствование технологических процессов основного производства позволяет увеличить выпуск продукции и сократить расход энергии на единицу продукции. Внедрение ускоренных методов переработки сырья позволяет не только увеличить выпуск продукции без расширения производственных площадей, но и значительно сократить расход энергоносителей на единицу продукции. Совершенствование методов организации производства также оказывает влияние на получение экономии топлива и энергии. При поточных методах затраты энергии и топлива на единицу продукции на многих операциях сокращаются.

Экономия двигательной энергии зависит от использования мощности оборудования, соответствия обрабатываемого материала требованиям технологии, технического состояния оборудования и инструмента, качества смазки и т. д.

В числе мероприятий по снижению расхода электроэнергии важное значение имеет устранение разрывов между мощностью моторов и мощностью оборудования, на котором они установлены.

Наряду с техническими мероприятиями на экономию топлива и энергии большое влияние оказывают общепроизводственные и организационные мероприятия, проводимые в цехах и в целом на предприятии. К организационным мероприятиям относятся: установка средств автоматизации и контрольно-измерительных приборов; организация учета расходования топлива, энергии и воды на всех участках предприятия; разработка и внедрение технически обоснованных норм расхода всех видов топлива и энергии; распространение передового опыта экономии энергоресурсов; применение поощрений за экономию.

Основными путями сокращения расхода энергии являются: уменьшение холостого пробега технологического и транспортного оборудования, полное использование его по производительности, установка на машинах электродвигателей требуемой мощности.

 

Планирование потребности в энергии

 

Плановую потребность предприятия в топливе и энергии рассчитывают на основе плана производства основных видов продукции, удельных норм расхода энергии и топлива на единицу планируемой продукции, норм расхода топлива и энергии на вспомогательное обслуживание (отопление, освещение, вентиляцию, ремонт и прочие нужды), норм потерь в сетях, трубопроводах в процессе преобразования энергии и т. д.).

Потребность в топливе и энергии определяют умножением суммарной нормы на планируемый объем производства в натуральных единицах.

Если в удельную норму расхода энергии на единицу продукции входят все виды затрат (энергия двигательная, технологическая, вентиляционная, расходы на потери в сетях), то к полученному произведению прибавляют энергию, предназначенную для отпуска на сторону и своему непромышленному хозяйству, капитальному строительству и т. п. Если удельная норма расхода на единицу продукции включает только технологическую и двигательную норму, то к полученному количеству прибавляется энергия на вентиляцию, освещение, отопление, отпуск на сторону, потери энергии в сетях и на прочие нужды.

При планировании потребности энергии по цехам за основу принимаются удельные нормы расхода двигательной и технологической энергии на единицу продукции и объем производства в натуральных и других измерителях.

В ряде случаев в зависимости от условий производства или особенностей условий работы оборудования расчет норм по цеху или участку удобнее вести не на единицу оборудования, а на час работы машин и агрегатов. Располагая часовыми нормами потребления электроэнергии по видам оборудования и плановой загрузкой оборудования, нетрудно рассчитать энергию, потребляемую для производства.

Если в цеховые удельные нормы входят только расходы энергии на рабочих местах, то к двигательной и технологической электроэнергии должна быть добавлена электроэнергия, расход которой имеет относительно постоянный характер (на вентиляцию, на привод конвейеров, на работу транспортного оборудования и на другие производственные нужды). Расход электроэнергии на эти нужды определяют по мощности электродвигателей, коэффициенту машинного времени установки, коэффициенту использования мощности, количеству смен в сутки и числу смен работы в планируемом году.

Потребность электроэнергии на освещение рассчитывают исходя из количества установленных светильников, их мощности и количества планируемых часов освещения. Электроэнергию для освещения можно рассчитать также по наличной освещаемой площади, нормам освещения (по ГОСТ) и количеству часов освещения.

Расход электроэнергии на вентиляцию определяется на основании мощности моторов вентиляционных установок и годового (квартального) количества часов их работы.

Пар используется на технологические цели, а также для отопления, бытовых нужд и т. д. В зависимости от назначения и характера использования применяются разные методы нормирования и планирования расхода пара. Потребность пара на технологические цели рассчитывают в соответствии с заданием по выпуску продукции и нормами расхода пара в тоннах или килограммах на единицу соответствующей продукции (или в соответствии с нормами расхода пара в час при работе того или иного оборудования).

Расход пара на отопление зданий определяют с учетом необходимой температуры внутри здания, средней температуры наружного воздуха, объема здания, длительности отопительного сезона, разницы между теплосодержанием пара и конденсата и тепловой характеристики здания.

Расход холода и сжатого воздуха планируют главным образом на технологические цели на основе плановых норм расхода и плана выпуска продукции. Нормы расхода холода устанавливают отдельно на охлаждение, замораживание и хранение продукции.

После определения плановой потребности в электроэнергии, паре, воде, холоде, сжатом воздухе и других видах энергии производят расчет плановой себестоимости продукции энергохозяйства предприятия.

Калькуляционными единицами для вспомогательных энергетических цехов являются следующие: по водоснабжению – 1м³ воды; по паросиловому хозяйству – 1т нормального пара или 1 Мкал тепла; по энергоподстанции – 1кВт·ч электроэнергии; по компрессорным установкам – 1000 рабочих калорий холода или 1000 м³ сжатого воздуха.

Пример. Паросиловому хозяйству на планируемый год установлено задание по выработке пара в количестве 45 000 т. По установленным плановым нормам и ценам производим расчет необходимого количества топлива, материалов, заработной платы и других расходов на выработку заданного количества пара. Сводные данные представлены ниже.

 

Статьи затрат	Сумма, тыс. руб.
Топливо (с учетом расходов по доставке, погрузке и разгрузке)	15 000
Вода
Электроэнергия
Вспомогательные материалы
Заработная плата производственных рабочих (основная и дополнительная) с отчислениями на социальные нужды
Итого прямые затраты	21 200
Зарплата цехового персонала (основная и дополнительная) с отчислениями на социальные нужды
Расходы по содержанию и эксплуатации зданий, машин и оборудования
Амортизация
Текущий ремонт
Охрана труда
Прочие расходы
Итого цеховые затраты
Всего затрат	29 500

 

Себестоимость 1 т пара составит: руб.

На основе расчета потребности в энергии составляется энергобаланс предприятия – система показателей потребления предприятием различных видов топлива и энергии и источников их покрытия. Энергобалансы бывают плановые и отчетные. Плановые балансы разрабатываются на основе удельных норм расхода топлива и энергии и объема производства в планируемом периоде с целью обоснования потребности предприятия в энергии и топливе и определения источников этой потребности. Отчетные энергобалансы составляются для проверки выполнения плановых балансов, контроля и анализа энергоснабжения и энергопользования. Сводный энергобаланс составляется на базе частных балансов теплоэнергии, холода и электроэнергии. Энергобаланс имеет две основные части: в приходной отражается поступление топлива и энергии со стороны и производство энергии на предприятии, в расходной – расход топлива и энергии для технологических, двигательных, осветительных и других целей; отпуск энергии на сторону; потери энергии в трубопроводах и электрических сетях.