Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Комплексное управление энергопотреблением промышленного предприятия. Монография
.pdf
структурного фактора. В 2000–2014 гг. рост электроемкости наблюдается в отраслях топливной промышленности (4,6 %), цветной
металлургии (11,4 %), в т. ч. КМЭЗ, машиностроении и металлообработке (10,3 %). Рост электроемкости этих отраслей определил
ее повышение в целом, несмотря на то что в отраслях черной металлургии наблюдается снижение данного показателя. В 2005–2014 гг.
наблюдается дальнейший рост электроемкости продукции (на
26,5 %), причем под влиянием структурного фактора – на 28,2 %.
Но если в 2000–2005 гг. электроемкость в среднем увеличилась
на 41,8 %, то в 2005–2010 гг. – лишь на 26,5 %. В этот период во
многих отраслях промышленности заметна тенденция к снижению
уровня электроемкости: в цветной металлургии на 31,5 %, в т.ч.
КМЭЗ. Рост электроемкости продолжается в машиностроении
и металлообработке, топливной промышленности. На незначительную величину увеличилась электроемкость в черной металлургии, в т. ч. на ММК и ЧМК. За рассматриваемый период электроемкость металлургической продукции увеличилась в основном за
счет технологического фактора (на 7,7 % в 1990–1995 гг., 12,6 %
в 1995–2000 гг., 61,9 % в 2000–2005 гг.), и только в 2005–2014 гг.
под влиянием этого фактора произошло снижение электроемкости
на 3,1 %. С другой стороны, в данный период за счет структурного
фактора электроемкость снижалась (на 12,9 % в 1990–1995 гг., на
30,1 % в 1995–2000 гг., на 20,9 % в 2000–2005 гг.), за исключением периода 2005–2014 гг. Это объясняется тем, что в 1990–1995 гг.
быстрее развивались малоэлектроемкие производства, а в 2005–
2014 гг. наблюдались высокие темпы развития более энергоемких
производств металлургии.
Как было отмечено выше, на изменение электроемкости оказывает большое влияние структурный фактор. Рассмотрим влияние этого фактора. В период 1990–1995 гг. происходит снижение
электроемкости на 7,7 %, причем за счет структурного фактора
электроемкость уменьшилась на 12,9 %. Большое снижение электроемкости за счет изменения структуры промышленной продукции происходит в цветной металлургии (28 %), в т. ч. КМЭЗ. В этот
период в цветной металлургии, в т. ч. КМЭЗ, уменьшился удельный
вес продукции таких электроемких производств, как алюминиевое
и электродное.
В 1995–2000 гг. в результате изменения структурного фактора
величина электроемкости промышленной продукции уменьшилась
на 30,1 %, причем большое влияние на ее снижение оказала цветная
91
металлургия, в т. ч. КМЭЗ. В цветной металлургии (в т. ч. Кыштымский медеэлектролитный завод) за это время произошло снижение
удельного веса продукции алюминиевой промышленности, производство вторичных цветных металлов и других отраслей цветной
металлургии.
В 2005–2014 гг. под влиянием структурного фактора электроемкость промышленной продукции увеличилась на 28,2 %, при этом
большое влияние на ее рост оказал структурный фактор топливной
промышленности. В этот период происходит увеличение удельного
веса продукции топливной промышленности.
Таким образом, на величину электроемкости оказывают влияние две основные группы факторов – технические и структурные
[40]. В зависимости от того, какие факторы являются определяющими для отдельных отраслей промышленности в конкретный
период, происходит снижение или увеличение уровня электроемкости промышленной продукции. Степень влияния факторов
в разные периоды развития электрификации в промышленности
различна, что измененяет величину электроемкости продукции отдельных отраслей, отраслевую структуру электроемкости промышленной продукции. Электроемкость валовой продукции промышленности области в течение 1995–2014 гг. снижается. Причем если
в 1995–2000 гг. ее величина снизилась на 0,758 кВтч/ тыс. руб., то
в 2000–2005 гг. – всего на 0,094 кВтч/ тыс. руб., а 2005–2014 гг. –
уже на 0,205 кВтч/ тыс. руб. Факторный анализ электроемкости
валовой продукции промышленных предприятий позволил обнаружить, что снижение трудоемкости валовой продукции уменьшает величину электроемкости, а рост электровооруженности труда
увеличивает электроемкость валовой продукции. В 1995–2000 гг.
электроемкость валовой продукции росла также за счет увеличения доли мощности электромоторов и электроаппаратов в общем
объеме установленных энергетических мощностей и увеличения
числа часов использования энергетических мощностей, в то время как за период 2005–2014 гг. под влиянием этих же факторов
электроемкость продукции снизилась. В 2005–2014 гг. происходит
увеличение числа часов использования установленных энергетических мощностей и уменьшение доли мощностей электромоторов и электроаппаратов в общем объеме. Следует отметить, что
максимальное изменение электроемкости промышленности происходит за счет электровооруженности труда и трудоемкости валовой продукции.
92
Потребность отрасли к 2014 г. возросла на 1,26 % по сравнению
с 1995 г. Наиболее топливоемкими процессами в отрасли остаются
выплавка чугуна (47 %), стали (11,3 %), прокат металла (17,8 %).
Анализ топливопотребления ММК и ЧМК показал, что в 1995–
2014 гг. удельный вес расхода топлива на производство чугуна снизился с 61,0 % в 1995 г. до 46,9 % в 2014 г., что объясняется относительно высокими темпами роста экономии энергоресурсов при
производстве чугуна по сравнению с другими видами продукции.
Снизилась доля расхода топлива на сталеплавильное производство,
удельный вес которого в общем расходе по черной металлургии снизился с 16,7 % в 1995 г. до 11,3 % в 2014 г.
Снижение доли расхода топлива на производство стали обусловлено опережающим развитием конверторного и электрического
переделов стали, удельный расход топлива по которым значительно
ниже, чем в мартеновском [121].
Анализ развития доменного производства предприятий отрасли показал, что оно характеризуется не только высокими темпами
роста выплавки чугуна, но и значительным улучшением техникоэкономических показателей доменной плавки и в первую очередь
ростом производительности печей и снижением расхода кокса.
Считается, что повышение эффективности доменного производства в значительной мере определяется совершенствованием
топливопотребления, поскольку затраты на топливо в себестоимости чугуна составляют около 40 % [94, 123]. Объясняется это большим расходом топлива в доменном производстве и высокой стоимостью кокса.
Потребление кокса на предприятиях черной металлургии ММК
и ЧМК медленно снижается. Вместе с тем при росте выплавки чугуна в 2014 г. по сравнению с 1995 г. почти на 53 % потребление кокса
на эти цели снизилось на 5,2 %. Этому способствовало значительное
снижение расхода кокса на 1 т чугуна.
Доля передельного чугуна в общей выплавке чугуна на металлургических предприятиях увеличилась за 1995–2014 гг. почти
на 6,2 %, доля литейного чугуна уменьшилась более чем на 4,5 %,
производство доменных ферросплавов прекратилось. В сравнении
с общероссийской структурой в целом сортамент выплавляемого
на предприятиях области чугуна более благоприятен с точки зрения расхода кокса.
Насколько неблагоприятно влияет на суммарный расход топлива в доменном производстве ММК и ЧМК значительная доля
93
литейных чугунов и доменных ферросплавов, видно из того, что на
1 т литейного чугуна в 2014 г. расходовалось 671 кг кокса, на 1 т доменных ферросплавов – около 1700 кг, а на 1 т передельного чугуна – только 485 кг.
Для современного доменного производства характерно увеличение размеров строящихся печей, увеличение их объема при реконструкции и вывод небольших агрегатов устаревших конструкций.
Укрупнение доменных печей предприятий является существенным
резервом экономии кокса [92] . Так, по 15 доменным печам отрасли объемом около 1400 м
3
средний расход кокса составил в 2014 г.
480 кг/т, в то время как на остальных печах меньшего объема –
634,5 кг/т передельного чугуна.
Доменное производство ММК и ЧМК характеризуется высокой степенью интенсификации процессов. Широко используется
высокотемпературное дутье, обогащенное кислородом в сочетании
с природным газом. Форсированный режим доменной плавки позволяет снизить удельные потери тепла и унос тепла со шлаком и газом. Важнейшим интенсификатором доменного производства является кислород, применение которого неуклонно возрастает. Так,
если в 1995 г. доля выплавляемого чугуна с применением кислорода
составляла 12,7 % , то в 2014 г. она составила 96,3 %.
Повышение давления газов под колошником и температура дутья
на предприятиях черной металлургии области в среднем ниже, чем
по отрасли РФ. Повышенное давление газа применяется в 19 печах,
в том числе в 15 печах оно превышает 1 ати. С применением повышенного давления в 2014 г. выплавлено 100 % чугуна, в том числе
с давлением более 1 ати – 96,6 %. Средняя годовая температура доменного дутья в 2014 г. составила около 1000 °С (максимальная –
1162 °С), что относительно ниже, чем по РФ в целом [92].
Перечисленные факторы позволили снизить расход кокса
в среднем по отрасли до 625,6 кг/т чугуна, в то время как на крупном ЧМК расход кокса составил 453 кг/т чугуна. Расход условного топлива на 1 т выплавляемого чугуна в 1995–2014 гг. снизился
с 865,4 кг у.т./т до 630 кг у.т./т чугуна. Для сравнения следует отметить, что в целом по РФ расход условного топлива составил 645 кг
у.т./т чугуна в 2000 г. и с 1990 по 2000 г. снизился лишь на 0,2 %.
В то же время в области снижение удельного расхода топлива составило 15,9 %.
Анализ развития мартеновского производства металлургических
предприятий показал, что оно характеризуется высокими темпами
94
роста выплавки стали и улучшением технико-экономических показателей. Уровень топливопотребления в мартеновском производстве тесно связан с НТП, с развитием которого обеспечивается
улучшение использования химического тепла чугуна, что способствует повышению эффективности использования тепла, вводимого в процесс с топливом [121].
В 1995–2014 гг. удельный расход топлива на выплавку мартеновской стали на металлургических заводах ММК и ЧМК значительно
снизился. Так, в 1995 г. удельный расход условного топлива составил 158,7 кг/т, а в 2014 г. – 115,6 кг/т. Доля топлива, расходуемого
на выплавку мартеновской стали, по отношению к общему расходу
в отрасли снизилась за этот же период с 6,2 до 5,7 %. Основные причины значительного снижения удельного расхода топлива на выплавку мартеновской стали – рост выплавки с применением кислорода (с 45,4 до 70,2 %) и природного газа (с 60,3 до 96,4 %).
Анализ производства предприятий показывает, что при росте
выплавки мартеновской стали за 1995– 2014 гг. на 38,4 % выплавка мартеновской стали с применением природного газа возросла на
121,6 %, а с применением кислорода – на 115,3 %. Удельный расход природного газа на выплавку всей мартеновской стали в связи
с расширением его применения увеличился на 31,6 %, а удельный
расход кислорода – в 1,2 раза. Применение кислорода для интенсификации горения углерода в мартеновской печи при определенном
увеличении скорости завалки шихты позволяет повысить производительность печей и сократить расход топлива на 11–15 % [92, 121].
Снижению удельного расхода топлива на выплавку мартеновской стали способствовало улучшение организации труда в мартеновских цехах ММК и ЧМК, которое привело к снижению простоев
печей, особенно холодных простоев. Простои мартеновских печей
снизились за 1990–2014 гг. с 9,2 до 7,7 % (к календарному времени). На снижение удельного расхода топлива оказало также влияние укрупнение мартеновских печей. Средняя площадь пода одной
мартеновской печи увеличилась с 72,2 м
2
в 1995 г. до 77,8 в 2014 г.
[92, 121].
В свою очередь, увеличился и среднесуточный съем стали с 1 м2
площади пода (в 1995 г. он составил 8,4 т, в 2014 г. – 10,8 т). Таким
образом, рост производительности труда на мартеновских печах
предприятий способствовал снижению удельного расхода топлива.
Для сравнения отметим, что по стране удельный расход условного
топлива на выплавку мартеновской стали составил 141,7 кг у.т./т
95
в 2014 г., с 1995 по 2014 г. снизился на 10 %. В то же время в области
снижение удельного расхода топлива составило 27,2 %. Удельный
расход на выплавку мартеновской стали в 2014 году на предприятиях области на 18,4 % ниже, чем по РФ в целом.
Вторым по величине потребителем топлива в промышленности
области остаются тепловые электростанции (ТЭС). На их долю приходится более 23 % суммарной потребности. При этом следует отметить, что темпы роста потребления топлива на ТЭС значительно
выше, чем по народному хозяйству области в целом. Так, в 2014 г.
суммарная потребность области в топливе по сравнению с 1995 г.
возросла в 1,3 раза, а электроэнергетики – в 1,6 раза.
По данным сводного ТЭБ области за 2014 г., удельный расход
топлива на отпущенные киловатт-час составил 319,8 г у.т. и гигакалорию тепла 174,3 кг у.т. Для сравнения следует отметить, что по
стране в целом удельный расход топлива на отпущенный киловаттчас в 2014 г. составил 328,6 г у.т., и с 1995 по 2014 г. снизился на 11 %.
В то время в области снижение составило 17 %. Удельный расход
топлива на отпущенную гигакалорию тепла по стране в целом составил в 2014 г. 174 кг у.т., то есть с 2000 по 2014 г. снизился на 1,6 %.
В области снижение удельного расхода составило за этот период 7 %.
Достижение указанных расходов топлива на единицу электрической и тепловой энергии получено в результате увеличения выработки электроэнергии на мощных блоках, за счет реконструкции
малоэкономичных электростанций и увеличения доли выработки
электрической энергии теплофикационными агрегатами на тепловом потреблении.
Достигнутые масштабы металлургического производства, уровень его технического развития, постепенное исчерпание экстенсивных факторов роста производства, необходимость обеспечения
соответствующих условий труда работающих требует возрастания
роли качественных факторов производства, связанных с дальнейшим повышением уровня и темпов электрификации предприятий
отрасли. Это диктуется объективными условиями возрастания
роли энергетического фактора в условиях инноваций НТП и формированием устойчивого конкурентного преимущества на товарных рынках.
Блок 26 (анализ корреляционно-регрессионных связей энергоэкономических показателей). Корреляционный метод позво-
ляет количественно измерить тесноту связи между экономическими и энергоэкономическими показателями. При помощи
96
коэффициентов корреляции следует проранжировать силу связи
между анализируемыми показателями: сильная связь (R = 0,99–0,75),
средняя (R = 0,74–0,52), отсутствие связи (R = 0,5–0,30). Знание
тесноты связи между энергоэкономическими показателями (характеристиками) и факторами позволяет прогнозировать ряд показателей и на этой основе активно воздействовать на формирование
энергопотребления и качества формирования баланса.
Данные матрицы связей энергоэкономических показателей промышленности позволяют обнаружить, что во многих отраслях промышленности (топливная, черная металлургия, в т. ч. ММК и ЧМК,
имеет место сильная связь электроемкости с трудоемкостью валовой продукции, в цветной же металлургии (в т. ч. Кыштымский
медеэлектролитный завод), обнаружена слабая связь. Связь не обнаружена только в машиностроении (Автомобильный завод «Урал»,
Челябинский механический завод). По-другому взаимосвязаны
электроемкость и электровооруженность труда. Здесь только в машиностроении (Автомобильный завод «Урал», Челябинский механический завод), наблюдается сильная связь, тогда как в большинстве отраслей промышленности: топливная, черная металлургия
(ММК и ЧМК) связь слабая, а в цветной металлургии (Кыштымский медеэлектролитный завод) связь не обнаружена. С остальными факторами (время использования установленных мощностей
энергетического оборудования, доля мощности электромоторов
и электроаппаратов в общем объеме энергетических мощностей)
связь с электроемкостью продукции во многих отраслях промышленности не обнаружена. Только в топливной промышленности
имеет место слабая связь со временем использования установленных мощностей энергетического оборудования. В машиностроении
(Автомобильный завод «Урал», Челябинский механический завод),
отмечена сильная связь электроемкости продукции с долей мощности электромоторов и электроаппаратов в общем объеме энергетических мощностей.
Следует отметить также, что электропотребление во многих отраслях промышленности тесно связано с валовой продукцией. Исключение составляет топливная промышленность.
Отраслей промышленности с сильной связью темпов роста общего электропотребления с темпами роста электропотребления
на технологические процессы меньше. Это цветная металлургия
(Кыштымский медеэлектролитный завод), машиностроение (Автомобильный завод «Урал», Челябинский механический завод).
97
В черной металлургии связь слаба, а в топливной промышленности
связь не обнаружена.
Связь между темпами роста общего электропотребления и темпами роста электропотребления на хозяйственные нужды во многих
отраслях промышленности не обнаружена. Имеет место сильная
связь этих темпов только в машиностроении (Автомобильный завод
«Урал», Челябинский механический завод).
Анализ данных позволяет сказать, что в 1990–1995 гг. темпы роста производительности труда отставали от темпов потенциальной
и фактической электровооруженности труда. В 2000–2005 гг. произошло опережение темпов роста производительности труда. В этот
период зафиксировано наименьшее снижение электроемкости валовой продукции. В 2000–2014 гг. наблюдается некоторое опережение темпов роста потенциальной и фактической электровооруженности труда.
С 1995 по 2014 г. производительность труда в промышленности
области возросла в 2,22 раза, потенциальная электровооруженность труда увеличилась в 1,4 раза, а фактическая электровооруженность – в 1,38 раза, что свидетельствует о сдерживании темпов электрификации промышленного производства.
Анализ структуры электровооруженности труда на металлургических предприятиях позволяет сделать вывод, что за 1990–
1995 гг. темпы роста общей электровооруженности труда отставали от темпов роста хозяйственной электровооруженности труда.
За 1995–2000 гг. темпы роста общей электровооруженности труда
опережали рост силовой и хозяйственной электровооруженности.
За 2000–2014 гг. наблюдается опережение темпов роста общей электровооруженности труда над ростом технологической, а за 2005–
2014 гг. – над темпами роста силовой и технологической электровооруженностью труда. Таким образом, в 1990–1995 гг. темпы роста
фактической электровооруженности труда опережали рост производительности труда за счет силовой и технологической составляющих, а за 2005–2014 гг. – за счет технологической и хозяйственной
электровооруженности труда. Отставание темпов роста фактической электровооруженности труда от роста производительности
труда за 1995–2000 гг. обусловлено замедлением роста силовой и хозяйственной электровооруженности труда. За 2005–2014 гг. темпы
роста фактической общей электровооруженности труда отставали
от темпов роста производительности труда из-за замедления темпов
технологической электровооруженности.
98
Следует отметить, что с 1995 по 2014 гг. наблюдается наибольший рост хозяйственной электровооруженности труда (на 41,42 %),
тогда как силовая электровооруженность увеличилась на 39,42 %,
технологическая – на 33,06 %, а общая электровооруженность труда
промышленности в целом возросла на 37,75 %.
Блок 27 (анализ вредных выбросов в атмосферу). Решение проблемы охраны окружающей среды тесно связано с анализом энергопотребления и формирования ТЭБ предприятия. Ограниченность
наиболее экономичных видов топлива на каждом этапе формирования баланса постоянно приводит к тому, что в него втягиваются
более низкие по качеству марки. Такая тенденция неблагоприятно
воздействует на окружающую среду, потому что количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в результате сжигания
топлива, прямо зависит от его вида и качеств (при неизменном
уровне очистки выбросов).
Электроэнергетика является отраслью народного хозяйства,
отрицательное воздействие которой на окружающую среду очень
значительно. На современных конденсационных электростанциях
только 35–40 % исходной энергии органического топлива превращается в электроэнергию, а большая часть ее рассеивается в окружающую среду в виде горючих газов и подогретой воды. В восьмидесятые годы прошлого столетия выбросы электростанций страны
уже составили около 25 % вредных выбросов от стационарных источников в целом [14, 110]. Несовершенство законодательно-правовой системы не позволяет сегодня сформировать эффективный
экономический механизм, который бы обеспечивал металлургическое производство необходимыми инвестициями для защиты окружающей среды при производстве и потреблении энергии.
В этих условиях задача анализа формирования баланса сводится
к определению влияния валовых выбросов вредных веществ от сжигания топлива и выделения СО
на качество ТЭБ. Возможности сни-
2
жения влияния валовых выбросов вредных веществ на качество ТЭБ
связаны с достижением научно обоснованных нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) в регионе. На абсолютную величину валовых выбросов влияют степень использования ВЭР, замкнутость производственного цикла, технология производства, вид
и качество ТЭР, тип, КПД и капиталоемкость очистных устройств.
В перечисленных направлениях следует проводить мероприятия по снижению влияния валовых выбросов и выделения СО2 и их
влияние на качество ТЭБ. Комплексные мероприятия по охране
99
воздушного бассейна региона дают хорошие результаты, однако
здесь следует использовать и отдельные мероприятия: изменение
абсолютного объема топливопотребления как результат комплексного анализа выявления резервов экономия ТЭР и целенаправленное изменение структурных сдвигов в ТЭБ. Для выявления степени
влияния каждого фактора предлагается использовать индексный
метод по трем ингредиентам (окислы серы, азота и золы) [6, 7, 14,
105]. Валовые выбросы окислов серы, азота и золы определяются
расчетным путем с использованием средневзвешенных удельных
выбросов, разработанных НИИ комплексных топливно-энергетических проблем. Анализ вредных выбросов предполагает расчет
и сравнение концентрации вредных веществ по трем ингредиентам
для электростанций региона с ПДК (форма СН-З69-74). Сегодня
существует проблема сокращения выбросов СО
, которую можно
2
решить за счет повышения эффективности современных технологических процессов, использующих ископаемое топливо, и тем самым увеличить количество энергии, вырабатываемой на единицу
выбрасываемогоСО2.
Блок 28 (анализ динамической оценки качества ТЭБ). Важное
место в системе комплексного экономического анализа ТЭБ промышленного предприятия занимает анализ динамической оценки
качества энергетического баланса, при помощи которого делается
вывод об оптимальном формировании и развитии энергопотребления на предприятии на основе качественного и количественного
анализа системы энергоэкономических показателей. Принимая во
внимание, что оценка качества ТЭБ предприятия есть сложный,
многофакторный процесс, встает необходимость определения его
эффективности.
Для лучшего представления структуры затрат, которые требуют
для всего процесса формирования необходимого уровня качества
баланса, необходимо определить как составляющие самого процесса с точки зрения возникновения затрат, так и источники ресурсов,
необходимых для его реализации.
Блоки: 1 – анализ добычи первичных топливных ресурсов; 4 –
анализ ТЭР для производства электроэнергии; 16 – анализ внутренних запасов и сальдо внешнего оборота ТЭР баланса региона; 17 –
анализ потерь прямого неиспользования ТЭР; 19 – анализ спроса
и предложения ТЭР; 27 – анализ вредных выбросов в атмосферу
и выделение СО2 являются предметом мониторинга и анализа координационного совета по реализации энергетической политики для
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]