Организация энергетического хозяйства

Общий вид энерготехнического баланса:

где - объем производимой энергии; - объем потребляемой энергии; - потери в сетях и преобразовательных установках.

Различают сводный (например, топливно-энергетический) и частные  балансы отдельных энергоресурсов, плановые и отчетные. Частными могут быть электробаланс выработки и потребления электрической энергии, топливный баланс добычи, переработки (получения со стороны) и распределения (использования) топлива; тепловой – выработки теплоты и ее потребления и др. На предприятиях по каждому подразделению определяют ресурсы и направления использования всех видов энергии. Электроэнергию распределяют по потребителям силовой и осветительной нагрузки.

Энергетические балансы  входят в группу материальных балансов предприятия. Классификация энергетических балансов приведена в таблице 2.

Энергетические балансы  составляются на длительный срок и  используются при проектировании, реконструкции  производства и развитии энергохозяйства предприятия. Составляются они в соответствии со стратегическим планом развития предприятия, предусматривающим коренные изменения в технологических процессах, в объеме производства, номенклатуре продукции, в объеме и структуре кооперирования. Учитываются также перспективы изменения в топливно-энергетической системе данного района. Стратегические энергобалансы являются основой для проектирования рациональных схем энергоснабжения предприятия, обоснования сооружения новых и реконструкции существующих энергоустановок.

Основной формой планирования и использования энергоносителей  на предприятии являются годовые  тактические балансы. Их задача –  обосновать, во-первых, потребность предприятия в топливе и энергии для выполнения плана по выпуску продукции (расходная часть баланса), а во-вторых, наиболее рациональные способы покрытия этой потребности за счет выработки энергии на собственных генерирующих установках, получения топлива и энергии извне, использования вторичных энергоресурсов (приходная часть баланса).

Таблица 2. Классификация  энергетических балансов

 

Классификационный признак	Вид энергетического баланса	Иллюстративный перечень
Назначение баланса	Перспективный     Плановый (тактический)   Отчетный (фактический)	Электробаланс предприятия на перспективу  развития   Годовой плановый электробаланс, плановые топливные балансы по видам топлива   Ежемесячные балансы теплоты, топлива, электроэнергии
Вид энергоносителя	Частные энергобалансы по отдельным видам энергоносителей     Сводные энергобалансы	Балансы отдельных видов топлива (уголь, нефть, газ и т.д.) Электробаланс цеха, предприятия Баланс пара, горячей воды Баланс сжатого воздуха   Сводный топливный баланс предприятия (по сумме по всем видам топлива) Сводный энергобаланс цеха, предприятия (по сумме расхода всех энергоносителей)
Характер целевого использования  энергии	Балансы силового использования видов энергии   Балансы технологического использования видов энергии   Балансы производственно-хозяйственных видов энергии	Баланс силового пара       Цеховой баланс технологического использования  энергии     Баланс пара и горячей воды для  отопительно-вентиляционных нужд цеха, завода

 

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. Пример годового баланса электроэнергии приведен в таблице 3. По вертикальному разрезу статьи баланса группируют как по участкам производства, так и по направлению использования энергии. Выделяются потери энергии в заводских сетях. Горизонтальный разрез отражает весь внутренний оборот энергии данного вида (или энергоносителей), включая выход и использование вторичных энергетических ресурсов и расходов энергии на собственные нужды генерирующих и преобразующих установок.

Составлению расходной части  баланса предшествуют:

• расчет потребности подразделений предприятия во всех видах топлива и энергии;
• определение допустимых потерь энергии в заводских цехах и преобразовательных установках;
• определение суммарного потребления энергии.

Составлению приходной части  баланса предшествуют:

• определение производственных ресурсов своих генерирующих установок и возможности получения топлива и энергии извне;
• проектирование режимов работы своих генерирующих установок в порядке разбивки суммарных графиков нагрузки между агрегатами;
• определение потребности за счет собственного производства, а также использования вторичных энергоресурсов.

Кроме того, разрабатываются  балансы генерирующих установок  предприятия, а также баланс топлива  по отдельным видам и маркам. Главная  цель энергобаланса – определение  степени полезного использования  энергии

Таблица 3. Баланс электроэнергии на __ год

Потребитель	Приход		Расход
	млн кВт∙ч	%	млн кВт∙ч	%
Всего получено	562,1	100,0
Выработано	359,8	64,0
Получено:        от ТЭЦ        от сети	117,7 84,6	20,9 15,1
Всего потребность			562,1	100,0
Отпущено районной системе			40,6	7,2
Израсходовано на собственные  нужды ТЭЦ			50,7	9,0
Расход предприятия В том числе:         технологическая  энергия         двигательная  энергия         освещение         потери			470,8   98,5 324,1 43,4 4,8	-   17,5 57,7 7,7 0,9

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 можно определить по формуле

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 длительный срок.

 

 

4. 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 отдельные 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;
• 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 показатель энергоэкономического уровня производства Э_уп , определяемый по формуле

Э_уп=Д / W,

где Д – результат хозяйственной деятельности рассматриваемого производства, тыс. р.; W – суммарное потребление энергоресурсов на технологические цели, т у. т.

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 cos φ (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 cos φ 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 cos φ в заданных размерах или повышении его значения предприятие получает премию или дополнительную скидку с тарифа. Нормальной величиной считается cos φ, равный 0,9 – 0,92.

При проектировании новых  объектов для определения максимума  нагрузки используется коэффициент спроса. Коэффициент спроса К_С, показывающий степень использования и качество эксплуатации электрооборудования, определяется произведением двух коэффициентов (К_С =К_З ∙К_О) : коэффициента загрузки К_З , показывающего, какую часть от максимально возможной (номинально присоединенной) мощности составляет загрузка электроприемников, и коэффициента одновременности К_О , показывающего, какая часть всех установленных токоприемников находится в работе.

В результате анализа определяется возможный потенциал энергосбережения по видам энергоносителей, дается оценка размеру инвестиций на энергосберегающие мероприятия, составляется энергетический паспорт предприятия и разрабатывается комплексная программа по энергосбережению с учетом изменения объемов производства и ассортимента.

Путями совершенствования  энергетического хозяйства являются:

1. Организация работы по экономии топлива и энергии. Мероприятия по экономии топлива и энергии на предприятии можно объединить в

следующие группы: энергетические, направленные на повышение экономичности производства, транспортировки и использования энергоресурсов; технологические, направленные на совершенствование технологии и улучшение режима работы оборудования и обеспечивающие тем самым сокращение расхода энергоресурсов на единицу продукции; организационно-экономические, направленные на совершенствование хозяйственного расчета внутри предприятия, внедрение технически обоснованных норм расхода топлива и энергии, стимулирование работающих за их эффективное использование.

На всех стадиях технологического процесса изготовления продукции используются различные виды энергии и энергоносителей. При этом характерной чертой большинства производственных процессов промышленного предприятия является единство и взаимообусловленность технологии и энергетики. Изменение технологии влияет на энергетические показатели подразделений предприятия. Так, применение прогрессивных методов литья (в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям и др.) не только ведет к экономии металла, но и снижает удельный расход топлива и электроэнергии за счет повышения выхода годного литья и уменьшения последующего объема работы металлорежущего оборудования. Все шире внедряется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов. Создаются новые энергосберегающие и экологически чистые технологии, новые энергонасыщенные машины и оборудование с низким потреблением энергоресурсов.