- •В качестве учебного пособия
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Организация управления энергозатратами предприятия
- •1.1 Цель и содержание энергосбережения
- •1.2 Управление энергопотреблением
- •Энергорасточительство
- •2. Методика оценки и выбора энергосберегающих мероприятий по критерию очередности
- •3 Обследование технологического процесса изготовления детали с целью снижения энергоемкости (Пример решения задачи эвристическим методом)
- •4 Определение энергозатрат в технологическом процессе производства детелей на машиностроительном предприятии
- •Заключение
- •443086 Самара, Московское шоссе, 34.
- •443086 Самара, Московское шоссе, 34.
4 Определение энергозатрат в технологическом процессе производства детелей на машиностроительном предприятии
На рис.3а, 3б, 3в представлена схема технологического процесса производства детали. Технологическая цепочка включает в себя 12 позиций: 1-я укрупненная позиция выделена как заготовительный цех, остальные представлены конкретными операциями обработки детали.
Потребляемыми энергоресурсами являются:
электроэнергия (на всех этапах) - Эw, кВт∙ч ;
топливо – газ (в среднетемпературной печи нагрева) - Эт, т.у.т (тонна условного топлива).;
сжатый воздух (пневмоинструмент, воздушный молот) Эв, мн3;
тепло (отопление и горячее водоснабжение цеха) – Этепл, Гкал (кВт∙ч).
Целью анализа для данной технологической линии является определение фактического энергопотребления и соответственно оценки энергоемкости продукции.
Полученные значения энергоемкости сравниваются с аналогичными данными предыдущего периода и данными по аналогичным производствам в отрасли.
При обследовании производятся замеры расходов энергоносителей по приборам (при их наличии), т.е. они определяется по счетчику, на партию деталей – Эw, кВт∙ч (или одну деталь).
Если приборы отсутствуют или измерение невозможно выполнить по той или иной причине, то энергопотребление оценивается по мощности оборудования с учетом коэффициента загрузки, времени работы, степени износа и т.п.
Для сжатого воздуха используются следующие расчетные формулы:
Эв = Gв ∙ eв [кВт∙ч], (4.1)
где Gв – расход воздуха по расходомеру на промежуток времени на партию заготовок, в пересчете на мн3, eв – удельная энергоемкость воздуха, кВт∙ч/мн3
Если воздух покупной, то энергоемкость определяется по следующей формуле:
Эв = 0,123 ∙ Gв ∙ Цв/Цт.у.т [кВт∙ч] ], (4.2)
где ЦВ , Цт.у.т. стоимость 1м3 сжатого воздуха и 1 тонны условного топлива, соответсвенно.
Для топлива, используемого в процессе производства, применяются следующие расчетные формулы:
Эт = Gт ∙ Нu/Ну.т, т.у.т. (4.3)
или
Эт = 0,123∙Gт∙Нu/Ну.т, кВт∙ч (4.4)
где Нu , Hу.т. – теплотворные способности топлива и условного топлива [Дж/кг].
Энергоемкость в процессе подготовки под закалку определяется либо по мощности печи с учетом фактических затрат времени, либо по массе садки с учетом времени цикла, температуры нагрева и КПД:
Эw = М∙с (tн – tо) / ηп , (4.5)
где М – масса садки, с - теплоемкость материала заготовок, tн , tо – температура нагрева и начальная температура заготовок, ηп – КПД печи.
Энергоемкость процесса закалки определяется мощностью Р ванны с учетом фактического времени работы на партию деталей τ и кратности включения нагревателей К:
Эw = Р ∙ τ ∙ К. (4.6)
Параллельно затраты ТЭР определяются по нормативам для каждой операции. Результаты представляются в виде полных затрат энергии по видам на партию продукции, удельных затрат на единицу продукции, удельных затрат в денежном выражении по видам ТЭР и удельных затрат в единых энергетических единицах. Для этого используются формулы 4.6, 4.7, 4.8, 4.9.
Последняя форма представления не подвержена конъюнктуре тарифов и является по сути самой объективной характеристикой.
Периодическое проведение подобного анализа по технологическим цепочкам, цехам, производствам и предприятию в целом дает возможность проводить правильную энергетическую политику, что относится к функциям служб энергоменеджмента.
Формулы расчета энергозатрат на единицу продукции:
(3.6)
4.7
,
где N
–количество деталей в
партии,
-
количество всего номенклатурного ряда
деталей, выпускаемых одновременно с
исследуемой партией деталей, для которых
обследуется их технологический процесс.
Формулы расчета энергозатрат на единицу продукции в денежном выражении по тарифам потребителя:
(3.7)
4.8
,
где рW, рТ,, рв, ртепл – тарифы на электроэнергию, топливо, сжатый воздух и отопление соответственно.
Полная энергоемкость на единицу продукции в денежном выражении по текущим тарифам определяется выражением:
,
(4.9)
Полная энергоемкость в энергетических единицах рассчитывается следующим образом:
(4.10)
На основании данных, полученных при помощи такого анализа энергоэкономических показателей, могут быть выявлены наиболее проблемные и, в тоже время, перспективные, с точки зрения энергосбережения, элементы производственного цикла.
Данная методика позволяет проводить энергообследование на достаточно высоком качественном уровне, не прибегая к детальному изучению элементов технологического процесса. При этом исключается появление ошибочных выводов относительно постановки задачи энергосберегающих мероприятий. В таблицах 4.1 и 4.2 представлены индивидуальные задания по расчету энергоемкости единицы продукции в соответствующих технологических процессах.
Таблица 4.1
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||
Кол-во деталей, шт. |
100 |
50 |
140 |
160 |
200 |
10 |
||||
Позиция обработки детали (участок обработки) |
1 |
Заготов. цех |
|
Эл. энергия |
3,5 Квт∙ч |
18,5 Квт∙ч |
6,5 Квт∙ч |
12 Квт∙ч |
25Квт∙ч |
- |
Время, мин. |
30 |
10 |
25 |
19 |
48 |
- |
||||
Сжат. воздух |
22м3 |
31м3 |
15м3 |
0,5м3/дет. |
89м3 |
- |
||||
|
||||||||||
2 |
Термич. обраб. |
Эл. энергия |
- |
2,1 Квт∙ч |
11,1 Квт∙ч |
8,6 Квт∙ч |
- |
37 Квт∙ч |
||
Время, мин. |
- |
20 |
18 |
28 |
- |
50 |
||||
Топливо |
- |
100кг |
180кг |
75кг |
- |
120кг |
||||
3 |
Ковка |
|
Эл. энергия |
5,7 Квт∙ч |
- |
15 Квт∙ч |
7,7 Квт∙ч |
12Квт∙ч |
8,7 Квт∙ч |
|
Время, мин. |
15 |
- |
20 |
10 |
45 |
25 |
||||
Сжат. воздух |
30м3 |
- |
100м3 |
45м3 |
65м3 |
20м3 |
||||
4 |
Обдирка |
|
Эл. энергия |
6,5 Квт∙ч |
25 Квт∙ч |
- |
12,5 Квт∙ч |
24Квт∙ч |
6,5Квт∙ч |
|
Время, мин. |
30 |
25 |
- |
45 |
5 |
30 |
||||
5 |
Токарн. обраб.I |
|
Эл. энергия |
10 Квт∙ч |
41 Квт∙ч |
40 Квт∙ч |
23 Квт∙ч |
60 Квт∙ч |
12 Квт∙ч |
|
Время, мин. |
30 |
16 |
22 |
14 |
48 |
20 |
||||
6 |
Фрезеровка- |
|
Эл. энергия |
5 Квт∙ч |
15 Квт∙ч |
11 Квт∙ч |
- |
15 Квт∙ч |
- |
|
Время, мин. |
42 |
35 |
25 |
- |
21 |
- |
||||
Сжат. воздух |
0,2м3/дет. |
0,6м3/дет. |
12м3 |
- |
0,6м3/дет. |
- |
||||
7 |
Сверление |
|
Эл. энергия |
- |
14,5 Квт∙ч |
25 Квт∙ч |
16 Квт∙ч |
9,5 Квт∙ч |
28,5 Квт∙ч |
|
Время, мин. |
- |
14 |
5 |
25 |
5 |
15 |
||||
Сжат. воздух |
- |
0,1м3/дет. |
0,05м3/дет. |
0,6м3/дет. |
0,4м3/дет. |
6м3 |
||||
8 |
Токарн. обраб.II |
|
Эл. энергия |
18 Квт∙ч |
35 Квт∙ч |
- |
8 Квт∙ч |
42 Квт∙ч |
28Квт∙ч |
|
Время, мин. |
12 |
21 |
- |
7 |
19 |
22 |
||||
9 |
Нагрев под закалку |
|
Эл. энергия |
12 Квт∙ч |
18 Квт∙ч |
46 Квт∙ч |
10 Квт∙ч |
32 Квт∙ч |
65Квт∙ч |
|
Продолжение
таблицы 4.1 |
85 |
60 |
120 |
25 |
35 |
25 |
||||
10 |
Закалка |
|
Эл. энергия |
8 Квт∙ч |
17 Квт∙ч |
8 Квт∙ч |
8 Квт∙ч |
28 Квт∙ч |
24Квт∙ч |
|
Время, мин. |
45 |
60 |
70 |
50 |
45 |
25 |
||||
11 |
Шлифо-вание |
|
Эл. энергия |
3,4 Квт∙ч |
4,8 Квт∙ч |
6 Квт∙ч |
3,4 Квт∙ч |
87Квт∙ч |
17 Квт∙ч |
|
Время, мин. |
20 |
24 |
10 |
15 |
30 |
16 |
||||
12 |
Обработка холодом |
|
Эл. энергия |
15 Квт∙ч |
- |
80Квт∙ч |
100 Квт∙ч |
- |
45Квт∙ч |
|
Время, мин. |
50 |
- |
30 |
15 |
- |
10 |
||||
Таблица 4.2
Вариант |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||||
Кол-во деталей, шт. |
300 |
60 |
250 |
500 |
80 |
17 |
||||
Позиция обработки детали (участок обработки) |
1 |
Заготов. цех |
|
Эл. энергия |
7Квт∙ч |
6Квт∙ч |
22Квт∙ч |
- |
4,5Квт∙ч |
1Квт∙ч |
Время, мин. |
40 |
15 |
21 |
- |
40 |
10 |
||||
Сжат. воздух |
52м3 |
28м3 |
55м3 |
- |
14м3 |
6м3 |
||||
|
||||||||||
2 |
Термич. обраб. |
Эл. энергия |
9,6Квт∙ч |
11Квт∙ч |
23Квт∙ч |
4,1Квт∙ч |
26Квт∙ч |
8Квт∙ч |
||
Время, мин. |
38 |
19 |
33 |
45 |
10 |
30 |
||||
Топливо |
80 м3 |
15м3 |
30м3 |
25м3 |
40м3 |
65м3 |
||||
3 |
Ковка |
|
Эл. энергия |
23Квт∙ч |
21,2Квт∙ч |
13Квт∙ч |
9Квт∙ч |
5,9Квт∙ч |
15Квт∙ч |
|
Время, мин. |
25 |
25 |
45 |
66 |
35 |
24 |
||||
Сжат. воздух |
24м3 |
20м3 |
60м3 |
10м3 |
20м3 |
24м3 |
||||
4 |
Обдирка |
|
Эл. энергия |
5,5Квт∙ч |
10Квт∙ч |
13,5Квт∙ч |
9,5Квт∙ч |
13,5Квт∙ч |
4,5Квт∙ч |
|
Время, мин. |
25 |
11 |
12 |
7 |
32 |
40 |
||||
5 |
Токарн. обраб.I |
|
Эл. энергия |
14Квт∙ч |
- |
10Квт∙ч |
13Квт∙ч |
20Квт∙ч |
40Квт∙ч |
|
Время, мин. |
30 |
- |
25 |
40 |
20 |
25 |
||||
6 |
Фрезеровка- |
|
Эл. энергия |
44Квт∙ч |
12Квт∙ч |
35Квт∙ч |
56Квт∙ч |
35Квт∙ч |
65Квт∙ч |
|
Продолжение
таблицы 4.2 |
32 |
26 |
42 |
32 |
12 |
22 |
||||
Сжат. воздух |
0,8м3/дет. |
0,6м3/дет. |
0,4м3/дет. |
0,4м3/дет. |
0,6м3/дет. |
0,1м3/дет. |
||||
7 |
Сверление |
|
Эл. энергия |
14,5Квт∙ч |
19,5 Квт∙ч |
13,5 Квт∙ч |
16,5Квт∙ч. |
13,5 Квт∙ч |
14Квт∙ч |
|
Время, мин. |
25 |
21 |
25 |
6 |
9 |
15 |
||||
Сжат. воздух |
0,5м3/дет. |
0,7м3/дет. |
0,6м3/дет. |
0,4м3/дет. |
0,7м3/дет. |
0,6м3/дет. |
||||
8 |
Токарн. обраб.II |
|
Эл. энергия |
- |
68Квт∙ч |
73Квт∙ч |
13Квт∙ч |
38Квт∙ч |
16Квт∙ч |
|
Время, мин. |
- |
42 |
26 |
16 |
45 |
68 |
||||
9 |
Нагрев под закалку |
|
Эл. энергия |
13Квт∙ч |
44Квт∙ч |
- |
44Квт∙ч |
- |
52Квт∙ч |
|
Время, мин. |
41 |
35 |
- |
65 |
- |
35 |
||||
10 |
Закалка |
|
Эл. энергия |
27Квт∙ч |
21Квт∙ч |
- |
36Квт∙ч |
- |
12Квт∙ч |
|
Время, мин. |
45 |
15 |
- |
25 |
- |
15 |
||||
11 |
Шлифо-вание |
|
Эл. энергия |
- |
23Квт∙ч |
33Квт∙ч |
- |
6,6Квт∙ч |
- |
|
Время, мин. |
- |
36 |
18 |
- |
11 |
- |
||||
12 |
Обработка холодом |
|
Эл. энергия |
35Квт∙ч |
- |
45Квт∙ч |
19Квт∙ч |
25Квт∙ч |
- |
|
Время, мин. |
20 |
- |
30 |
16 |
18 |
- |
||||
