6.3.3.2. Специфические особен­ности энергообеспечения предприятия

Энергообеспечение предприятия имеет специфические особен­ности, обусловленные особенностями производства и потребления энергии:

• производство энергии, как правило, должно осуществляться в момент ее потребления;

• энергия должна доставляться на рабочие места бесперебойно и в необходимом количестве. Перебои в снабжении энергией вызывают прекращение процесса производства и нарушения технологии;

• энергия потребляется неравномерно в течение суток и года. Это вызвано природными условиями (летние и зимние периоды, дневное и ночное время) и организацией производства;

• мощность установок по производству энергии должна обеспе­чивать максимум потребления.

По характеру потребления энергия подразделяется:

• на силовую (двигательную), приводящую в движение технологическое оборудование и подъемно-транспортные средства;

• на техноло­гическую, использование которой позволяет изменять свойства и состояние материалов (термообработка и т. д.);

• на отопительную, расходуемую на отопление;

• на осветительную, используемую на освещение;

• на санитарно-вентиляционную, расходуемую на вентиляцию и другие цели.

6.3.3.3. Нормирование и определение общего расхода энергии

Нормы расхода энергии устанавливаются по отдельным видам продукции, по технологическим процессам и видам оборудования на основе годовой производственной программы и величины установленных норм.

Основой рациональной организации энергетического хозяйства на предприятии является обоснованное планирование производства и потреб­ления энергоресурсов с применением балансовых методов.

Энергопотребление на вспомогательные нужды (отопление, освещение и т. д.) определяется по числу потреби­телей, их мощности и времени действия.

Общий расход энергии исчисляется суммированием ее расходов на основные цели и вспомогательные нужды.

Общий вид энергобаланса рассчитывается по формуле

W_{пол (пр)э} = W_потр.э + W_пс +W_отп , (6.24)

где W_{пол (пр)э} – объем произведенной (полученной) энергии;

W_потр.э – объем потребленной энергии;

W_пс – потери в сетях и преобразовательных установках;

W_отп – объем энергии, отпущенной на сто­рону.

Общая потребность предприятия в конкретном виде топлива или энергии (W) определяется по следующей формуле:

W = H_пл ∙ N_пл + W_осв + W_о +W_в + W_пр + W_пс + W_отп , (6.25)

где H_пл — норма расхода силовой (технологической) энергии на еди­ницу товарной продукции, (кВт-ч /шт., кДж/м³ и т.д.); N_пл — планируемый объем производства в натуральном выражении; W_осв — расход энергии на освещение; W_о — расход энергии на отопление; W_в — расход энергии на вентиляцию и кондиционирование; W_пр — потребность в энергии на прочие процессы; W_пс — потери энергии в сетях предприятия; W_отп — отпуск энергии сторонним организациям.

Рассмотрим основные расчетные формулы на примере определе­ния потребности предприятия в электрической энергии.

Плановая (общая) потребность предприятия в электроэнергии (W_{эл о6} ) определяется по формуле

W_{эл о6} = H_рэ∙ N_пл + W_{эл всп} + W_отп + W_пс , (6.26)

где H_рэ — плановая норма расхода электроэнергии на единицу про­дукции, кВт ∙ ч/шт.;

N_пл — плановый объем выпуска продукции в натураль­ном выражении, шт.;

W_{эл всп} — расход электроэнергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляция, отопление и т. д.), кВт∙ч;

W_отп — планируемый отпуск энергии на сторону, кВт-ч;

W_пс — планируемые потери энергии в сетях, кВт-ч.

Необходимое количество двигательной (силовой) электроэнергии для производственных целей зависит от мощности установленного оборудования и определяется по формуле:

, (6.27)

где Р_y — суммарная установленная мощность электромоторов оборудования, кВт;

Ф_д — действительный (эффективный) фонд времени работы потребителей электроэнергии за планируемый период (месяц, квартал, год), ч;

К_з — коэффициент загрузки оборудования по мощности. Он показывает, какую часть от максимально возмож­ной (максимально присоединенной) мощности составляет заг­рузка электроприемников;

К_о — средний коэффициент одновременной работы потребите­лей электроэнергии. Он показывает, какая часть всех установленных токопри­емников находится в работе.

η _с — коэффициент полезного действия пи­тающей электрической сети;

η_э — коэффициент полезного дей­ствия установленных электромоторов.

Количество электроэнергии для производственных целей (плавка, термообработка, сварка и т.д.) мож­но определить по следующим формулам, кВт∙ч:

W_т = P_у∙К_с∙ Ф_д , (6.28)

и

(6.29)

где К_с — коэффициент спроса потребителей электроэнергии;

cos φ — коэффициент мощности установленных электродвигателей;

K_м — коэффициент машинного времени электроприемни­ков (машинное время работы оборудования).

Коэффициент спроса потребителей электроэнергии опреде­ляется по формуле:

(6.30)

Количество электроэнергии для освещения помещений определяется по формулам:

, (6.31)

или

(6.32)

где n_св — число светильников (лампочек) на участке, в цехе, предприятии, шт.;

Р_ср — средняя мощность одной лампочки, Вт;

h — норма освещения 1 м² площади (по ГОСТу), Вт;

S — пло­щадь здания, м².

Общий расход электроэнергии может быть определен как сумма рас­ходов ее по определенным направлениям, кВт∙ч:

W_э.э. = W_д + W_т+ W_осв + W_пр, , (6.33)

где W_д - расход на двигательную силу;

W_т - расход энергии на технологические нужды;

W_осв - расход на освещение;

W_пр - расход на прочие цели (слаботочные сети, связь, вентиляцию, коммуникацию и т.п.)

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

Количество пара для отопления здания определяется по фор­муле:

, (6.34)

где q_п — расход пара на 1 м³ здания при разности наружной и внутренней температур в 1 ^oС;

i — теплосодержание пара (при­нимается 540 ккал/кг).

Количество сжатого воздуха для производственных целей (м³) определяется по формуле:

(6.35)

где 1,5 — коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в трубопроводах и в местах неплотного их соединения;

d — расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухоприемни­ка, м³/ч;

К_вр — коэффициент использования воздухоприемника во времени;

т — число наименований воздухоприемников.

Количество 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:

(6.36)

где q_в — часовой расход воды на один станок, л.

РМ_пр – принятое число рабочих мест на производственной операции.

При расчете себестоимости электроэнергии следует учиты­вать существующие правила ее оплаты, где предус­матривается двухставочный тариф с учетом использования мощ­ности:

И_э.э.д. =( Р_з ∙ П_м + W∙С_w)·(1± b), (6.37)

где Р_з - суммарная присоединенная мощность электрооборудова­ния, участвующая в максимуме нагрузки энергосистемы и заявленная потребителем энергосистеме, кВт;

W - годовой объем потребления электроэнергии, кВт·ч;

П_м - основная плата за каждый киловатт присоединенной мощнос­ти,

р./ кВт;

С_w - дополнительная плата за каждый киловатт-час по­требленной электроэнергии, р./ кВт·ч;

b – коэффициент, учитывающий скидку с тарифа или надбавку к нему.

Размер оплаты за электроэнергию по одноставочному тарифу определяется по формуле:

И_э.э.о. = W∙С_w , (6.37)

где W - объем потребления электроэнергии, кВт·ч;

С_w - тариф за каждый киловатт-час по­требленной электроэнергии, р./ кВт·ч.

Общие затраты на потребляемую предприятием от энергосистемы электроэнергию:

И_{э.э..полн} = И_э.э. ∙К_э.х., (6.38)

где К_э.х. = 1,05-1,08 - коэффициент, учитывающий затраты на со­держание энергохозяйства.

Себестоимость 1 кВт·ч электроэнергии, централизованно потребляемой предприятием от энергосистемы :

С_{э.э. потр.} = И_{э.э. полн} / W. (6.39)

Себестоимость 1 кВт· ч электроэнергии, получаемой предприятием от собственной электростанции (например, мини-ТЭЦ) :

С_{э.э. с.} = И_{э.э. полн с} / (W∙К_иэ), (6.40)

где И_{э.э. полн с} – полные затраты на производство электроэнергии на собственной электростанции предприятия(например, мини-ТЭЦ);

W - общее количество потребленной электроэнергии, кВт·ч;

К_иэ – коэффициент использования электроэнергии на предприятии.

Для анализа работы энергетического хозяйства используют­ся следующие технико-экономические показатели:

• расход энергии по видам потребления за отчетный период по предприятию и цехам;

• расход энергии по видам на единицу продукции по цехам и предприятию в целом;

• размер вторичного использования энергоресурсов;

• себестоимость единицы потребляемой энергии;

• удельный вес затрат на энергию в себестоимости продук­ции;

• величина потерь энергии по видам в заводских сетях;

• косинус "фи" (номинальная величина косинуса "фи" равна 0,9—0,92);

• коэффициент спроса.

Для совершенст­вования работы энергохозяйства на предприятиях разра­батываются соответствующие мероприятия, которые при­нято подразделять на структурно-энергетические, техно­логические, режимные, хозяйственно-бытовые и органи­зационные.

Структурно-энергетические мероприятия направлены на снижение потребности в дефицитных видах энергоресурсов и предполагают замену одних видов энергоносителей други­ми, в частности — вторичными энергоресурсами.

К технологическим мероприятиям относятся: внедрение менее энергоемких технологий производства (например — скоростных методов обработки металлов резанием, нагре­ва заготовок перед обработкой и др.) и повышение уров­ня технологичности конструкций изделий.

Режимные мероприятия могут включать в себя: повыше­ние степени загрузки оборудования, снижение доли холо­стых ходов и простоев нагревательного оборудования, заме­ну оборудования периодического действия на оборудование непрерывного действия, механизацию и автоматизацию

тепловых технологических процессов и энергетических ус­тановок, замену асинхронных двигателей на синхронные и т. д.

К хозяйственно-бытовым мероприятиям относятся: вне­дрение экономичных систем производственной вентиляции и промышленного водоснабжения, замена ламп накалива­ния люминесцентными источниками света, использование выделяющегося в производстве тепла для отопления це­хов и т.п.

Организационные мероприятия могут предполагать: ра­ционализацию организационной структуры энерго- и контрольно-измерительного хозяйства, внедрение новых методов технического нормирования энергопотребления, оп­тимизацию технологий первичного учета расхода энергоре­сурсов и др.