7.3. Организация энергетического хозяйства

Энергетическое хозяйство (ЭХ) – это совокупность общезаводских и цеховых подразделений, занятых приобретением, производством, преобразованием, распределением и использованием всех видов энергетических ресурсов на производственные и хозяйственные нужды, а также ремонтом и техническим обслуживанием энергетического оборудования предприятия.

Главная задача ЭХ – обеспечить бесперебойное снабжение энергоресурсами все звенья предприятия. Основная задача – обеспечить надежную работу энергоустановок предприятия. Внутренняя задача – создать условия для планомерного и рационального энегообслуживания.

Направления и объекты обслуживания ЭХ можно классифицировать по следующим трем признакам:

1) по назначению (технологические; нетехнологические);

2) по источнику или виду энергоносителя (электричество; пар; вода горячая и холодная; сжатый воздух; природный газ; жидкое и твердое топливо и т.д.);

3) по объекту обслуживания или обеспечения (в целом предприятие; цех или служба; рабочее место).

Технологические процессы, обслуживаемые ЭХ, подразделяются на силовые, высокотемпературные, средне- и низкотемпературные.

Силовые процессы потребляют механическую энергию, полученную из электрической (обработка металла резанием и давлением) или тепловой.

Высокотемпературные процессы протекают при температуре свыше 500⁰С при плавке металла, сварке, нагреве металла в термических печах и т.д.

Среднетемпературные процессы протекают при температуре 100 – 500⁰С при горячей ковке и штамповке металла.

Низкотемпературные процессы протекают при температуре до 100⁰С при сушке форм и стержней при изготовлении литья.

Состав и структура ЭХ зависит от типа производства, специфически схем энергоснабжения, видов потребляемой энергии и энергоносителей. На уровне предприятия в ЭХ включаются сооружения, передаточные устройства и установки воде, тепло и электрообеспечения, преобразования и распределения общезаводского назначения. На уровне цеха объектами обслуживания ЭХ являются первичные энергоприемники и энергопотребители по рабочим местам (печи, станки, молоты, транспортные средства и т.д.), а также общецеховые и внутрицеховые преобразователи и распределители.

ЭХ на предприятии возглавляет главный энергетик. Структура управления службы ЭХ крупного предприятия приведена на следующей схеме:

Главный энергетик

Зам. по энергопотреблению

Бюро планово –предупредительных ремонтов

Бюро энергоиспользования

Лаб. Электроиспытаний

Конструкторское бюро

Энергетические цехи (водо-обеспечения, теплосиловой, вентиляции, электросиловой)_ др.)

Цех связи и цех контролльно- измерительных приборов

Склад запасных частей

Диспетчирование энергопотребления осуществляется на уровне завода или энергетических цехов.

Определение потребности в энергоресурсах выполняет служба энергетического хозяйства ведется на основе построения энергетических балансов с использованием статистического (косвенного) и/или аналитического (прямого) метода.

Энергетические балансы машиностроительного предприятия классифицируются:

1. по периодам (нормативные, плановые, отчетные);

2. по видам энергоносителей (виды топлива, природный газ, пар, горячая и холодная вода, сжатый воздух);

3. по масштабу решаемых задач (агрегат, участок, цех, предприятие в целом);

4. по целевому назначению (основные и вспомогательные технологические процессы; хозяйственно-бытовые нужды);

5. по способам разработки (опытный, составленный на основе измерений расхода; расчетный; статистический).

Организационным инструментом обоснования и рационализации потребления энергетических ресурсов является норма их расхода. Норма расхода – это максимально допустимое количество потребляемой энергии для производства единицы продукции или работы установленного качества и запланированных организационно-технических условий производства.

Нормы расхода энергетических ресурсов классифицируются:

- по масштабу применения (индивидуальные, групповые);

- по составу (технологические, общепроизводственные);

- по времени действия (годовые, квартальные, месячные);

- по методу обоснования (опытно-статистические, расчетно-аналитические).

При статистическом методе по отчетным данным определяется расход энергоресурсов на 1000 часов работы оборудования или 1000 руб. выпуска продукции, на которых использовался этот энергоресурс, который далее умножается соответственно на плановый объем работы часов оборудования или выпуска продукции.

По нормам энергообеспечения объектов энергопотребления расход энергоресурсов постоянного пользования на общехозяйственные нужды определяется по формуле:

Э_Р.ПП =

где Эoxk – расход энергоресурса на общехозяйственные нужды за год на k-м объектов энергопотребления;

Tиk – период использования годового действительного фонда времени на k-м объектов энергопотребления, год;

k = 1, 2, … , m – количество объектов энергопотребления.

В массовом и серийном производстве годовой расход энергоресурса ода определяется по формуле:

Э_Р =

где Эpi – норма расхода энергоресурса на одну (100 или 1000) деталь (изделие);

Qi – годовой объем выпуска i – х деталей (изделий), шт.;

i = 1, 2, … , n – число наименований деталей (изделий).

В единичном и мелкосерийном производстве годовой расход энергоресурса определяется по формуле:

Э_Р =

где Эpj – норма расхода инструмента на 1000 работы j – го типа оборудования;

Fj – годовой фонд работы единицы j – го типа оборудования;

j = 1, 2, … , m – перечень типов оборудования.

Нормы расхода энергоресурсов устанавливаются на основе энергетических балансов:

Э_Р = Э_П + Э_ПОТ,

где Э_П – полезное потребление энергоресурса;

Э_ПОТ – потери энергоресурса при потреблении.

Потери энергоресурсов можно снизить как за счет выбора оптимальных режимов процессов энергопотребления, так и использования вторичных энергоресурсов (ВЭР).

Энергетический баланс строится на основе разработанных схем материальных и энергетических потоков, энергетических характеристик оборудования и данных о расходе энергоносителей, оценки данных системы их учета и контроля.

Анализ энергетических балансов на предприятии ведется по следующим направлениям:

1. исследование структуры поступления и потребления энергоресурсов и энергоносителей;

2. определение показателей эффективности энергоиспользования;

3. расчет обобщающих показателей состояния и развития ЭХ.

Структура баланса и его специфика оценивается по следующим направлениям: приходной и расходной части; приходной в части подведенных и вырабатываемых предприятием энергоносителей; расходной в части энергопотребления по целевому назначению (технологические нужды, силовые нужды, отопление и др.) по цехам и предприятию в целом.

Энергобаланс j-го агрегата выражается следующим уравнением:

Эпод_j = Эпол_j + Э_П,

где Э_П – потери энергии в j-й установке (агрегате).

Эффективность энергоиспользования в j-й установке характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД), который определяется как:

_j = Эпол_j / Эпод_j,

где Эпол_j – количество полезно использованной энергии на j-й установке;

Эпод_j – количество подведенной энергии к j-й установке.

Эффективность энергоиспользования i-го вида энергоносителя по участку (без учета потерь в системе распреедлеиня и преобразования) определяется коэффициентом полезного использования (КПИ), который рассчитывается по формуле:

_{i у} =  Эпол_ij /  Эпод_ij,

где Эпол_ijУ, Эпод_ijУ – соответственно количество i-го вида энергоносителя, полезно использованного в j-й установке и подведенного к ней.

Для обобщения КПИ по всей энергии составляющие _{i у} по i-му виду энергоносителя пересчитываются в условное топливо и определяется суммарный КПИ.

Суммарный КПИ по i-му виду энергоносителя как природного энергоресурса рассматриваемого энергопотока (добыча топлива, транспортировка и переработка топлива, преобразования топлива, транспортировка энергии) рассчитывается по формуле:

_{i П} = _{i ДОБ.Т} _{iТР.ПЕР.Т} _{i ПР.Т.} _{i ТР.Э}