Тема 4.3 енергетичне господарство

План

1 Склад і завдання енергогосподарства

2 Варіанти енергопостачання підприємства

3 Склад і види норм енергопостачання

4 Порядок розробки енергобалансу

5 Методика розрахунку потреби в енергії

6 Основні показники використання енергоресурсів підприємства

7 Шляхи поліпшення використання енергоресурсів підприємства

1 Склад і завдання енергогосподарства

Основним завданням енергогосподарства є організація надійного і безперебійного постачання підприємства енергією необхідних параметрів при мінімальних затратах.

Перерви в енергопостачанні можуть привести до розладу технологічного процесу, зриву плану виробництва і постачань продукції, збільшення витрат на її виробництво і, як наслідок, до погіршення фінансового стану підприємства.

До складу великого промислового підприємства входять ряд енергетичних цехів, до яких відносяться:

• тепловий цех (котельня, теплові мережі підприємства, система водопостачання, мазутоперекачувальні установки);

• електросиловий цех (понижуючі підстанції, електромережі, електродвигуни);

• газовий цех (киснева й ацетиленова станція, газогенераторна мережа, холодильні установки, промислова вентиляція);

• слабкострумовий цех (ЛТС, комутаторні, передавальні і приймальні установки, акумуляторне господарство).

У технологічному відношенні енергогосподарство поділяється на генеруючи частину (електростанції, котельні, газогенераторні компресорні установки, насосні установки і таке інше); передавальну розподільчу частини (мережі, розподільні пристрої і трансформаторні підстанції); споживчу частину (енергоприймальники основного і допоміжного виробництва і невиробничих споживачів).

В організаційному відношенні енергогосподарство поділяється на дві частини: загальнозаводську і цехову.

Генеруючи, перетворювальні установки і мережі загальнозаводського значення відносяться до загальнозаводської часини й експлуатуються спеціальними енергетичними цехами, підпорядкованими головному енергетику (механіку) заводу.

До цехової частини відносяться всі первинні енергоприймачі і частково цехові перетворювальні установки, а також установки для використання вторинних енергоресурсів і внутрішньо-цехові розподільні мережі.

На чолі енергетичного господарства підприємства стоїть головний енергетик, що підпорядковується головному механіку чи безпосередньо головному інженеру. У підпорядкуванні головного енергетика знаходяться відділ головного енергетика (ВГЕ) та енергетичні цехи.

На підприємствах з малими і середніми масштабами енергогосподарства (один – два енергоцехи) створюється енергобюро, що підпорядковується головному механіку заводу. До складу ВГЕ входять: обліково-планове бюро, технічне бюро і енерголабораторії.

Обліково-планове бюро займається питаннями енергетичного обліку і контролю використання енергії, складає технічну звітність по експлуатації енергоустановок і планує енергопостачання підприємства.

Технічне бюро організує роботу з планово-попереджувального ремонту устаткування, здійснює контроль технічного стану енергогосподарства, перевіряє дотримання встановлених правил технічної експлуатації, розробляє заходи щодо економії палива й енергії.

Енергетична лабораторія забезпечує обслуговування, перевірку і ремонт контрольно-вимірювальних приладів, виробництво різних вимірів і нескладних випробувань.

2 Варіанти енергопостачання підприємства

Постачання енергії може здійснюватися по одному з трьох основних варіантів енергопостачання: внутрішньому, комбінованому і зовнішньому.

Варіант внутрішнього енергопостачання, тобто повного забезпечення енергією усіх видів від власних установок підприємства, застосовується, як правило, на початковій стадії розвитку промислових районів, коли відсутні чи недостатньо розвинута районна енергетична база.

Комбіноване енергопостачання є основним і найбільш оптимальним варіантом для більшості промислових підприємств. У цьому випадку електроенергію підприємство одержує від районної енергосистеми, а тепло – від власної котельні чи найближчої ТКЦ. Потреби в газі можуть покривати газогенераторні станції заводу чи районна газопостачальна система. Всі інші види енергії завод одержує від власних установок.

Варіант зовнішнього енергопостачання використовують тільки дрібні промислові підприємства.

3 Склад і види норм енергопостачання

Найважливіша роль у забезпеченні ефективної діяльності енергетичного господарства промислового підприємства належить нормуванню енергетичних ресурсів, метою якого є:

• економія енергії різних видів;

• зниження частки енергетичних витрат у собівартості продукції, що випускається;

• підвищення ефективності діяльності енергогосподарства.

Розрізняють операційні і сумарні питомі норми. Операційні норми встановлюються на операцію, деталь, виріб і з їхньою допомогою враховується витрата енергії тільки на технологічні процеси виготовлення продукції. Сумарні норми визначаються для дільниці, цеху – підприємства і, крім витрат на основні технологічні процеси, включають витрати енергії на:

• додаткові потреби основного технологічного процесу (наприклад, на воду для охолодження);

• привід допоміжних механізмів (транспортних засобів рольгангів, поворотних кранів та ін.);

• додаткові потреби цехів і підприємства (на спалення, вентиляцію, гаряче водопостачання, господарське і питне водопостачання).

Норми витрат енергії на ці потреби встановлюються у вигляді місячних лімітів, що залежать від пори року, і заносяться до питомих норм витрат.

Велике значення для нормування витрати енергії має вибір об’єкта нормування. Найбільш точно втрати енергії відбивають норми, визначені з розрахунку на одну операцію чи натуральну одиницю виробленої продукції: деталь, вузол, виріб (на 1 шт., 1м, 1м², 1м³, 1т, 1 кг). В умовах багато номенклатурного виробництва при нормуванні енергоспоживання широко використовуються трудові (верстато-години) і вартісні (1000 грн.) вимірники продукції. за цих умов норми можуть встановлюватися на певну кількість верстато-годин роботи устаткування.

При нормуванні питомих витрат енергоресурсів для енергоємних агрегатів (печей, компресорів, насосів і таке інше) і великих верстатів на практиці широко застосовується аналітичний метод, що дозволяє встановлювати технічно обґрунтовані питомі норми енергоспоживання.

Для великих енергетичних агрегатів складаються енергетичні баланси і встановлюються залежності, що показують вплив окремих факторів на величину питомої втрати енергії. Ці залежності одержали назву енергетичних характеристик. Зокрема, вони призначені для визначення величини витрати енергії при зміні продуктивної агрегату.

Використання зазначеного методу для нормування витрати енергії металообробним устаткуванням ускладнюється через різноманітність оброблюваних деталей і технологічних операцій, а також нерівномірність режимів роботи.

Унаслідок цього в механічних цехах і досі переважає дослідно-статистичний метод нормування, заснований на фактичних питомих нормах, досягнутих за минулий період. Даний метод, що належить до найбільш простих і широко розповсюджених на практиці методів розрахунку питомих норм витрати енергоресурсів на підприємстві, включає два етапи:

1. На першому етапі розраховується середня фактична витрата енергії за ряд минулих років за формулою:

де Е_пв – питома витрата енергоресурсу і-го виду на виробництво продукції (чи енергоресурсу) j-го виду;

W_ijt – фактична витрата і-го енергоресурсу на виробництво продукції j-го виду за t-й період часу;

N_jt – випуск продукції (енергоресурсу) j-го виду за t-й період часу;

N – кількість періодів.

2. На другому етапі розраховані за наведеною вище формулою питомі норми витрати енергоресурсу коригуються з урахуванням їх економії за рахунок проведення організаційно-технічних заходів і зміни споживання енергоресурсу у зв’язку зі зміною встановлених потужностей устаткування.

Питомі норми витрат енергії повинні періодично переглядатися, тому що збільшення випуску продукції і поліпшення організації виробництва приводить до їхнього зниження, а механізація й автоматизація виробництва до збільшення. Для забезпечення постійного контролю за роботою устаткування і персоналу і для оцінки ефективності експлуатації енергогосподарства підприємство повинне мати раціональну систему енергетичного обліку. Дана система є найважливішою складовою частиною внутрішнього економічного механізму діяльності підприємства.

Об’єктами енергетичного обліку є:

• вироблення і споживання енергії;

• вихід і використання вторинних енергоресурсів.

Основні вимоги до обліку енергії: максимальна диференціація, точність, оперативність.

4 Порядок розробки енергобалансу

Основним методом планування енергопостачання підприємства є розробка енергетичних балансів. З їхньою допомогою встановлюється відповідність між розмірами споживання енергії різних видів, з одного боку, і обсягами її одержання і виробництва, з іншого.

Енергетичні баланси класифікують:

- за періодами складання: планові (перспективні і поточні), звітні.

- за видами енергоносіїв: приватні, зведені.

- за цільовим призначенням енергії: на рухомі цілі, на технологічні цілі, на освітлення і таке інше.

- за об’єктами споживання: підприємство, цех, дільниця, види технологічного устаткування.

Плановий енергетичний баланс полягає в обґрунтуванні потреби підприємства в енергії і паливі (видаткова частина) і визначенні раціональних джерел забезпечення цих потреб (прибуткова частина). Баланс розробляється у такій послідовності:

А. Видаткова частина (план споживання енергії).

1. Розраховується потреба основного, допоміжного й обслуговуючого виробництва в енергії й паливі, витрата на невиробничі потреби (опалення, освітлення, вентиляцію і т.ін.) базою здійснення цих розрахунків є: виробнича програма цехів основного, допоміжного й обслуговуючого виробництва; планові норми і ліміти витрати енергії і палива.

2. Розраховуються втрати енергії в мережах і перетворювальних установках.

3. Визначається загальна потреба підприємства в енергії та паливі:

де Ев – витрати енергії на виробничі цілі;

Ен – втрата енергії на невиробничі потреби (опалення, освітлення);

Евід – енергія, що відпускається на сторону;

Евт – втрати енергії в мережах і перетворювальних установках.

Б. Прибуткова частина (план покриття потреби в енергії).

1. Визначаються енергоресурси підприємства. Розраховуються робочі потужності генеруючих установок.

2. Проектуються режими роботи агрегатів і розробляються енергобаланси генеруючих пристроїв.

3. Визначаються можливості використання вторинних джерел енергії.

На основі зіставлення загальної потреби в енергетичних ресурсах і величини її покриття за рахунок власних джерел розраховується необхідна кількість енергії (по видах ресурсів), одержаної зі сторони.

Аналіз енергобалансів у динаміці за кілька років дозволяє визначити найбільш раціональні шляхи виробництва, одержання і втрати палива й енергії на підприємстві.

5 Методика розрахунку потреби в енергії

Необхідна кількість електроенергії для технологічних цілей розраховується двома способами: на задану програму та за потужністю встановленого устаткування.

Перший спосіб (більш точний) застосовується в крупносерійному і масовому виробництві. У цьому випадку кількість необхідної електроенергії (Wтех) визначається за формулою:

де m – кількість найменувань виробів j-го типорозміру;

N_сп – споживана при обробці потужність електродвигунів, кВт;

t_mj – норма машинного часу на обробку одного виробу, н-год;

n_j – кількість виробів j-го типорозміру, шт./рік;

к_з – коефіцієнт, що враховує втрати електроенергії в двигунах.

Необхідна кількість електроенергії за потужністю встановленого устаткування розраховується в серійному і одиничному виробництві за формулою:

де N – сумарна потужність встановленого устаткування, кВт;

Т – фонд часу роботи цеху, годин;

к₁ – коефіцієнт використання устаткування за часом;

к₂ – коефіцієнт використання машинного часу, обумовлений відношенням машинного часу до штучного.

Кількість електричної енергії, що йде на освітлення (W_оса) визначається за формулою:

де N_уст – потужність всіх встановлених світлових точок, кВт;

Т_гор – середній час горіння в плановому періоді, год.;

К₀ – коефіцієнт одночасного горіння світлових точок.

Загальна потреба в електроенергії (W_з) з урахуванням втрат у мережах може бути визначена за формулою:

де W_з.в. – загальна витрата електроенергії, кВт-год;

к_втр – коефіцієнт, що враховує втрати електроенергії в мережах.

Потребу в інших видах енергії і палива розраховують за питомими нормами витрати.

6 Основні показники використання енергоресурсів підприємства

До основних показників ефективності діяльності енергогосподарства промислового підприємства належіть:

• коефіцієнт енергоємності (електроємності, паливо ємності) продукції, що відбиває питому витрату палива, електроенергії, пари, холоду на одиницю продукції;

• собівартість одиниці продукції енергетичного господарства;

• коефіцієнт енергооснащеності (електроозброєності) праці;

• коефіцієнт енергооснащеності (електроозброєності) виробництва.

Коефіцієнт енергоємності (електроємності, паливо ємності) продукції:

де Е_спож – обсяг спожитої енергії (електроенергії, палива) на виробництво продукції;

В_п – обсяг продукції.

Коефіцієнт енергооснащеності (електроозброєності) праці:

де N_е.у. – сумарна потужність енергетичних (електричних) установок;

Ч_н.з. – чисельність робітників у найбільшу зміну.

Коефіцієнт електроозброєності виробництва:

де ОВФ – середньорічна вартість основних виробничих фондів.

7 Шляхи поліпшення використання енергоресурсів підприємства

Економія енергетичних ресурсів є не тільки найважливішим напрямком підвищення ефективності роботи енергогосподарства, а й одним з основних шляхів зниження собівартості продукції і підвищення ефективності усієї виробничо-господарської діяльності підприємства. До найважливіших напрямків і шляхів економії енергоресурсів промислового підприємства відносяться:

1. Обґрунтований вибір енергоносіїв.

Обґрунтований вибір енергоресурсів припускає використання критеріальних показників (порівняльних характеристик), на основі яких можна зробити порівняльну оцінку економічної ефективності різних варіантів.

2. Використання вторинних енергоресурсів.

3. Технологічні заходи щодо раціоналізації використання енергетичних ресурсів: інтенсифікація виробничих процесів, удосконалення технології виготовлення продукції, оптимізація режимів проходження енергоємних технологічних процесів за допомогою економіко-математичних методів і ЕОМ.

Література: [3, с.273-279,285-290], [11, с.158-159,153-161].

Питання для перевірки знань

1 Сформулюйте основні завдання енергетичного господарства промислового підприємства.

2 Перелічіть підрозділи, що входять до складу енергетичного господарства промислового підприємства.

3 Які завдання мають вирішувати структурні підрозділи відділу головного енергетика промислового підприємства?

4 Охарактеризуйте особливості і сферу застосування кожного з трьох варіантів енергопостачання підприємства.

5 У чому полягає роль нормування енергоспоживання у забезпеченні ефективності діяльності енергетичного господарства підприємства?

6 Дайте характеристику методам нормування енергоресурсів, що застосовуються на практиці.

7 Сформулюйте зміст і перелічите види енергетичних балансів.

8 Який порядок розробки енергетичних балансів на підприємстві?

9 Розкрийте склад і методику розрахунку основних показників ефективності діяльності енергогосподарств промислового підприємства.

10 Перелічіть основні напрямки і шляхи економії енергетичних ресурсів на промисловому підприємстві.