книги из ГПНТБ / Крылов Н.В. Организация и планирование кислородного производства [учеб. пособие]

пый период, ч; Д'„—"коэффициент использования мощности каж­ дого электродвигателя (часовой).

Определение удельного расхода электроэнергии по статье «добыча и подача воды» (WyB) осуществляется по формуле:

пт

иѴ = 2Хг7Ѵ В !:2в,,

воды на производство единицы продукта, м3/ед. прод.; В, ---рас­ ход воды на производство г-го продукта, м3:

т

Ѵв1= в1+ в,+ ... + в т.

Вели добытая вода полностью расходуется на производство одного вида продукции, то удельная норма расхода электро­ энергии по статье «добыча и подача воды» определяется по формуле:

• ^ - Ѵ Л Ѵ Т г:Рг.

г

Удельный расход электроэнергии на освещение определяется на основании суммарной мощности светильников и времени их горения или по нормам искусственного освещения (Вт/м2).

Потери электроэнергии в сетях принимаются в размере 0,75% в групповой сети и 2,4% в питающей сети от величины расхода электроэнергии на общезаводские нужды. Между от­ дельными видами продукции потери электроэнергии в завод­ ской сети и трансформаторах распределяются пропорционально цеховым нормам расхода электроэнергии.

Удельный расход электроэнергии на выработку тепловой энергии может быть определен двумя путями: І) по опытным данным посредством замеров расхода электроэнергии и количе­ ства производимой тепловой энергии; 2) расчетным путем на основании фактической производительности теплоэнергетиче­ ского оборудования.

139

зования Мощности установленных электродвигателей по фор­ муле:

Удельная норма расхода воды на производственные нужды, определяется по формулам:

ВУ = (/7—^У-С или By = -/г- ’

где Q — количество отнимаемого тепла, ккал/ч; t2, t \ — соответ­ ственно температура воды выходящей из аппарата и входящей В аппарат, °С; С — теплоемкость воды, ккал/кг 0 С; Во — сум­ марный расход воды на производственные нужды за учетный период, м3.

4.Планирование потребности и расхода топливно-энергетических ресурсов

Рациональная организация и эксплуатация энергетического хозяйства кислородных предприятий определяется правиль­ ностью планирования потребления и расхода топливно-энерге­ тических ресурсов. Исходными данными для расчета потребно­ сти являются: план производства основных видов продукции, удельные нормы расхода энергии и топлива на единицу про­ дукции и вспомогательные нужды; размер вторичных энерго­ ресурсов, нормы потерь в сетях, трубопроводах, в процессе пре­ образования и т. д.

На основе потребности в энергии составляется, как мы отме­ чали выше, энергобаланс, представляющий собой систему по­ казателей потребления предприятием различных видов топлив­ но-энергетических ресурсов и источники их покрытия.

Топливно-энергетический баланс складывается из взаимосвя­ занных частных балансов различных видов энергии, энергоно­ сителей и топлива. Расчет приходной части показывает, за счет каких энергоресурсов осуществляется покрытие расхода энер­ гии: а) выработки энергии на собственных установках; б) полу­ чение энергии от районной энергосистемы; в) использование вторичных энергоресурсов.

В расходной части указывается направление расхода элек­ троэнергии (генерирующие и преобразовательные установки, производственные и непроизводственные потребители, потери в сетях).

Энергетические балансы могут составляться сводные (сумма расходов по всем видам энергии), по видам энергии (электро­ энергия, пар, вода, сжатый воздух и др.), по отдельным видам технологического оборудования (расход электрической, тепло­ вой энергии или воды для конкретного типа установки). Послед­ ний вид баланса весьма важен, так как позволяет анализиро­ вать и устанавливать возможные пути экономил энергии и уточ­ нять нормы ее расхода.

140

Топливно-энергетический баланс разрабатывается от расход­ ной части к приходной, за исключением тех случаев, когда при жестком лимитировании какого-либо вида энергии расчет при­ ходится вести в обратном порядке. Разработка частных балан­ сов отдельных видов энергии, энергоносителей и топлива может вестись последовательно или параллельно в зависимости от ха­ рактера взаимных связей между ними.

Энергобалансы бывают плановые и отчетные. Плановые составляются на год с разбивкой по кварталам на основе удель­ ных норм расхода энергии и топлива, объема производства с целью обоснования потребности предприятия в различных ви­ дах энергии и топлива с учетом заданий по снижению удельных норм и эффективности тех мероприятий по экономии энергии, которые включены в оргтехплан на данный год. Отчетные ба­ лансы отражают фактические показатели производства и по­ требления энергии. Они служат основой для анализа энергоис­ пользования, выявления источников потерь, оценки резервов экономии и разработки оргтехмероприятий по ликвидации выяв­ ленных недостатков.

5. Энергоэкономические расчеты

Методика расчета себестоимости того или иного вида энер­ гии определяется источником энергоснабжения. При производ­ стве электроэнергии, пара, добыче воды на собственных уста­ новках, их себестоимость калькулируется так же, как и себестои­ мость других видов продукции, производимой заводом, т. е. учитываются все трудовые и материальные затраты, связанные с ее получением.

При получении энергии со стороны в основу определения себестоимости кладутся действующие тарифы. Кроме того, учи­ тываются дополнительные расходы, связанные с содержанием подстанций, внутренних сетей и др.

Электроэнергия для производственных нужд, получаемая со стороны предприятиями с присоединенной мощностью 100 ква и выше, оплачивается по двухставочному тарифу, который состоит из платы за установленную суммарную мощность электродвига­ телей и из дополнительной оплаты за каждый кВт • ч электро­ энергии, учтенной счетчиком, т. е. себестоимость 1 кВт-ч элек­ троэнергии (Сту) равна:

Сw

где Са — постоянная плата за 1 ква присоединенной мощности, руб./год; — присоединенная мощность потребителя, ква; W — количество потребленной электроэнергии, кВт-ч; Сд— дополни­ тельная плата за каждый кВт • ч, учтенный счетчиком, коп/кВт-ч; а — скидка или добавка к тарифу, определяемые величиной coscp, %.

141

Бели cos ер превышает установленное нормальное значение, себестоимость электроэнергии уменьшается за счет соответст­ вующей скидки, а если величина cos ф будет меньше установ­ ленной нормальной величины, себестоимость электроэнергии увеличивается за счет надбавки за оплату. Чем лучше исполь­ зуется установленная мощность и выше cos ф, тем ниже себе­ стоимость электроэнергии. При высоком значении cos ф наи­ меньший расход электроэнергии может быть получен только в том случае, когда мощность установленных двигателей соответ­ ствует потребным нагрузкам.

Сучетом дополнительных затрат, связанных с содержанием,

иобслуживанием подстанции и внутренних сетей (амортизация, текущий ремонт, заработная плата дежурных электриков и др,),

себестоимость 1 кВт-ч электроэнергии будет равна:

С\ѵ

где Сп — расходы на содержание и обслуживание подстанции и внутренних сетей.

Если часть электроэнергии потребляется со стороны, а часть вырабатывается на собственных установках, производится рас­ чет средневзвешенной себестоимости, по которой электроэнер­ гия отпускается внутренним потребителям.

В качестве примера приведем калькуляцию себестоимости электроэнергии. Рассмотрен случай, когда кислородный завод получает электроэнергию со стороны (табл. 17). Как видим, калькуляция состоят из двух частей: платежи энергосистеме и затраты на трансформацию. В первом разделе рассчитывается плановая цена электроэнергии по тарифу, во втором — учиты­ ваются дополнительные расходы.

Себестоимость 1 кВт • ч электроэнергии на производство кис­ лорода и других продуктов разделения воздуха может колебать­ ся в широких пределах. Она зависит от метода покрытия по­ требности, от числа часов использования установленной мощ­ ности энергетических установок, если энергия производится на собственных установках, а также от использования токоприем­ ников во времени и мощности. Чем больше при прочих равных условиях число часов использования установленной мощности, тем ниже себестоимость. Такой характер зависимости объясня­ ется тем, что с повышением использования мощности снижает­ ся удельный вес условно-постоянных расходов в себестоимости электроэнергии, которые не зависят от количества выработан­ ной электроэнергии (затраты на холостой ход агрегатов, амор­ тизационные отчисления, подавляющая часть зарплаты и др.). Поэтому на энергоустановке при разных режимах ее работы себестоимость единицы энергии будет различной.

Себестоимость 1 мгкал пара соответствующих параметров (Сп), получаемого со стороны, с учетом дополнктельных расхо-

142

ная плата обслуживающего персонала, вспомогательные мате­

ные расходы, связанные с эксплуатацией внутризаводских па­

произіводительноістью и экономичностью работы котельной. Она складывается из затрат на топливо, воду, электроэнергию, хи­ мическую очистку воды, заработную плату обслуживающего

143

персонала, затрат на содержание здания и оборудования ко­ тельной и паропроводов (амортизация, текущий ремонт и др.).

При определении себестоимости воды учитываются такие виды затрат, как содержание водонасосной станции, очистных и канализационных сооружений, а также заработная плата с на­ числениями персоналу, обслуживающему эти сооружения. При получении заводом воды из городского водопровода ее себестои­ мость определяется как сумма затрат на оплату потребленной воды по тарифу и затрат, связанных с содержанием водопро­ водной сети.

В случае применения оборотной воды к общим затратам прибавляются затраты по обслуживанию охлаждающих уст­ ройств (градирня, охлаждающий пруд и др.).

6.Анализ работы энергохозяйства

ипути снижения энергетических затрат

Одним из условий повышения уровня организации и эконо­ мики производства является систематическое изучение и выяв­ ление имеющихся в энергохозяйстве и энергопотреблении ре­ зервов.

Анализ работы энергохозяйства предусматривает выявление отклонений от удельных норм расхода топлива, энергии и энер­ гоносителей, установление причин нарушений норм, возможно­ стей сокращения фактического расхода. Он включает в себя изучение вопросов энергоснабжения, энергопотребления и про­ изводственно-хозяйственной деятельности энергоцеха.

При анализе энергоснабжения рассматривается выполнение плана снабжения всеми видами энергии, устанавливаются пере­ бои в подаче и их причины, отклонения от параметров подавае­ мой энергии и топлива, анализируются балансы нагрузок и использования мощностей энергоустановок (котельная, компрес­ сорный цех), число часов максимума нагрузок, удельные рас­ ходы топлива и энергии на единицу продукции, изучаются тех­ нологические процессы с точки зрения повышения их прогрес­ сивности и возможности сокращения потерь энергии при произ­ водстве единицы продукции. На основании обнаруженных по­ терь и причин их возникновения определяются фактический и номинальный балансы энергопотребления, оценивается работа персонала и разрабатываются мероприятия по ликвидации по­ терь и улучшению энергобалансов.

Анализ производственно-хозяйственной деятельности энерго­ цеха и его участков предусматривает выявление степени выпол­ нения ими производственного плана. При этом . анализируются показатели работы генерирующих установок, коэффициенты ис­ пользования их мощности, потери в сетях и трубопроводах, рас­ ход тепла и энергии на собственные нужды, срок и качество ремонтных работ, производительность труда, себестоимость про­ дукции и услуг энергоцеха, участие и степень оперативности в

144

работе по предупреждению и ликвидации всякого рода пере­ боев в энергоснабжении и энергопотреблении со стороны по­ ставщиков и потребителей энергии.

Резервы экономии топлива и анергии на кислородных пред­ приятиях еще значительны. Они скрыты во всех энергетических процессах (производство энергии, ее распределение и потребле­ ние), особенно в процессах потребления, где КПД не превышает 15—20%. В результате экономии топлива, достигаемой в про­ цессе производства энергии, она нередко теряется при своем потреблении. Это связано с недостаточно рациональной систе­ мой энергояормирования и составления экономическій обосно­ ванных энергобалансов агрегатов, цехов и предприятий в целом, не всегда удачным выбором энергоносителей, низким КПД про­ изводственного оборудования, недоиспользованием энергии в технологических процессах.

Основными направлениями дальнейшего сокращения топлив­ но-энергетических затрат являются: а) перевод технологических процессов на рациональные виды и параметры энергоносителей; б) интенсификация производственных процессов; в) использо­ вание вторичных ресурсов; г) уменьшение прямых потерь энер­ гии в оборудовании и сетях; д) улучшение энергетических ре­ жимов работы оборудования и сетей.

Выбор вида и параметров энергоносителя основывается на технико-экономических расчетах, подтверждающих эффектив­ ность использования того или иного энергоносителя для кон­ кретного процесса производства. При этом учитывается не толь­ ко, стоимость каждого из видов энергоресурсов, но и различие в капитальных и эксплуатационных затратах, связанных с при­ менением конкретного энергоносителя.

Большую экономию в топливно-энергетических ресурсах можно получить путем интенсификации производственных про­ цессов (совершенствование технологии, повышение • степени использования грузоподъемности транспортных и погрузочноразгрузочных средств, повышение загрузки оборудования без изменения его технологического режима, автоматизация произ­ водственных процессов, механизация погрузочно-разгрузочных работ, сокращение холостой работы оборудования, уменьшение затрат времени на отогрев, пуск и др.). Например, автоматиче­ ское поддержание уровня жидкости в конденсаторе снижает расход энергии на сжатие воздуха низкого давления на 1%: Автоматизация работы регенераторов уменьшает расход энер­ гии на 0,6% на 1° снижения недорекуперации. Значительное сокращение энергетических затрат может быть получено по­ средством понижения температуры газовой смеси, посылаемой на разделение после ее сжатия в компрессоре. Для этой цели газовая -смесь перед поступлением в блок -разделения подвер­ гается охлаждению в специальных охлаждающих устройствах.

Использование вторичных энергор-есурсов, главным образом тепла -сжатия газов и отработанного пара, является прямым ре-

зервом экономии энергетических затрат. Так, в целях экономии расхода воды и использования тепла сжатия газов в компрессо­ рах, целесообразно отработанную в холодильниках воду или на­ правлять в соответствующие охлаждающие устройства для по­ вторного охлаждения и подачи охлажденной воды насосом сно­ ва в холодильники компрессора (при условии, если затраты на повторное охлаждение воды будут меньшими, чем стоимость свежей воды), или утилизировать тепло сжатия газов, переда­ ваемое в холодильниках воде путем создания за ступенями сжа­ тия «предхолодильников», в которых производится предвари­ тельное охлаждение воздуха за счет передачи тепла воде. Из «предхолодильников» ©оздух в дальнейшем подается в нормаль­ ные холодильники для охлаждения. Получаемая в «предхолодильниках» горячая вода с температурой 60—70° может быть использована для отопления и ряда технологических процессов. Таким методом может быть использовано 35—40% всего тепла сжатия газов, что существенно снизит затраты на энергию и со­ кратит расход воды.

Очевидно, что при строительстве крупных кислородных про­ изводств, комплектуемых компрессорами большой производи­ тельности, следует предусматривать потребителей горячей воды.

Экономия энергии может быть получена при сокращении ее прямых потерь в производственном и энергетическом оборудова­ нии и сетях (снижение потерь на трение у рабочих машин, уменьшение потерь тепла с уходящими газами, конденсатом, ликвидация утечек энергоносителей, сокращение потерь в элек­ тросетях). Все эти потери связаны в основном с неудовлетво­ рительным техническим (эксплуатационным) состоянием обору­

путем организации правильного ухода за ними, высококачест­ венного планово-предупредительного ремонта, регулярной реви­ зии, чистки, профилактического испытания оборудования, улуч­ шения тепловой изоляции блоков разделения и других аппара­ тов и трудопроводов, уплотнения соединений, регулярной про­ верки качества электросетей, состояния контактов токоприем­ ников, сокращения возможных утечек холода;

3.Реконструировать и модернизировать оборудование, имею­ щее значительные прямые потери;

4.Заменять оборудование и приводы, которые по типу, мощ­ ности и характеристикам не соответствуют технологическим и экономическим требованиям.

146

Улучшение экономических режимов производственного и энергетического оборудования — важный резерв экономии энер­ гии. Для этой цели необходимо, чтобы оборудование работало в энергетически выгодных режимах, рационально распределя­ лись задания по выработке продукции или выполнению работ между отдельными энергопотребляющими установками путем ■составления энергетически выгодных графиков работы произ­ водственного и энергетического оборудования.

Среди экономических показателей важное место занимает коэффициент мощности (cos ф), на основании которого устанав­ ливается степень использования и качество эксплуатации элек­

ную способность электросетей. Для получения высоких значе­ ний cos ф при минимальных затратах электроэнергии и опти­ мальных величин присоединенной мощности необходимо си­ стематически поддерживать соответствие мощности электродви­ гателя с потребной его нагрузкой. К таким же результатам приводит увеличение нагрузки трансформаторов.

Внедрение мероприятий по снижению энергетических за­ трат на кислородных производствах должно предусматривать неуклонное повышение термодинамического КПД установок разделения, который в настоящее время не превышает 12— 13%. Как показывает рис. 8, 88,7% энергии идет на компенса­ цию потерь в машинах и аппаратах установок разделения, из них 40,6% теряется при сжатии воздуха в турбокомпрессоре, 48,1%— в аппарате и арматуре блока разделения. Чтобы по­ высить КПД установок, необходимо совершенствовать кон­ струкции блоков разделения и компрессорных машин, наиболее рационально использовать энергию при сжатии и разделении воздуха.

Г л а в а IX

О Р Г А Н И ЗА Ц И Я И П Л А Н И РО ВАН И Е Т Р А Н С П О Р Т Н О Г О Х О З Я Й С Т В А

1. Значение и задачи транспортного хозяйства

Производственный, процесс на кислородных предприятиях связан с перемещением (транспортировкой) сырья, полуфаб­ рикатов, готовой продукции, материалов. По назначению й месту выполняемой работы различают внешний транспорт, с по­ мощью которого доставляется все необходимое предприятию извне и осуществляется вывозка готовой продукции, межцехо­

148