Организация энергетического хозяйства

Определение потребности предприятия в энергоресурсах и учет их расхода основываются на составлении энергетических и топливных балансов. Балансовый метод планирования дает возможность рассчитать потребность предприятия в энергии и топливе различных видов исходя из объема производства на предприятии и прогрессивных норм расхода, а также определить наиболее рациональные источники потребления этой потребности за счет получения энергии со стороны и собственного производства ее на предприятии.

Энергетические  балансы классифицируются по следующим признакам:

• назначению - перспективные, текущие, отчетные;

• видам энергоносителя - частные по отдельным видам энергоносителя (уголь, нефть, пар, газ, вода) и общие по сумме всех видов топлива;

• характеру целевого использования энергии (силового, технологического, производственно-хозяйственного значения).

Перспективные балансы составляются на длительный срок и используются при проектировании, реконструкции производства и для развития энергохозяйства предприятия в целом.

Текущие плановые балансы составляются на год  с разбивкой по кварталам и являются основной формой планирования и потребления энергии всех видов.

Главная задача разработки планового баланса - обоснование плановой потребности предприятия в топливе и энергии для выполнения производственной программы предприятия по выпуску продукции - это расходная часть баланса. Обоснование наиболее рациональных возможность рассчитать потребность предприятия в энергии и топливе различных видов исходя из объема производства на предприятии и прогрессивных норм расхода, а также способов покрытия этой потребности, получение энергии со стороны и на собственных генерирующих установках - приходная часть баланса.

Отчетные (фактические) балансы предназначены  для контроля за потреблением энергоносителей и выполнением плановых балансов, а также служат основным материалом для анализа использования носителей, оценки работы в области рационализации энергохозяйства и экономии (перерасхода) топлива и энергии.

Определение потребности предприятия в энергоресурсах базируется на использовании прогрессивных  норм расхода. Для использования  топлива и энергии различных  видов применяются удельные нормы.

Под прогрессивной  нормой расхода энергии и топлива  понимается минимально допустимый ее расход, необходимый для изготовления единицы продукции или выполнения единицы работы в наиболее рациональных условиях организации производства и эксплуатации оборудования.

Нормы энергопотребления  бывают суммарными на единицу (времени) продукции или вид работ и операционными (дифференцированными) - на деталь, операцию, отдельный технологический процесс.

Основным  методом определения норм расхода  является расчетно-аналитический, позволяющий рассчитать плановую норму с учетом изменений в режиме работы, параметров технологических процессов и других факторов, влияющих на величину удельного расхода.

В зависимости  от характера целевого использования  энергии удельные нормы подразделяются на технологические и вспомогательные нужды (освещение, отопление, вентиляцию и т. д.). При этом учитываются допустимые потери энергии в сетях.

Плановая потребность  предприятия в электроэнергии (общая) определяется по формуле

Необходимое количество электроэнергии для производственных целей рассчитывается по формуле (1)

    (1)

где Н_{р э} - плановая норма расхода электроэнергии на единицу продукции, кВт - ч;

N_пл - плановый объем выпуска продукции в натуральном (стоимостном) выражении, шт. (руб.);

Р_{эл всп} - расход энергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляцию, отопление и т.д.), кВт - ч;

P_ст    - планируемый отпуск энергии на сторону, кВт - ч;

Р_пот   - планируемые потери энергии в сетях, кВт - ч.

Плановая потребность  энергии по цехам определяется с  помощью удельных норм расхода двигательной и технологической энергии на единицу продукции, а также объема производства в натуральном или других измерителях.

Необходимое количество двигательной (силовой) электроэнергии для производственных целей зависит от мощности установленного оборудования и определяется по формуле (2) или (3)

   (2)

   (3)

 

где W_у - суммарная мощность установленного оборудования (электромоторов), кВт;

F_эф - эффективный фонд времени работы оборудования (потребителей электроэнергии) за плановый период (месяц, квартал, год), ч;

К₃  - коэффициент загрузки оборудования;

К_о - средний коэффициент одновременной работы потребителей энергии;

К_с - коэффициент полезного действия питающей электрической сети;

η_д - коэффициент полезного действия установленных электромоторов.

 

Потребное количество электроэнергии, идущей на освещение помещений, определяется по формуле (4) или (5)

   (4)

    (5)

где С_св - число светильников (лампочек) на участке, в цехе, на предприятии, шт.;

Р_ср - средняя мощность одного светильника (лампочки), Вт; h   - норма освещения 1м² площади, Вт (25Вт/м²); S   - площадь освещаемого здания, м².

Расход пара на производственные цели определяется на основе удельных норм расхода соответствующего потребителя. Например, на обогрев сушильных камер (на 1 т обогреваемых деталей) периодического действия расходуется 100 кг/ч, для непрерывного действия сушильных камер (конвейеров) -45-75 кг/ч.

Расход пара на отопление здания рассчитывается по формуле (6)

   (6)

где q_n - расход пара на 1 м3 здания при разности наружной и внутренней температур в 1°С;

t_o - разность наружной и внутренней температур отопительного периода, °С;

F_д - время отопительного периода, ч;

V₃ - объем здания (по наружному обмеру), м³;

J  - теплосодержание пара (540 ккал).

Расход топлива на производственные нужды предприятия (термическая обработка металла, плавка металла, сушка литейных форм и т. д.) определяется по формуле (7)

  (7)

i 1,5 - коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в трубопроводах, в местах неплотного их соединения;

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

т  - число наименований воздухоприемников.

Объем воды для производственных целей  определяется по формуле (8)

(8)

q_B - часовой расход воды на один станок, л.

где q -  норма расхода условного топлива на единицу выпускаемой

продукции;

К_э -  калорийный эквивалент применяемого вида топлива.

Расход топлива на отопление  производственных и административных зданий рассчитывается по формуле (9)

   (9)

где q_T - норма расхода топлива на 1 м³ здания при разности наружной и внутренней температур в 1°С, ккал/ч; теплота сгорания условного топлива (7000 ккал/кг); коэффициент полезного действия котельной установки

В результате расчета потребности  в энергоресурсах устанавливается лимит по видам в натуральном и денежном выражениях по подразделениям предприятия.

Основой организации первичного учета  энергии и энергоресурсов всех видов является организация контрольно-измерительного хозяйства предприятия. Счетчики энергоресурсов должны быть установлены на каждой единице энергетического оборудования. Данные учета регистрируются в журналах или ведомостях. Основными направлениями рационализации энергопотребления являются правильный выбор энергоносителей, ликвидация прямых потерь, совершенствование технологии и организации производства, ориентация на ресурсосберегающие технологии, бережное использование энергии и вторичных энергоресурсов. [4]

 

 

 

 

 

 

 

3. Основное назначение энергетического хозяйства

Основное назначение энергетического  хозяйства предприятия - бесперебойное  обеспечение производства всеми  видами энергии при соблюдении техники  безопасности, выполнении требований к качеству и экономичности энергоресурсов.

Основными видами энергии являются: электрическая энергия; тепловая и химическая энергия твердого, жидкого и газообразного топлива; тепловая энергия пара и горячей воды; механическая энергия. К энергоресурсам относятся: электрический ток; натуральное топливо; пар разных параметров; сжатый воздух разного давления; природный и сжиженный газ; горячая вода и конденсат; вода под напором.

Разнообразные виды ресурсов на предприятии  используются в качестве двигательной силы, в технологических процессах, для отопления, освещения, вентиляции, хозяйственно-бытовых нужд и т.д. /20/.

На всех стадиях производства могут  быть использованы различные виды энергии  и энергоресурсов. Так, в кузнечных  цехах машиностроительных предприятий  при резке металла возможно использование  электроэнергии и газа. При нагреве  под ковку и штамповку используются электроэнергия (индукционный и контактный нагрев), газ и мазут (пламенный  нагрев); в процессе ковки и штамповки - пар под давлением 8-10 ата и сжатый воздух (для приведения в действие оборудования и для обдувки штампов); при термообработке - электроэнергия, газ и мазут.

В землеприготовительных отделениях литейных цехов применяется электроэнергия. При формовке и изготовлении стержней - электроэнергия и сжатый воздух. В процессе плавки металла - электроэнергия (в электропечах), газ, мазут (в мартеновских печах), кокс (в вагранках). При выбивке и очистке литья используется электроэнергия и сжатый воздух. Для мойки - пар 4-6 ата и горячая вода.

В механических цехах при металлообработке в основном применяется электроэнергия и сжатый воздух (в пневматической аппаратуре) и т.д.

Выбор наиболее экономичных энергоресурсов должен осуществлять на основе комплексного решения вопросов энергетики, технологии, организации производства и экономики путем сравнительного анализа удельных расходов (норм расхода) технологического топлива и энергии, единовременных затрат на разработку и внедрение мероприятий по снижению норм.

Потребляемые предприятием энергоресурсы  могут приобретаться со стороны  как покупные, и вырабатываться собственными силами. На предприятии могут производиться  электроэнергия - на заводской электрической  станции, пар и горячая вода - в  котельных, генераторный газ - на газогенераторной станции. [5]

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Снабжение предприятия

Энергоснабжение предприятия имеет специфические особенности, состоящие в необходимости немедленного использования произведенной энергии и неравномерной потребности в ней в течение суток и времени года.

Поэтому бесперебойное снабжение  энергией должно обеспечиваться за счет создания резервов мощностей энергетического  оборудования.

В связи с этим наиболее совершенной  и экономичной системой энергоснабжения  предприятия является централизованная. В этом случае предприятие получает электрическую энергию от центральной (единой) электрической системы (через заводскую понижающую подстанцию), пар - по тепловой сети районной энергетической системы или заводской теплоэлектроцентрали, газ - из сети дальнего газоснабжения природным газом, от комбината энергохимического использования топлива и т.д.

Большие потери давления в воздушных  сетях при значительной их протяженности  не позволяют осуществлять централизованное обеспечение предприятия сжатым воздухом даже внутри предприятия. Обычно для снабжения сжатым воздухом используются стационарные или передвижные компрессорные  станции, расположенные вблизи цехов-потребителей.

Централизованная система снабжения  обеспечивает надежное и бесперебойное  снабжение предприятия энергией и снижает текущие издержки производства и единовременные затраты, связанные  с получением необходимых предприятию  видов энергии.

Например, потребление электроэнергии, как и других видов энергии, имеет  так называемые пики и спады. Изолированная  заводская электростанция вследствие этого должна иметь дополнительные мощности для того, чтобы обеспечивать максимальную нагрузку в часы пик. И наоборот, в часы спада электростанция будет иметь избыток электроэнергии. Если же она включена в Единую энергетическую систему, то в часы пик предприятие забирает энергию из энергосистемы. Наоборот, когда падает потребность в электроэнергии, такая станция может отдавать избыточную электроэнергию в энергосистему. Для энергоснабжения предприятий используются также энергетические отходы производства, т.е. вторичные энергетические ресурсы.

Основой рациональной организации энергетического хозяйства на предприятии является правильное планирование производства и потребления энергоресурсов с применением балансовых методов. Они дают возможность рассчитывать потребность предприятия в различных видах топлива и энергии, исходя из объема производства и прогрессивных норм, а также определять наиболее рациональные источники покрытия этой потребности.