Энергетическое хозяйство

Для расчета величины ремонтного резерва осуществляется предварительное построение календарных графиков ремонта и технического обслуживания оборудования.

Совмещая между собой  величины запланированной чистой рабочей мощности энергоустановок предприятия и рассчитанной ранее плановой потребности в соответствующих энергоносителях, рассчитывают чистый эксплуатационный резерв энергоустановок.

Расчеты оформляются графически в виде баланса мощности по кварталам (рис. 3.1).

 

кВт

Рис. 3.1. Баланс мощности энергоустановки  на год

 

I

IV

III

II

Квартал

Мощность брутто

Плановая потребность в

энергоносителях

Ремонтный резерв

Чистая рабочая мощность

Чистый эксплуатационный

резерв энергоустановок

 
На основе анализа построенных  балансов мощности энергоустановок  и величины их чистого эксплуатационного резерва для каждого из кварталов планового года определяется возможность продажи части энергоносителей на сторону (при положительном чистом эксплуатационном резерве) или необходимость закупки дополнительного объема энергоносителей у сторонних поставщиков (при отрицательном чистом эксплуатационном резерве). Кроме того, осуществляется выбор оптимальных внешних поставщиков недостающих энергоносителей и проводится распределение между ними объемов поставок; окончательно оформляется энергетический баланс с указанием источников покрытия потребностей предприятия во всех видах энергоресурсов для всех временных отрезков планового периода.

Для анализа выполнения плановых балансов, оценки работы в области  рационализации энергохозяйства, экономии топлива и энергии составляют отчетные (фактические) балансы. Для их составления необходим хорошо организованный и точный учет расхода топлива и энергоносителей.

Главная цель энергобаланса  — определение степени полезного использования энергии и поиск путей снижения потерь, рационализация энергопотребления. Разработка нормализованного энергетического баланса как раз и учитывает возможности рационализации и оптимизации энергопотребления и снижения потерь в механизмах и электрических сетях.

Нормализованный энергобаланс как завершающий этап анализа  фактического баланса служит основой для оценки резервов экономии энергоресурсов на предприятии.

Общие резервы экономии энергоресурсов подразделяются на текущие, осуществляемые с малыми затратами в текущем периоде, и перспективные, реализация которых возможна в отдаленной перспективе (3-5 и более лет) за счет проведения мероприятий, требующих дополнительных затрат.

Текущие резервы определяются путем сравнения фактического энергобаланса объекта с его энергобалансом, составленным на базе технически обоснованных отдельных потерь. Текущие резервы экономии энергии ΔW_Т можно определить по формуле

ΔW_Т =

где i = 1,…,  n — число мероприятий, направленных на снижение потерь; j = 1,…, m — число объектов, где внедрены мероприятия; _{— потери энергии в каждом} j-м объекте соответственно до и после проведения i-го мероприятия.

Перспективные резервы определяются сравнением нормализованного, перспективного, экономически обоснованного энергобаланса с учетом его качественных изменений и нормализованного энергобаланса, учитывающего проведение мероприятий, направленных на снижение потерь на ближайший период (до 5 лет) или на более длительный срок.

 

4. Планирование потребности в энергии

 

Общая потребность предприятия в конкретном виде топлива или энергии Э определяется по формуле

Э=Э_нП+ Э_осв +Э_о+Э_в+ Э_пр + Э_ст +Э_с,

где Э_н— норма расхода силовой и технологической энергии на единицу произведенной продукции, кВт×ч, кДж/м³; П — планируемый объем производства в натуральном выражении; Э_осв — расход энергии на освещение; Э_о — расход энергии на отопление; Э_в — расход энергии на вентиляцию; Э_пр — потребность энергии на прочие нужды; Э_ст — отпуск на сторону; Э_с — потери в сетях предприятия.

В результате расчета общей  потребности устанавливается лимит  по видам топлива и энергии  в натуральном и стоимостном  выражении для предприятия в целом.

Общий расход энергии по предприятию принято делить на две  части — переменную и постоянную. Переменную часть, т. е. зависящую от объема выпускаемой продукции, составляет расход всех видов энергии на двигательные и технологические цели. Постоянная часть, т. е. не зависящая от объема выпускаемой продукции, — это расход энергии на освещение, отопление, привод вентиляционных устройств и др.

Расход энергии по переменной части Э определяется по формуле

 

где — сводная норма расхода энергии на 1000 р. товарной продукции; — плановый объем товарной продукции, тыс. р.

Годовой расход силовой электроэнергии Э_д определяют по установленной мощности силовых токоприемников и коэффициентов спроса, использования по времени и мощности:

,

где М_д — суммарная установленная мощность по группе оборудования, кВт; Ф_д — действительный годовой фонд времени работы оборудования,ч; К_м — коэффициент, учитывающий загрузку оборудования по мощности; — коэффициент, учитывающий неравномерность использования оборудования по времени; К₁ и К₂ — коэффициенты, учитывающие соответственно КПД двигателей и потери в сети.

Суммарная установленная  мощность потребителей силовой энергии  М_у определяется по формуле

 

где — номинальная (по паспорту) мощность электродвигателей i-й группы оборудования; n — количество электродвигателей i-й группы оборудования; i= 1,…, n — группы оборудования.

Плановый расход топлива  на производственные нужды (термообработка металла, плавка, сушка литейных форм и т.д.) рассчитывается по формуле:

 

где m — общее число видов продукции, при изготовлении которой используется топливо анализируемого вида; — объем выпуска продукции i-го вида в расчетном периоде; — норма расхода условного топлива на единицу продукции i-го вида; К_э — эквивалент применяемого вида топлива по каллориям.

Плановый расход условного  топлива (в тоннах) на отопление  производственных и административных помещений предприятия определяется по формуле

 

где q_r — норма расхода теплоты на 1 м³ объема здания при разности между

внутренней и наружной температурами в 1°С, Дж/ч; t₀ — средняя разность

внутренней и наружной температур отопительного периода, °С; F_оп — продолжительность отопительного периода, ч; V₃ — объем отапливаемого здания по наружному обмеру, м³; К_у — теплота сгорания условного топлива

(29,3 Дж/кг, или 7000 ккал/кг); — КПД котельной установки.

Плановый расход пара на производственные цели определяется на основе удельных норм расхода соответствующих потребителей и продолжительности их работы в течение анализируемого периода.

Формула планового расхода  пара на нужды отопления зданий предприятия  имеет вид:

 

где — теплосодержание пара (в обычных условиях принимается равным 540 ккал/кг (1 кал. = 4,186 Дж)).

Плановый объем сжатого  воздуха, расходуемого на производственные цели, определяется по формуле 

 

где — коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в передающих сетях; n — общее число видов эксплуатируемых воздухоприемников; — расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухоприемника на полную мощность, м³/ч; — эффективный фонд работы i-го воздухоприемника, ч; — средний коэффициент загрузки i -го воздухоприемника в расчетном периоде по мощности.

Годовой расход электроэнергии на освещение определяют по нормам расхода на 1 м² площади здания, а годовое количество часов работы светильников принимают в зависимости от количества часов работы в сутки (коэффициента сменности) и дней в году по формуле  

 или ,

где Н₀ — норма освещения 1 м² площади помещения, Вт; S — общая

площадь помещения, м²; n— количество светильников данного типа; М₃ — мощность светильника, Вт; — продолжительность осветительного периода, ч.

Общую потребность предприятия  в электроэнергии определяют по объектам и видам работ, подразделениям (участкам, цехам) и целевому назначению — потребность силовой энергии на двигательную силу технологических и подъемно-транспортных устройств, на технологические процессы (электросварку, электроплавку, электролиз и т. п.), освещение, собственные нужды электростанции (освещение, вентиляция, водопровод, подача топлива и т. д.) и отпуск электроэнергии на сторону, в том числе непромышленному хозяйству.

 

5. Анализ и пути развития энергетического хозяйства

 

Работа энергетического  хозяйства оценивается системой технико-экономических показателей, которая должна всесторонне охватывать энергетику предприятия как в отношении экономичности производства и потребления энергии, так и в отношении различного рода структурных соотношений, характеризующих энергетический баланс предприятия.

Технико-экономические показатели энергохозяйства объединяют в следующие группы:

• показатели экономичности  производства и распределения энергии. К ним относят энергоемкость производства, удельные расходы топлива на производство электроэнергии и теплоты, коэффициенты полезного действия генерирования электрической и тепловой энергии, удельный расход электрической энергии на 1000 м³ сжатого воздуха, удельный расход электроэнергии или топлива на тонну жидкого металла или годного литья, на тонну поковок, на одну деталь или на одну операцию и т. д.;

• показатели себестоимости  энергии и удельной величины энергетических затрат. Например, себестоимость 1 кВт • ч электрической энергии, 1 МДж тепловой энергии, 1000 м3 сжатого воздуха; доля энергетических затрат в себестоимости готовой продукции; удельный расход энергоносителей на производство единицы продукции;

• показатели энерговооруженности, в частности электровооруженности, вооруженности тепловой энергией, показатели вооруженности первичными энергоресурсами — топливом.

При анализе работы энергетического  хозяйства выявляются:

1) эффективность режима  энергопотребления производства, цеха, агрегата;

2) характер работы технологических установок во времени (в течение суток, дней недели и месяца, летом и зимой и т. п.);

3) рациональность структуры  распределения и учета потребления  энергоносителей с оценкой источников их поступления и потребления;

4) эффективность распределения расхода всех видов энергоносителей по предприятию;

5) взаимосвязь показателей  расхода энергоносителей обследуемого производства со смежными технологическими производствами;

6) фактические и нормативные  потери энергоносителей в распределительных сетях и системах;

7) случаи аварийности  в системах производства, потребления  и распределения энергоносителей на предприятии.

Последнему направлению  на предприятиях не уделяется должного внимания. В то же время анализ аварийности только в системах внутреннего электроснабжения ряда отечественных предприятий показал, что непроизводительные потери энергоносителей вследствие аварийности соизмеримы с потерями энергоносителей по другим причинам (потери в кабелях, недогрузки трансформаторов и т. п.). Для оценки эффективности энергосбережения используют показатели уровня энергоотдачи Э, энергоемкости производства Э_п, энерго-экономического уровня производства Э_у.п, определяемых по формулам

Э = ВП / W, Э_п = W/ВП, Э_у.п = Д / W,

где Д — результат хозяйственной деятельности рассматриваемого производства, тыс. p.; W— суммарное потребление энергоресурсов на технологические цели, т.у. т.; ВП — выпуск продукции в натуральном или

стоимостном выражении.

Для сопоставления различных  видов топлива и суммарного учета  его запасов принята единица  учета — условное топливо (у. т.), теплота сгорания которого принята за 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг).

Показатель энергоэкономического уровня производства позволяет оценить уровень реализации энергосберегающих технологий, экономических тепловых схем, энергосберегающего оборудования и т. д.

Одним из показателей эффективности  использования на промышленных предприятиях электроэнергии является cosφ (косинус фи).

Он представляет собой  отношение количества электрической  энергии, потребной на выполнение определенной работы, к количеству израсходованной.

Чем выше этот показатель, тем эффективнее расходуется электроэнергия. Снижение cosφ вызывается недостаточным использованием мощности оборудования, в результате чего возникают потери в сетях и на электростанции. Для уменьшения этих потерь применяются штрафы или установленные ранее надбавки к тарифу.

При поддержании cosφ в заданных размерах или повышении его значения предприятие получает премию или дополнительную скидку с тарифа. Нормальной величиной считается cosφ, равный 0,9-0,92.