5. Организация энергетического хозяйства предприятия

Задачи энергетического хозяйства предприятия:

• обеспечение бесперебойного снабжения производства всеми видами энергии;

• наиболее полное использование мощности энергоустройств и их содержание в исправном состоянии;

• снижение издержек на потребляемые виды энергий.

• В зависимости от особенностей технологических процессов на предприятиях потребляются различные виды энергий и энергоносителей. К ним относятся:

• электроэнергия;

• тепловая энергия (перегретый пар, горячая вода);

• сжатый воздух;

• природный газ, газы (углекислота, аргон, азот, хлор, кислород, водород);

• вода разной степени очистки;

• централизованные системы отопления, канализации (ливневой, сточной, фекальной, химически загрязненной), вентиляции и кондиционирования воздуха.

Для обеспечения предприятия этой энергией и энергоносителями создается энергетическая служба, структура которой приведена на рисунке 14.

Функции энергетической службы предприятия:

• разработка нормативов, касающихся энергетической службы;

• планирование потребности всех видов энергии и энергоносителей, составление энергетического баланса предприятия;

• планирование ППР оборудования;

• планирование потребности в запчастях;

• организация выработки (обеспечения) предприятия всеми видами энергии;

• оперативное планирование и диспетчирование обеспечения предприятия всеми видами энергии;

• организация ремонтных работ оборудования;

• разработка технической документации для проведения монтажных, ремонтных работ оборудования и энергетических коммуникаций (сетей);

• организация обслуживания энергетического оборудования, сетей, линий связи;

• контроль за качеством ремонтных работ;

• организация монтажных, пусконаладочных работ нового оборудования, демонтаж и утилизация списанного оборудования по энергетической части;

• надзор за правилами эксплуатации оборудования;

• контроль за расходами всех видов энергии.

Рисунок 13 - Структура энергетической службы предприятия

Расчет потребности в энергии и энергетический баланс предприятия

Организация и эксплуатация энергохозяйства основаны на планировании производства в энергии и определении источников ее покрытия. Потребность в энергоресурсах устанавливается на основе норм их расхода и годовой программы выпуска продукции. Кроме энергии на производственные цели, учитывается ее расход на освещение, вентиляцию, отопление, а также потери в заводских сетях.

Количество электроэнергии для производственных целей (плавка, термообработка, механическая обработка, сварка, выработка сжатого воздуха и т.д.) определяется по формуле:

W_пр = ,

где W_пр – количество электроэнергии для производственных нужд, квт-час;

Р_{уст –} суммарная установленная мощность электромоторов на участке, цехе, предприятии, кВт;

F_э – эффективный (полезный) фонд времени работы потребителей электрической энергии (электромоторов) за планируемый период (месяц, квартал, год), час;

k_{з –} коэффициент загрузки потребителей электроэнергии;

k_о- коэффициент одновременности работы потребителей электроэнергии;

k_с – к.п.д. питающей электрической сети;

 - к.п.д. установленных электродвигателей.

Количество электроэнергии для производственных целей можно также определить по следующей формуле:

W_пр = Р_уст*cos* F_э* k_м,

где cos - коэффициент мощности установленных электродвигателей;

k_м - коэффициент машинного времени (время работы оборудования).

Количество электроэнергии для освещения помещений определяется по формуле:

W_о = ,

где С – количество светильников (лампочек);

Р_ср - средняя мощность одной лампочки, вт.

Количество электроэнергии для освещения помещений также можно определить по следующей формуле:

W_о = ,

где h – норма освещения (по ГОСТу) 1 м² площади, вт;

S - площадь здания, м².

Количество пара для производственных целей (для штамповочных молотов, для сушки окрашенных изделий, для подогрева эмульсии электролита и т.д.) определяется на основе удельных норм расхода в кг/час работы соответствующего потребителя пара или в кг/ед. продукции. Например, на обогрев сушильных камер (на 1 т обогреваемых деталей) периодического действия расходуется 80-100 кг/час, для конвейерных – 45-75 кг/час и т.д.

Количество пара для отопления зданий определяется по формуле:

Q_о = ,

где Q_о – количество пара для отопления зданий, т;

q_{т –} расход тепла на 1 м³ здания , ккал/час;

F_э – количество часов в отопительном периоде, час;

i – теплота испарения в ккал/кг (принимается 540 ккал/кг).

Количество воды для производственных целей (приготовление охлаждающих смесей, промывки деталей, для гидравлических испытаний и т.д.) можно определить по укрупненным нормативам, исходя из часового расхода (на основе технических и эксплуатационных характеристик водоприемников). Например, часовой расход воды на промывку деталей в баках (1,5-2,5м³) в среднем составляет 200 л; для гидравлических испытаний – 10 л и т.д. для некоторых производственных целей расход воды можно определить по определенным расчетным формулам. Например, годовой расход воды для охлаждающих жидкостей при резании металла:

О_н =

где Q_н – годовой расход воды для охлаждающих жидкостей, л;

q_{в –} часовой расход воды на один станок, л;

С – количество станков;

k_{з –} коэффициент загрузки станков.

Энергетический баланс предприятия составляется в виде таблицы 6.

Таблица 6 - Энергетический баланс предприятия

Вид энергии	Потребность в год	Источники получения
		Собственное производство	Сторонние источники
Электроэнергия	100 млн. квт. ч.	-	100 млн. квт. ч
Тепловая энергия	32 Г кал	12 Г кал	20 Г кал
Вода питьевая	100 000 м3	80 000 м3	20 000 м3
и т.д.

Задача 1.определить расход пара на отопление производственного здания механического цеха, имеющего наружный объем в 8000 м³. Норма расхода пара 0,5 ккал/час при разности внутренней и наружной температур в 1ͦ С. Средняя наружная температура за отопительный период -5ͦ С. Внутренняя температура в здании цеха за отопительный период поддерживается на уровне +15ͦ С. Отопительный период равен 200дням.

Решение.

Количество часов за отопительный период F = 200*24 = 4800 час.

Разность температур за отопительный период t^о = t_вн – t_н = [15 – (-5)] = 15+5 = 20^о С.

Расход пара за отопительный период

Q_о =

Задача 2.На участке механического цеха имеются следующие виды станков:

Станок	Установленная мощность моторов в квт	cos электромоторов	Коэффициент машинного времени работы оборудования
Токарный Фрезерный Сверлильный Зуборезный Шлифовальный	36 30 6 18 28	0,8 0,7 0,6 0,7 0,8	0,7 0,8 0,4 0,6 0,8

Режим работы участка двухсменный. Количество рабочих дней в году 247, из них 5 сокращенных предпраздничных дня. Потери времени на капитальный ремонт 5%. Определить потребность в силовой энергии за год.

Решение.

Полезный фонд времени работы участка за год

F_э = (247*8 – 5) * 2 * 0,95 = 3744,9 час.

Потребность электроэнергии за год

W_пр = (36*0,8*0,7+30*0,7*0,8+6*0,6*0,4+ 18*0,7*0,6+28*0,8*0,8)*3744,9 = 239224 квт-час.