28. Содержание, состав и основные задачи энергетического хозяйства предприятия

Энергетическое хозяйство представляет собой совокупность технических средств, обеспечивающих бесперебойное снабжение предприятия всеми видами энергии: электроэнергией, топливом, паром, сжатым воздухом и т.д. Структура и объём энергоснабже­ния предприятия зависят от вида продукции, особенностей техно­логического процесса, производственной мощности предприятия и его связей с территориальной энергетикой.Энергетическое хозяйство предприятия подразделяется на об­щее и цеховое. К общему отно­сятся: ге­нерирующие, преобразую­щие и производящие сооружения, установки и устройства, которые объ­единяются в специальные подразделения (цеха, участки): теп­лосиловой, электросиловой, газовый, электро­механический (элект­ротехнический), слаботочный. Их состав зависит от энергоёмкос­ти производства и связей предприятия с внешними энергоносите­лями. Цеховое энергетическое хозяйство включает: цеховых потре­бителей энергии (производственное и транспортное оборудование); цеховые энергосети; цеховые службы по эксплуатации, ремонту и монтажу энергооборудования и сетей.Организацию всех видов работ энергетического хозяйства воз­главляет главный энергетик. Структура энергохозяйства зависит от типа и масштабов производства, энергоемкости производимой про­дукции, разви­тия кооперации с другими потреби­телями.

Главному энергетику непосредственно подчинены цеха: элект­росиловой, теплосиловой, газовый, электромеханический и слабо­точный.Основной задачей энергетического хозяйства является: своев­ременное и бесперебойное обеспечение предприятия, его подраз­делений и рабочих мест всеми видами энергии; наблю­дение за стро­гим выполнением правил эксплуатации энергетического оборудо­вания; своевременный ремонт энергооборудования и эконом­ное рас­ходование всех видов энергии.

В составе отдела главного энергетика обычно имеются: бюро ППР, которое планирует, контролирует выпол­нение всех видов ре­монтных работ и инспектирует правильность эксплуатации этого оборудования; техниче­ское бюро, осуществляющее техническую подготовку системы ППР; планово-производственное бюро, выполняющее рациональное планирование потребляемой энергии и источников покрытия на основе энерге­тических балансов; бюро энергоиспользования, устанавливающее нормы расхода энергии и ведающее вопро­сами ее экономного использования. 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.Нормирование и определение общего расхода энергии.Нормы расхода энергии устанавливаются по отдельным продукции, по технологическим процессам и видам обору­дована на основе годовой производственной программы и величины установленных норм.Основой рацио­нальной организации энергетического хозяйств; на предприятии является обоснован­ное планирование производств; и потребления энергоресурсов с применением балансовых методов.Энергопотребление на вспомогательные нужды (отопление освещение и т.д.) зависит от числа потре­бителей, требуемой мощ­ности и сроков потребления энергоресурсов.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

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=Н_пл×N_пл+W_осв+W_о+W_в+W_пр+W_пс+W_отп^v

где Н_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_oce - рас­ход энергии на освещение; W_o - 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_omn - отпуск энергии сторонним организациям. Рассмотрим основные расчетные формулы на примере опре­деления потребности предприятия в элек­трической энергии.Плановая (общая) потребность предприятия в электро­энергии (W_{M о6}) определяется по формуле:W_эл.об = Н_рэ × N_пл + _{Wэл. всп}+W_отп +W_пс ,

где Н_рэ - плановая норма расхода электроэнергии на единицу про­дукции, кВт-ч/шт.;N_пл - плановый объем выпуска продукции в натуральном выра­жении, шт.;_{Wэл. всп} - расход электроэнергии на вспомогательные нужды (ос­вещение, вентиляция, отопле­ние и т.д.), кВт-ч; W_omn - планируемый отпуск энергии на сторону, кВт-ч;W_nc - планируемые потери энергии в сетях, кВт-ч.Необходимое количество двигательной (силовой) электроэнер­гии для производственных целей зави­сит от мощности установлен­ного оборудования и определя­ется по формуле:

Р_у-Ф_дК₃.К₀

Wт= ŋ_с × ŋ_э

где Р_у - суммарная! установленная мощность электромоторов обо­рудования, кВт;Ф_д - действительный (эффективный) фонд времени работы потребителей электроэнергии за планиру­емый период (месяц, квар­тал, год), ч.К₃ - коэффициент загрузки оборудования по мощности. Он пока­зывает, какая часть от максимально возможной (максимально при­соединенной) мощности составляет загрузка электроприемников;К₀ - средний коэффициент одновременной работы потребите­лей электроэнергии. Он показывает, ка­кая часть всех уста­новлен­ных токоприемников находится в работе;ŋ_с - коэффициент полезного действия питающей электричес­кой сети;ŋ_э - коэффициент полезного действия установленных электро­моторов.Количество электроэнергии для производственных целей (плав­ка, термообработка, сварка и т.д.) можно определить по следую­щим формулам, кВт-ч:Wт =РуКсФд,

W_т=Фд×∑Р_{уt× ×Kм}

где К_с - коэффициент спроса потребителей электроэнергии;cosФ - коэффициент мощности установленных электродвига­телей;K_м - коэффициент машинного вре­мени электроприемников(ма­шинное время работы оборудования).Коэффициент спроса потребителей электроэнергии определя­ется по формуле:

К_с = Кз × Ко / ŋ_с × ŋ_э

Количество электроэнергии для освещения помещений опре­деляется по формулам: Wосв = h×S×F_д/1000

где n_св - число светильников (лампочек) на участке, в цеху, на пред­приятии, шт.;Р_ср - средняя мощность одной лампочки, 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:Wэ.э =Wд + Wт + Wосв + Wпр ,

где Wд - расход на двигательную силу;W_m - расход энергии на технологические нужды; Wосв - расход на освещение;Wпр - 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:

Ǫn = q_n×t_o×Fд×V₃/1000×i

где q_n - расход пара на 1 м³ здания при разности наружной и внут­ренней температур в 1 °С;i - теплосодержа­ние пара (принимается 540 ккал/кг). Количество сжатого воздуха для производствен­ных целей (м³) определя­ется по формуле:Q_возд=1,5 × ∑d × К_вр × Ф_д × К₃

где 1,5 - коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в тру­бопроводах и в местах неплотного их соединения;d - расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухо- приемника, м³/ч;Квр — 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:

Qв= qв × РМ пр × Фд × К₃ / 1000

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 двух- ставочиый тариф с учетом использования мощности:

И з.з.д = (Рз ×Пм+W×Сw ) (1±b)

где Рз - 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, руб./ кВт;Сw - дополнитель­ная плата за каждый киловатт-час потребленной электроэнергии, руб./ кВт-ч;b - коэффициент, учитывающий скидку с тарифа или надбавку к нему.Размер оплаты за электроэнергию по одноставочному тари­фу опреде­ляется по формуле:Иэ.э.о = W× Сw ,⁷

где W — объем потребления электроэнергии, кВт-ч; C_w - тариф за каждый киловатт-час потребленной электроэнер­гии, руб./ кВт-ч.Общие затраты на потребляемую предприятием от энергосис­темы электроэнер­гию:

Иэ.э.полн = Иэ.э × Кэ.х.

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

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

Сэ.э. потр. = Иэ.э. полн / W

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

С_э.э.с. = И_{э.э. полн.з} /(W-K_и.э),

где И_{ээ плн.з} - полные затраты на производство электроэнергии на собственной электростанции предприятия (например, мини-ТЭЦ); W- общее количество потребленной электроэнергии, кВт-ч; К_и.э - 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 вторичною 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 контрольноизмерительного хозяйства, внедрение новых методов технического нор­мирования энергопотреб­ления, оптимизацию технологий первично­го учета расхода энергоресурсов и др.