Производство энергии как правило должно осуществляться

Организация энергетического хозяйства на предприятии

В разные эпохи развития человеческого общества и производственных отношений доля использования разного рода энергоисточников была разной. На заре человечества преобладало применение мышечной энергии человеческого тела, позднее — животных, затем стала широко использоваться энергия ветра и воды, потом энергия пара и, наконец, электричество стало играть ведущую роль во всех видах производственного процесса.

Необходимо отметить, что на современном этапе человечество готовится перейти к качественно новому уровню использования энергоресурсов. Стратегически необходимо вернуться к возобновляемым источникам энергии, но использовать их более эффективно и осторожно; в ближайшем будущем переоценить своё отношение к безответственному использованию невозобновляемых источников энергии, запасы которых ограничены и вот-вот подойдут к критической черте полного исчерпания. Интерес к этим источникам энергии постоянно возрастает, поскольку во многих отношениях они неограниченны, экономически выгодны, оказывают на природную среду щадящее воздействие. Предпосылками необходимости найти нетрадиционные источники энергии, чистые, безопасные, дешевые, стали углубляющийся энергетический кризис, ухудшение экологической ситуации, вызванное, в том числе, и потреблением традиционных источников энергии.

Озабоченность проблемами энергетики будущего вполне естественна, поскольку энергия обеспечивает “существенно важные услуги” для жизни человека — тепло для обогрева, приготовления пищи и производства, а также энергию для транспорта и работы машин. В настоящее время для получения энергии, обеспечивающей эти услуги, необходимо топливо — нефть, газ, уголь, ядерная энергия, дрова и другие первичные источники (солнечная, ветряная и энергия текущего водного потока). Причем все эти виды энергии бесполезны до тех пор, пока они не преобразуются в необходимые энергетические услуги для конечного потребителя посредством машин или другого оборудования. Во многих странах гигантское количество первичной энергии пропадает впустую из-за несовершенства применяемых технологий производства и трансформации энергии. Об экономике энергетики впервые было упомянуто в начале XX в. в трудах известного ученого Г.М. Кржижановского, сформулировавшего основные понятия об энергетике как о единой, неразрывной энергетической цепочке от природного энергетического ресурса до потребления топлива и энергии включительно. Именно эта концепция легла в основу понятия «Топливно-энергетический комплекс». Такой комплексный системотехнический подход определяет основные положения и особенности экономики энергетики, которая всегда была экономикой топливно-энергетического комплекса с акцентом на самую развитую и сложную его часть — электроэнергетику.

Энергетическая служба имеет самостоятельное, исключительно ответственное и в то же время специфическое место в структуре предприятия. Она является так называемой вспомогательной службой, призванной обеспечивать выполнение производственной программы предприятия без непосредственного участия в выпуске продукции. В то же время без энергетической службы не может осуществляться производственная деятельность предприятия, невозможен выпуск продукции.

Энергетическая служба обязана обеспечивать надежное, бесперебойное и безопасное снабжение производства всеми видами энергии и энергоносителей. В отличие от других видов оборудования (например, станочного) выход из строя и авария энергетического оборудования (трансформатора, котла, компрессора, насоса и др.) или участка энергетической сети имеет не только самостоятельное значение, но может вызвать простои производственных участков, цехов.

Состояние энергетического оборудования и сетей во многом определяет условия труда работающих на предприятиях (степень освещенности, уровень шума, обеспечение микроклимата), следовательно, активно влияет на производительность труда. От исправности энергетического оборудования и сетей зависит экономичность режимов работы энергетического и технологического оборудования. Поэтому должна быть тщательно продумана система профилактического контроля и ремонтов энергетического оборудования и сетей в сочетании с их резервированием.

Цель курсовой работы — систематизация и закрепление теоретических знаний по дисциплине; углубление навыков работы с литературой; приобретение некоторого опыта техники расчетов по основным вопросам экономики, организации планирования и управления энергетического хозяйства.

1. Организация энергетического хозяйства на предприятии

1.1. Значение и задачи энергетического хозяйства

Любой технологический процесс требует определенного расхода топлива, электрической и тепловой энергии, поэтому промышленные предприятия являются крупнейшими потребителями различных видов топлива и энергии. В промышленности расходуется примерно половина всего топлива и две трети энергии. В качестве топлива предприятия используют уголь, кокс, мазут, дрова и древесные отходы, природный газ, диоксид углерода (например, для сварочного производства). С развитием научно-технического прогресса и ростом производства потребление энергии систематически растет. Растет и доля затрат на энергоресурсы. Доля энергозатрат в себестоимости продукции доходит до 40-45%.

За XX век количество энергии, затрачиваемое на единицу промышленной продукции в развитых странах мира, возросло в 10-12 раз. В связи с этим повышается роль энергетического хозяйства в обеспечении бесперебойного функционирования производственного процесса, повышается его значение с целью снижения издержек производства и повышения уровня рентабельности промышленных предприятий.

Энергетическое хозяйство промышленного предприятия — это совокупность энергетических установок и вспомогательных устройств с целью обеспечения бесперебойного снабжения предприятия различными видами энергии и энергоносителей, таких, как натуральное топливо (газ, мазут и др.), электрический ток, сжатый воздух, горячая вода, конденсат.

К основным видам промышленной энергии относятся: тепловая и химическая энергия топлива, тепловая энергия пара и горячей воды, механическая энергия и электроэнергия.

Основными задачами энергетического хозяйства являются надежное и бесперебойное обеспечение предприятия всеми видами энергии установленных параметров при минимальных затратах.

Энергообеспечение предприятия имеет специфические особенности, обусловленные особенностями производства и потребления энергии:

— производство энергии, как правило, должно осуществляться в момент потребления;

— энергия должна доставляться на рабочие места бесперебойно и в необходимом количестве. Перебои в снабжении энергией вызывают прекращение процесса производства, нарушение технологии;

— энергия потребляется неравномерно в течение суток и года. Это вызвано природными условиями (летние и зимние периоды, день, ночь) и организацией производства;

— мощность установок по производству энергии должна обеспечивать максимум потребления.

По характеру использования энергия бывает: технологической, двигательной (силовой), отопительной, осветительной и санитарно-вентиляционной. Для промышленных предприятий наибольшее значение имеет потребление энергии на двигательные и технологические цели. В качестве двигательной силы технологического и подъемно-транспортного оборудования используются главным образом электроэнергия и в небольшом количестве пар и сжатый воздух.

Различные виды энергии и энергоносителей применяются на всех стадиях технологии производства изделия. При этом единство и взаимообусловленность технологии и энергетики — наиболее характерная черта большинства производственных процессов промышленного предприятия. В число потребителей электроэнергии необходимо отнести и такие участки производства, как слаботочные средства связи: телефоны, радио, диспетчерская связь.

На всех предприятиях-энергопотребителях должен быть составлен энергетический паспорт, который является нормативно-хозяйственным документом, утвержденным по единой государственной форме. В таком паспорте отражаются все основные сведения об энергохозяйстве предприятия и производится оценка эффективности использования топливно-энергетических ресурсов по объектам предприятия.

1.2 Структура и функции энергетического хозяйства

Энергообеспечение большинства промышленных предприятий построено на централизованной системе, когда они получают энергоносители со стороны: электроэнергию — от энергетической системы (через заводскую понизительную подстанцию) или от заводской электростанции, связанной с энергетической системой; пар — по тепловой сети районной энергетической системы при заводской теплоцентрали; газ — из сети дальнего газоснабжения природным газом.

Потребляемые предприятием энергоресурсы могут производиться, и на самом предприятии: электроэнергия — на заводской электрической станции, пар и горячая вода — в котельных, генераторный газ — на газогенераторной станции.

Распространен и комбинированный вариант обеспечения энергоресурсами, когда часть энергии покрывается за счет ее обеспечения от собственных установок, а часть — централизованно. Наиболее экономичной формой энергоснабжения крупных промышленных предприятий является включение заводской ТЭЦ в энерготехническую систему. В таком случае в часы, когда предприятию требуется дополнительное количество энергии, оно забирает ее из энергосистемы. Это избавляет изолированные заводские электростанции от необходимости иметь дополнительные мощности для обеспечения максимальной нагрузки в часы пик, когда же падает потребность в электроэнергии, такая станция может отдавать избыточную электроэнергию в энергосистему.

Энергетическое хозяйство предприятия выполняет следующие функции:

— обеспечение предприятия всеми видами энергии;

— наблюдение за строгим выполнением правил эксплуатации энергетического оборудования;

— организация и проведение ремонтных работ;

— организация рационального использования и выявления резервов по экономии топлива и энергии;

— разработка и осуществление мероприятий по реконструкции и развитию энергетического хозяйства предприятия.

Состав и размеры энергетического хозяйства предприятия зависят от характера и масштабов производства, применяемых технологических процессов, особенностей энергоснабжения.

Энергетическое хозяйство предприятия подразделяют на две части: общезаводскую и цеховую. Общезаводскую часть образуют генерирующие, преобразовательные установки и общезаводские сети. К цеховой части энергохозяйства относятся первичные энергоприемники, цеховые преобразовательные установки и внутрицеховые распределительные сети.

Общезаводская часть энергохозяйства объединяет ряд цехов: электросиловой (или электростанция), теплосиловой, газовый, электромеханический, слаботочный.

Большое влияние на состав и размеры энергетического хозяйства оказывает энергетика района. Районные ТЭЦ освобождают промышленные предприятия от необходимости производить энергию, обеспечивая их более дешевой электро- и теплоэнергией. В этом случае на предприятии создаются только трансформаторные подстанции.

Энергетическое хозяйство крупных промышленных предприятий находится в ведении главного энергетика. Отдел главного энергетика включает бюро (группы) энергоиспользования, энергооборудования, а также электрическую и тепловую лаборатории. Лаборатории организуют и проводят исследовательскую работу по снижению расхода топлива и энергии, разрабатывают и внедряют рациональные режимы работы энергетического оборудования, разрабатывают технически обоснованные нормы потребления энергии и контролируют их выполнение, осуществляют контроль за производством и использованием энергии и энергоносителей на всех установках предприятия.

Главный энергетик подчинен главному инженеру предприятия. На небольших предприятиях, где энергетическое хозяйство значительно проще, оно находится в ведении главного механика.

Определение штатов органов управления энергетическим хозяйством предприятия производится в зависимости от потребляемой энергетической мощности, потребления теплоэнергии, сжатого воздуха и воды. На энергетических хозяйствах крупных предприятий в течение смены назначаются дежурные инженеры-энергетики, руководящие эксплуатацией всего энергохозяйства. Их задача — обеспечение бесперебойного питания предприятия необходимыми энергоносителями. На небольших предприятиях дежурным обычно назначается один из бригадиров участка энергохозяйства.

Внутри энергетических цехов выделяют: сменный персонал, ведущий непосредственную эксплуатацию оборудования, и ремонтно-монтажный персонал, руководимый инженером или мастером, который выполняет все ремонтные и монтажные работы в энергетическом хозяйстве.

1.3 Планирование потребности в энергии

Общая потребность предприятия в конкретном виде топлива или энергии Э определяется по формуле:

Э = ЭнП + Эосв + Эо + Эв + Эпр + Эст + Эс

где Эн — норма расхода силовой и технологической энергии на единицу товарной продукции, кВт/ч, кДж/м3; П — планируемый объем производства в натуральном выражении; Эосв — расход энергии на освещение; Эо — расход энергии на отопление; Эв — расход энергии на вентиляцию; Эпр — потребность энергии на прочие нужды; Эст — отпуск на сторону; Эс потери в сетях предприятия.

В результате расчета общей потребности устанавливается лимит по видам топлива и энергии в натуральном и стоимостном выражении для предприятия в целом.

Общий расход энергии по предприятию принято делить на две части — переменную и постоянную. Переменную часть, т.е. зависящую от объема выпускаемой продукции, составляет расход всех видов энергии па двигательные и технологические цели. Постоянная часть, т.е. не зависящая от объема выпускаемой продукции, — это расход энергии на освещение, отопление, привод вентиляционных устройств и др.

Расход энергии по переменной части Э определяется по формуле:

где Нр — сводная норма расхода энергии на 1000 р. товарной продукции; Вт.п. — плановый объем товарной продукции, тыс. р.

Общую потребность предприятия в электроэнергии определяют по объектам и видам работ, подразделениям (участкам, цехам) и целевому назначению — потребность силовой энергии на двигательную силу, технологических и подъемно-транспортных устройств, на технологические процессы (электросварку, электроплавку, электролиз и т.п.), освещение, собственные нужды электростанции (освещение, вентиляция, водопровод, подача топлива и т.д.) и отпуск электроэнергии на сторону, в том числе непромышленному хозяйству.

1.4 Нормирование и учет энергоресурсов

Определение потребности промышленного предприятия в энергоносителях базируется на использовании прогрессивных норм расхода, которые устанавливаются как в целом по предприятию (укрупненные нормы), так и по отдельным агрегатам, рабочим местам, участкам и цехам (дифференцированные нормы).

Основным видом норм являются удельные нормы расхода на единицу продукции (индивидуальные). Они устанавливаются по типам или отдельным топливо- и энергопотребляющим агрегатам, установкам, машинам и технологическим схемам применительно к определенным условиям производства продукции (работ). Эти нормы являются технологическими и служат для расчета групповых норм расхода топлива и энергии, а также для оценки эффективности использования энергии. Индивидуальные нормы состоят из полезного расхода (полезной энергии) и потерь энергии. Величина полезного расхода определяется па основе нормативной энергетической характеристики или расчета энергетического баланса.

Конкретный состав нормы расхода топлива и энергии устанавливается соответствующими отраслевыми методиками и инструкциями, разрабатываемыми с учетом особенностей данного производства. Производственные изменения состава норм не допускаются.

Объемы потерь (пусковых, от неполного сгорания, с конденсатом, с пролетным паром, в окружающую среду и т.д.) рассчитываются отдельно в соответствии с установленным графиком работы агрегата в календарном времени и относятся к объему выпуска продукции. Приведем примеры расчета индивидуальных норм.

Индивидуальные нормы расхода утверждаются предприятиями (объединениями). На их основе рассчитываются групповые нормы расхода топлива и энергии, т.е. планируемые количества топливно-энергетических ресурсов на производство единицы объема одноименной продукции (работ)

по уровням планирования: народное хозяйство, министерство, объединение, предприятие.

Важнейшие групповые нормы расхода:

— условного топлива на электроэнергию, отпускаемую с шин тепловых электростанций;

— сухого скипового кокса на 1т передельного чугуна;

— условного топлива на производство 1т клинкера и др.

Общепроизводственные нормы расхода топлива и энергии — плановое количество энергии на основные и вспомогательные нужды производства (общепроизводственное цеховое и заводское потребление на отопление, освещение, вентиляцию и др.). В этих нормах учитываются технически неизбежные потери энергии в преобразователях, тепловых и электрических сетях предприятия (цеха), отнесенные на производство данной продукции (работы).

Технологическая норма расхода топлива и энергии — плановое количество топлива, тепловой и электрической энергии на основные и вспомогательные технологические процессы производства данного вида продукции (работы), на поддержание технологических агрегатов в горячем резерве, их разогрев и пуск после текущих ремонтов и холодных простоев. В этих нормах учитываются также технически неизбежные потери энергии при работе оборудования. Технологические нормы расхода могут быть индивидуальными и групповыми.

Учет энергоресурсов предполагает:

— регистрацию первичных показателей количества и качества всех видов энергии, как вырабатываемой и отпускаемой на сторону, так и получаемой со стороны и расходуемой на предприятии;

— оперативный учет расхода энергии с помощью приборов учета в соответствии с утвержденными технически обоснованными нормами ее расхода;

— внесение на основании показаний измерительных прибором и справок на параметры энергоносителей, полученные расчетным путем;

— определение расхода энергии расчетным способом по тем цехам и производственным участкам, где по каким-либо причинам отсутствуют приборы учета.

Регистрация первичных показателей энергоносителей и их оперативный учет, а также первичный учет нагрузок производится по показаниям измерительных приборов (самопишущих или периодической записи). Эти показатели фиксируются в первичной документации учета энергии.

К первичной документации учета энергии относятся: суточные ведомости эксплуатации агрегатов, оперативные журналы, графики нагрузок, программы самопишущих приборов и др. Все показатели документации, характеризующие качество обслуживания оборудования и его техническое состояние, фиксируются в суточных ведомостях через 0,5-1 ч.

Вторичные документы отражают итоговые и средние показатели работы оборудования за смену и сутки. Это ведомости и суточные-рапорты по эксплуатации установок и энергохозяйства. На основании вторичной документации составляются месячные энергобалансы, квартальные технические отчеты по эксплуатации, подводятся и анализируются итоговые показатели.

Энергобалансы подразделяются на плановые и отчетные. Плановые энергобалансы предназначены для обоснования потребностей предприятия в энергии и топливе (расходная часть), для определения наиболее рациональных и экономичных источников покрытия этой потребности (приходная часть). Основой для составления плановых энергобалансов служат удельные нормы расхода энергии и топлива, а также плановые задания по выпуску продукции основного производства. Отчетные энергобалансы предназначены для контроля энергопотребления, анализа использования энергии и топлива, для оценки качества работы энергоцехов. Энергобалансы должны быть двух видов:

— рабочая форма балансов — статьи баланса в ней группируются по участкам производства и по направлению использования энергии, без разделения элементов расхода на полезную составляющую и потери. Отдельной статьей выделяются лишь общезаводские потери. Рабочая форма балансов представляет собой развернутый план и отчет по энергоснабжению предприятия;

— синтезированная форма балансов служит для анализа и оценки уровня энергоиспользования. Для этого весь расход энергии по предприятию разделяется на полезную составляющую и потери (дальнейшим расчленением полезной составляющей на элементы по направлениям использования энергии и потерь — по их месту и виду.

При составлении рабочей формы балансов следует иметь в виду. что энергия одного вида может использоваться на предприятии в энергоносителях различных видов и параметров. Поэтому составлению рабочей формы балансов предшествует составление оборотных балансов, где должен найти отражение весь внутренний оборот энергии. Составление оборотных балансов относится только к теплу и топливу. Составление фактических энергобалансов в рабочих формах должно основываться на данных учета. При отсутствии учета на отдельных участках расход энергии можно определять по энергетическим характеристикам участков и цехов, полученным путем измерений или расчетов и представляющим собой зависимость между расходом энергии и выпуском продукции. При отсутствии характеристик расход энергии может быть определен как произведение фактического выпуска продукции на удельные нормы расхода энергии. Способ этот менее точен, ибо он не учитывает изменения удельных норм расхода энергии в связи с изменением выпуска продукции. Встречающееся на практике определение энергии (при отсутствии раздельного учета) с помощью коэффициентов, учитывающих удельный вес отдельных цехов и участков в общем расходе по предприятию, неверно, так как в зависимости от производственной программы загрузка энергоприемников, а, следовательно, и потребление энергии сильно колеблется на протяжении года. Потери энергии и ее расход на нужды небольших потребителей определяются расчетным путем.

При организации электропотребления на предприятиях необходим:

— во-первых, осуществлять учет потребляемой энергии на технологические нужды и на освещение раздельно;

— во-вторых, каждый цех должен иметь отдельный учет активной и реактивной энергии по счетчикам, установленным на вводах;

— в-третьих, все крупные электроприемники внутри цеха (компрессоры, насосы, крупные станки) должны обеспечиваться индивидуальным учетом потребления энергии.

Предприятия, получающие электроэнергию для производственных нужд от энергосистем, оплачивают ее стоимость по двухставочному тарифу, состоящему из годовой платы на 1 кВт заявленной (абонированной) потребителем максимальной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы и платы за 1 кВт/ ч отпущенной актива и электроэнергии. Под заявленной мощностью понимается, абонированная потребителем наибольшая получасовая электрическая мощность, совпадающая с периодом максимальной нагрузки энергосистемы.

Плата за 1 кВт/ч установлена за отпущенную потребителю активную электроэнергию, учтенную расчетным счетчиком на стороне вторичного напряжения головного абонентского трансформатора. Если счетчик установлен на стороне вторичного напряжения, т.е. после головного абонентского трансформатора, то установленная плата за 1 кВт/ч отпущенной потребителю электроэнергии при расчетах умножается на коэффициент (например, 1,025). Стоимость электроэнергии (в рублях), получаемая предприятием от энергосистемы Зэ.д, рассчитывается по формуле:

где Цij — основная плата за 1 кВт присоединенной мощности, р./год;

М — мощность трансформаторов и высоковольтовых линий, кВт;

Цт — дополнительная плата по основному тарифу за израсходованный 1 кВт/ч;

Wy — активный расход электроэнергии, учтенной счетчиком, кВт/ч;

b — коэффициент, учитывающий скидку с тарифа или надбавку к нему.

Двухставочный тариф экономически поощряет потребителей к снижению мощности и максимума нагрузки за счет уплотнения и выравнивания графиков, но при этом усложнены расчеты с потребителем.

Тарифы на энергию дифференцируются по видам, параметрам, удаленности теплоносителей и по другим признакам.

По двухставочному тарифу оплачивают промышленные и приравненные к ним потребители, а с присоединенной мощностью до 540 кВт — по одноставочному тарифу. Достоинствами одноставочного тарифа являются: простота расчета, минимум измерительных приборов (используется счетчик активной нагрузки). Размер платы по одноставочному тарифу Зт.о определяется как произведение цены за единицу энергии на ее общее потребленное количество за данное время:

где Цт — тариф на электроэнергию, р./кВт/ч; Wy — объем потребленной энергии, кВт.

Недостаток одноставочного тарифа — экономическая незаинтересованность потребителей в выравнивании графика за счет снижения пиков нагрузки, что облегчает условия работы и улучшает экономические показатели энергосистемы в целом. Поэтому важно стимулировать снижение пиков нагрузки у потребителей и выравнивание графика, т.е. уменьшить затраты на покупку электроэнергии у других энергосистем.

Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, получаемой от собственной электростанции Цс, можно определить по формуле:

где Зэ.с — общие затраты на производство электроэнергии собственными электростанциями;

W — суммарное количество расходуемо энергии, кВт/ч;

Kи — коэффициент использования энергии.

1.5 Анализ и пути развития энергетического хозяйства

Работа энергетического хозяйства оценивается системой технико-экономических показателей, которая должна всесторонне охватывать энергетику предприятия как в отношении экономичности производства и потребления энергии, так и в отношении различного рода структурных соотношений, характеризующих энергетический баланс предприятия.

Технико-экономические показатели энергохозяйства объединяют в следующие группы:

— показатели экономичности производства и распределения энергии: (удельные расходы топлива на производство электроэнергии и теплоты, коэффициенты полезного действия генерирования электрической и тепловой энергии, удельный расход электрической энергии на 1000 м3 сжатого воздуха, удельный расход электроэнергии или топлива на одну деталь или на одну операцию и т.д.);

— показатели себестоимости энергии и удельной величины энергетических затрат (например, себестоимость 1 кВт/ч электрической энергии, 1 МДж тепловой энергии, 1000 м3 сжатого воздуха);

— показатели энерговооруженности, в частности электровооруженности, вооруженности тепловой энергией, показатели вооруженности первичными энергоресурсами — топливом.

При анализе работы энергетического хозяйства выявляются:

1) эффективность режима энергопотребления производства, цеха, агрегата;

2) характер работы технологических установок во времени (в течение суток, дней недели и месяца, летом и зимой и т.п.);

3) рациональность структуры распределения и учета потребления энергоносителей с оценкой источников их поступления и потребления;

4) эффективность распределения расхода всех видов энергоносителей по предприятию;

5) взаимосвязь показателей расхода энергоносителей обследуемого производства со смежными технологическими производствами;

6) фактические и нормативные потери энергоносителей в распределительных сетях и системах;

7) случаи аварийности в системах производства, потребления и распределения энергоносителей на предприятии.

Последнему направлению на предприятиях не уделяется должного внимания. В то же время анализ аварийности только в системах внутреннего электроснабжения ряда отечественных предприятий показал, что непроизводительные потери энергоносителей вследствие аварийности соизмеримы с потерями энергоносителей по другим причинам: потери в кабелях, недогрузки трансформаторов и т.п.

Для оценки эффективности энергосбережения используют показатель энергоэкономического уровня производства, определяемый по формуле:

где Д — результат хозяйственной деятельности рассматриваемого производства, тыс. p.;

W — суммарное потребление энергоресурсов на технологические цели, т у. т.

Для сопоставления различных видов топлива и суммарного учета его запасов принята единица учета — условное топливо (у. т.), теплота сгорания которого принята за 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг).

Показатель энерго-экономического уровня производства позволяет оценить уровень реализации энергосберегающих технологий, экономических тепловых схем, энергосберегающего оборудования и т.д.

Одним из показателей эффективности использования на промышленных предприятиях электроэнергии является cos φ (косинус фи).

Он представляет собой отношение количества электрической энергии, потребной на выполнение определенной работы, к количеству израсходованной.

Чем выше этот показатель, тем эффективнее расходуется электроэнергия. Снижение cos φ вызывается недостаточным использованием мощности оборудования, в результате чего возникают потери в сетях и на электростанции. Для уменьшения этих потерь применяются штрафы или установленные ранее надбавки к тарифу.

При поддержании cos φ в заданных размерах или повышении его значения предприятие получает премию или дополнительную скидку с тарифа. Нормальной величиной считается cos φ, равный 0,9-0,92.

При проектировании новых объектов для определения максимума нагрузки используется коэффициент спроса. Коэффициент спроса Кс, показывающий степень использования и качество эксплуатации электрооборудования, определяется произведением двух коэффициентов:

— коэффициента загрузки Кз, показывающего, какую часть от максимально возможной (номинально присоединенной) мощности составляет загрузка электроприемников,

— и коэффициента одновременности Ко, показывающего, какая часть всех установленных токоприемников находится в работе.

В результате анализа определяется возможный потенциал энергосбережения по видам энергоносителей, дается оценка размеру инвестиций на энергосберегающие мероприятия, составляется энергетический паспорт предприятия и разрабатывается комплексная программа по энергосбережению с учетом изменения объемов производства и ассортимента.

Путями совершенствования энергетического хозяйства являются:

1. Организация работы по экономии топлива и энергии.

Мероприятия по экономии топлива и энергии на предприятии можно объединить в следующие группы: энергетические, направленные на повышение экономичности производства, транспортировки и использования энергоресурсов; технологические, направленные на совершенствование технологии и улучшение режима работы оборудования и обеспечивающие тем самым сокращение расхода энергоресурсов на единицу продукции; организационно-экономические, направленные на совершенствование хозяйственного расчета внутри предприятия, внедрение; технически обоснованных норм расхода топлива и энергии, стимулирование работающих за их эффективное использование.

На всех стадиях технологического процесса изготовления продукции используются различные виды энергии и энергоносителей. При этом характерной чертой большинства производственных процессов промышленного предприятия является единство и взаимообусловленность технологии и энергетики. Изменение технологии влияет на энергетические показатели подразделений предприятия. Создаются новые энергосберегающие и экологически чистые технологии, новые энергонасыщенные машины и оборудование с низким потреблением энергоресурсов.

Развитие электропривода идет в направлении его автоматизации. При этом осуществляется сокращение числа передаточных звеньев в машине и конструктивное сращивание электродвигателя с рабочим механизмом (например, создание многомоторного привода), увеличивается диапазон скоростей (до десятков тысяч оборотов), что позволяет упростить конструкцию рабочей машины и повысить ее производительность и точность работы. Расширяется диапазон мощностей электропривода: от 1 Вт (приборы) до нескольких десятков мегаватт (прокатные станы).

Дальнейший прогресс наблюдается в создании надежных, технически совершенных, экономичных и простых в эксплуатации конструкций энергоустановок на базе нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Одним из условий обеспечения бережного и рационального использования топлива и энергии, сокращения их потерь в производстве является осуществление на предприятиях организационно-массовой работы, направленной на экономию топливно-энергетических ресурсов. Основным назначением этой работы является доведение до всех членов трудового коллектива важности экономного и бережного использования топлива и энергии, недопущения их потерь на всех участках производства, вовлечение в работу по экономии каждого работника предприятия, организация работы общественных организаций по выявлению и устранению потерь, премирование персонала за экономию и принятие строгих мер к расточителям топлива, тепловой электрической энергии. При этом важна активизация на предприятиях разработки рационализаторских предложений по экономии энергоресурсов и оказанию рабочим помощи в оформлении рацпредложений.

2. Выбор и использование наиболее экономичных энергоносителей. Эта задача должна осуществляться на основе комплексного решения вопросов энергетики, технологии и экономики. Если энергетические балансы района, предприятия позволяют применять несколько энергоносителей, а технология производства — соответственно различные способы изготовления продукции, то выбор наиболее экономичного энергоносителя производится на основе сравнительного анализа удельных норм расхода технологического топлива и энергии, а также их использования по всей энергетической цепочке. Рассчитываются себестоимость и потребные инвестиции по вариантам. Учитываются изменения условий труда. Развитие и совершенствование использования энергоносителей идет по направлениям:

— газификации высокотемпературных технологических процессов;

— электрификации ряда технологических процессов, где это экономически целесообразно;

— использования вторичных энергетических ресурсов. Энергия, потерянная для данного процесса, может быть использована в других процессах. В таком случае она называется вторичными энергетическими ресурсами. Эти ресурсы должны нормироваться, планироваться, учитываться и калькулироваться как энергетическая продукция соответствующих цехов предприятия.

Использование вторичных энергетических ресурсов дает не только энергетический эффект, но и экологический, поскольку уменьшается количество выбросов вредных веществ в окружающую среду, в том числе и в воздушный бассейн.

3. Создание базы стандартизации энергосбережения и совершенствование тарифной политики в энергетике. Известно, что государственные стандарты — это компромисс между изготовителем (его возможностями) и потребителем оборудования (его желаниями). Но когда потребитель не представлен должным образом в органах, утверждающих стандарты, а производитель не заинтересован устанавливать жесткие нормативы, мы получаем стандарт, фиксирующий нормативы давно освоенного и выпускаемого оборудования, да еще с хорошим запасом. Поэтому нужно обеспечить систему мер по процедурам разработки и утверждения стандартов, которая обеспечит установление объективного значения норматива энергопотребления. Кроме того, необходима продуманная тарифная политика. Непомерно высокие тарифы, особенно на теплоэнергию, вынуждают многие промышленные предприятия создавать собственные энергоисточники, энергетически менее эффективные, чем в энергосистеме, а также нерационально использовать электроэнергию на цели теплоснабжения. При этом оставшиеся потребители вынуждены брать па себя весь груз перекрестного субсидирования, подрывая тем самым свою экономическую эффективность и конкурентоспособность.

Тарифы на энергию должны создаваться на базе объективно существующего экономического механизма, выраженного зависимостью цены и спроса па энергию.

Недостатком систем тарифообразования является также их недифференцированность по времени суток, тогда как в индустриально развитых странах (США, Франция, Англия и др.) тарифы дифференцированы не только по часам суток, но и по сезонам, декадам месяца. Применение тарифов, различных по зонам суток, позволяет сберечь 5-10% энергии, так как они стимулируют потребителей снижать нагрузку в часы максимума нагрузки энергосистемы и заполнять ночные «провалы» нагрузки.

Традиционно руководство предприятий больше внимания уделяет насущным потребностям производства, а не эффективности использования энергии, которую рассматривает больше как проблему техническую, а не управленческую. В то же время управление энергоресурсами есть научный процесс и жизненная необходимость для каждого предприятия.

2. Расчетная часть

2.1 Составление сметы затрат на производство и реализацию продукции

Процесс переноса стоимости основных производственных фондов на продукцию происходит в течение всего срока службы оборудования и называется амортизацией:

Часть первоначальной стоимости, переносимая на продукцию в течение одного года, представляет собой амортизационные отчисления (Иа):

где ? — норма амортизационных отчислений от первоначальной стоимости основных фондов;

К0 — первоначальная стоимость основных фондов;

Кл — ликвидная стоимость оборудования;

Тсл — срок службы основных фондов.

Амортизационные отчисления производятся ежегодно, и через период времени, равный сроку службы Тсл, накопится сумма, равная первоначальной стоимости основных фондов К0 (за вычетом ликвидной стоимости Кл).

Понятие ликвидной стоимости по-разному трактуется специалистами. Одни предлагают рассчитывать ее как неамортизированную часть первоначальной стоимости, другие считают необходимым учитывать возможность продажи изношенного (возможно, отремонтированного) оборудования, и тогда ликвидная стоимость — цена этой продажи. В пользу такого мнения выступает тот факт, что оборудование может ликвидироваться не потому, что оно физически неработоспособно, а в связи с моральным старением.

Если оборудование в процессе производства полностью изнашивается и ликвидная стоимость очень мала (практически — стоимость металлолома, если оборудование металлическое), то расчет нормы амортизации можно представить упрощенно:

при Кл0 (при полном износе основных фондов) ? = 1/Тсл.

Энергетика является очень капиталоемкой отраслью материального производства, на каждого энергетика приходится больше производственных фондов (показатель фондовооруженности), чем на работника в других отраслях промышленного производства. Так, в промышленной энергетике при численности производственного персонала в энергослужбе предприятия около 10 % от общего количества, доля производственных фондов, относящихся к энергетике предприятия, т.е. с учетом энергетической части технологического оборудования, составляет до 70 % основных фондов промышленного предприятия. Фондовооруженность промышленных энергетиков примерно в 2—3 раза больше, чем у работников основного промышленного производства.

Разные виды основных фондов по-разному участвуют в материальном производстве: одни непосредственно (машины, оборудование и т.п.), другие лишь создают условия для производственных процессов (здания, сооружения и др.). Поэтому они и подразделяются на активные и пассивные. Очевидно, что активные фонды изнашиваются быстрее, интенсивнее, чем пассивные, и потому норма их амортизации больше. В энергетике доля активных фондов соотносится с пассивными как 3:1 или 4:1. Это требует постоянного обновления основных фондов, особенно их активной части.

Произведём необходимые расчёты стоимости материальных затрат на основе цен приобретенных материальных ресурсов без учёта НДС. Полученные результаты сведём в таблицу 1.

Табл.1 — Смета затрат на производство и реализацию продукции предприятия в 1квартал

Организация энергохозяйства предприятия

Современные предприятия являются крупнейшими потребителями энергии и энергоносителей, в частности электроэнергии, топлива, пара, сжатого воздуха, воды и т.д.

Годовые затраты на потребляемую энергию на предприятиях весьма значительны, а их доля в себестоимости продукции в настоящее время достигает 25-30 %.

За XX век количество энергии, затрачиваемое на единицу промышленной продукции в развитых странах мира, возросло в 10–12 раз. В связи с этим повышается роль энергетического хозяйства в обеспечении бесперебойного функционирования производственного процесса, повышается его значение с целью снижения издержек производства и повышения уровня рентабельности промышленных предприятий.

Как известно, энергохозяйство промышленного предприятия относится к вспомогательным участкам производства. Однако по своей сути процесс потребления энергии является одной из важнейших сторон деятельности предприятия, поскольку производственные процессы почти всегда требуют тех или иных затрат энергии. Состоянию энергохозяйства, его развитию и совершенствованию должны уделять повседневное и серьезное внимание не только работники энергетической службы, но и руководство предприятия.

Целью данной курсовой работы является закрепление теоретического материала и выработка практических навыков экономического обоснования принимаемых технических решений.

Организация энергохозяйства предприятия

Понятие, цели, задачи и функции энергохозяйства предприятия

Энергохозяйство представляет сложный комплекс процессов производства, преобразования, распределения и потребления всех энергоресурсов [1].

Задачами данного хозяйства предприятия являются:

– бесперебойное обеспечение предприятия, его подразделений и рабочих мест всеми видами энергии;

– рациональное использование энергооборудования, его ремонт и обслуживание;

– эффективное использование и экономное расходование в процессе производства всех видов энергии.

Функции энергетической службы предприятия:

– разработка нормативов, касающихся энергетической службы;

– планирование потребности во всех видах энергии и энергоносителей, составление энергетического баланса предприятия;

– планирование ППР оборудования;

– планирование потребности в запчастях;

– организация выработки (обеспечения) предприятия всеми видами энергии;

– оперативное планирование и диспетчирование обеспечения предприятия всеми видами энергии;

– организация ремонтных работ оборудования;

– разработка технической документации для проведения монтажных, ремонтных работ оборудования и энергетических коммуникаций (сетей);

– организация обслуживания энергетического оборудования, сетей, линий связи;

– контроль за качеством ремонтных работ;

– организация монтажных, пусконаладочных работ нового оборудования, демонтаж и утилизация списанного энергетического оборудования;

– надзор за правилами эксплуатации оборудования;

– контроль за расходами всех видов энергии.

– производство энергии, как правило, должно осуществляться в момент потребления;

– энергия должна доставляться на рабочие места бесперебойно и в необходимом количестве. Перебои в снабжении энергией вызывают прекращение процесса производства, нарушение технологии;

– энергия потребляется неравномерно в течение суток и года. Это вызвано природными условиями (летние и зимние периоды, день, ночь) и организацией производства;

– мощность установок по производству энергии должна обеспечивать максимум потребления.

Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения в элементы системы электроснабжения складываются из затрат на оборудование и стоимости монтажа:

, (4)

где – стоимость электрооборудования, руб;

– стоимость монтажных работ.

Стоимость монтажных работ условно принимается равной 15% от стоимости оборудования:

, (5)

(6)

где — стоимость аппаратуры электроснабжения;

-стоимость кабельных линий.

Стоимость аппаратуры электроснабжения:

(7)

где — постоянная часть затрат включает стоимость зданий, аккумуляторной, компрессорной, масляного хозяйства, водоснабжения, теплоснабжения и др.

— стоимость трансформаторов;

– стоимость автоматических выключателей;

— стоимость комплектного закрытого распределительного устройства;

— стоимость распределительного пункта.

Таким образом, стоимость трансформатора ТСЗ-400/10/0,4 равна

Аналогично рассчитывается стоимость всего оборудования. Результаты приведены в таблице 2.1.

Следовательно, стоимость аппаратуры электроснабжения равна:

Расчет стоимости электрооборудования осуществляется на основании исходных данных с учетом стоимости монтажных работ в форме таблицы 2.1.

Таблица 2.1 – Расчет стоимости электрооборудования

Наименование	Количество	Стоимость, руб.
Единицы	Всего
стоимость трансформаторов: ТС3-400/10/0,4 ТС3-160/10/0,4 стоимость автоматических выключателей стоимость КУ стоимость распределительного пункта стоимость КЗУ
Итого	–
Транспортно-заготовительные расходы(7-10% от итого) Стоимость монтажных работ(15% от итого)	–	–	35448.3 59556.1
Всего	–	–	449487,39

Стоимость кабельных линий определяется по удельной стоимости одного километра кабельной линии, зависящей от напряжения, сечения, материала, климатического района, способа прокладки и других факторов, длины КЛ и коэффициента, учитывающего отклонение фактических условий сооружения линии от нормативных.

В общем виде можно записать:

, (8)

где – удельная стоимость, руб./км;

– длина линии, км;

– коэффициент, учитывающей отклонение фактических условий сооружения линии от нормативных, (принимается равным 0,02).

Следовательно, стоимость линии Л1 равна:

Аналогично производится расчет для всех кабельных линий. Результаты расчёта стоимости кабельных линий с учетом стоимости монтажных работ представляется в форме таблицы 2.2.

Таблица 2.2. – Расчёт стоимости кабельных линий

Номер линии	Длина кабеля l,км	, тыс.руб./км		Стоимость (,) тыс. руб
Л1	0,4	0,02	5104,08
Л2	1,3	0,02	19193,85
Л3	0,6	9875,2	0,02	6043,62
Л4	1,1	0,02	10047,51
Л5	0,4	0,02	2168,52
Итого:	42557,58

Расчет капитальных вложений представляется таблицей 2.3.

Таблица 2.3 – Стоимость капитальных вложений

Наименование	Стоимость, тыс. руб.
Постоянная часть Электрооборудование Кабельные линии	449487,39 42557,58
Итого	569844,97

Расчет показателей по труду

Прочие ежегодные затраты

В состав затрат по экономическому элементу «Прочие расходы» включают расходы на технологические нужды, покупную воду, стоимость услуг своих вспомогательных производств и со стороны, расходы на связь, транспорт всех видов, затраты на отопление и освещение помещений, административно-управленческие расходы (включая зарплату администрации совета предприятий и районного управления), расходы на командировки.

Величина прочих затрат определяется по формуле

(50)

где .

Тогда величина прочих затрат равна:

Следовательно, электроэнергетическая составляющая в себестоимости продукции промышленного предприятия равна:

Результаты расчетов сводятся в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 — Энергетическая составляющая себестоимости продукции

Наименование	Величина, тыс. руб.	% к итогу
Стоимость потребленной энергии за год	14721738,8	43,6
Годовой фонд заработной платы рабочих и ИТР электрохозяйства предприятия	6926756,7	20,5
Отчисления в фонд соц. защиты населения	2354387,7	6,97
Амортизационные отчисления	215803,3	0,63
Стоимость материалов	3446534,2	10,2
Прочие ежегодные затраты	6107013,6	18,1
Итого	33772234,3

Удельная величина энергетической составляющей себестоимости продукции определяется по формуле:

(51)

Стоимость полезного квт ч

Стоимость полезного рассчитывается как:

, (52)

где — полезное потребление, электроэнергии предприятия.

Коэффициент 1,1 учитывает накладные цеховые и общезаводские расходы в размере 10% от .

Эксплуатационные расходы связаны с осуществлением планово-предупредительных ремонтов и техническим обслуживанием электрооборудования ориентировочно принимаем от всех эксплуатационных расходов в размере пяти процентов, формула:

(53)

где – расходы на ремонт

– стоимость потерь электроэнергии

– амортизационные отчисления (таблица 5.1).

Расходы на ремонт берутся в размере двух процентов от капитальных затрат (таблица 2.3), формула:

(54)

Стоимость потерь электрической энергии определяется исходя из среднего тарифа за кВт ч — :

(55)

где – годовая величина потерь электроэнергии (таблица 3.1), кВт ч

– тариф за кВт ч, руб., который рассчитывается как:

(56)

где — основная ставка за кВт заявленной максимальной мощности, руб./кВт в год;

– дополнительная ставка за электроэнергии, учтенной расчетным счетчиком на стороне первичного напряжения головных абонентских трансформаторов, руб./кВтч.

Тогда :

Следовательно, стоимость потерь электрической энергии составляет:

Стоимость полезного равна:

Приведенные затраты

При осуществлении единовременных капитальных вложений в течение года и неизменности издержек производства критерием оптимальности выбора экономически целесообразного варианта является условие минимума приведенных затрат в следующей форме:

, (57)

где: Е_н – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности, год — ;

К – единовременные капитальные вложения (таблица 2.3), тыс.руб.;

И – издержки производства (таблица 5.1), тыс.руб.

Капитальные вложения состоят из стоимости трансформаторных подстанций, кабельных линий, высоковольтных выключателей РП (6 кВ) и распределительных устройств.

Таблица 5.2 – Технико-экономические показатели

№ пп	Наименование показателей	Обозначение	Единицы измерения	Величина
Суммарная мощность цеховых трансформаторов	S_ТР	кВА
Максимальная потребляемая мощность предприятия	Р_МАХ	кВт
Время использование максимума нагрузки	T_М	ч/год
Годовое потребление электроэнергии	W	кВт . ч	6742062,5
Потери электроэнергии	∆W	кВт . ч	606785,6
Капитальные вложения	К	тыс. руб.
Амортизационные отчисления	U_ам	тыс. руб.	215803,3
Расходы на эксплуатацию	U_экс	тыс. руб.	77647,3
Удельная величина энергетической составляющей себестоимости продукции	5,01
Средний тариф	b_ср	руб./кВт . ч	2072,2
Стоимость потребленной электроэнергии	П_ЭЛ	тыс. руб.	14721738,8
Стоимость полезного кВт . ч энергии	С_ПОЛ	руб./кВт . ч	2228,2
Приведенные затраты выбранного варианта схемы электроснабжения	З	тыс. руб.	34370440,2
Годовая трудоемкость ремонта и технического обслуживания	Q_Ц	чел. . ч
Численность эксплуатационного персонала	Ч_РАБ	чел.
Годовой фонд зарплаты эксплуатационного персонала	Ф_РП	тыс. руб.	5744223,6
Среднемесячная заработная плата	Зср.м	тыс. руб/чел	4265,5

Заключение

В данной курсовой работе был произведен расчет технико-экономических показателей электроснабжения предприятия. В соответствие с полученными результатами, для эффективной работы необходимо 103 человека эксплуатационного персонала и 29 ИТР электрохозяйства. При этом годовой фонд зарплаты, для принятого числа сотрудников, составляет 6926756,7 тыс.руб со среднемесячной заработной платой 4265,5 тыс.руб.

Годовой расход электроэнергии составил 6742062,5 кВтч, стоимостью 14721738,8 тыс.руб.

Стоимость основных средств – 3988039 тыс.руб. Сумма амортизационных отчислений для всего оборудования равна 215803,3 тыс.руб, а стоимость материалов, расходуемых при текущем ремонте и обслуживании электрохозяйства 3446534,2 тыс.руб. Прочие расходы – 6107013,6 тыс.руб.

Т.о. приведенные затраты составили 34370440,2 тыс.руб.

Введение

Значение и задачи энергетического хозяйства (стр. 1 из 5)

Энергетическое хозяйство промышленного предприятия – это совокупность энергетических установок и вспомогательных устройств с целью обеспечения бесперебойного снабжения предприятия различными видами энергии и энергоносителей, таких, как натуральное топливо (газ, мазут и др.), электрический ток, сжатый воздух, горячая вода, конденсат.

Основными задачами энергетического хозяйства являются надежное и бесперебойное обеспечение предприятия всеми видами энергии установленных параметров при минимальных затратах.

♦ производство энергии, как правило, должно осуществляться в момент потребления;

♦ энергия должна доставляться на рабочие места бесперебойно и в необходимом количестве. Перебои в снабжении энергией вызывают прекращение процесса производства, нарушение технологии;

♦ энергия потребляется неравномерно в течение суток и года. Это вызвано природными условиями (летние и зимние периоды, день, ночь) и организацией производства;

♦ мощность установок по производству энергии должна обеспечивать максимум потребления.

По характеру использования энергия бывает: технологической, двигательной (силовой), отопительной, осветительной и санитарно-вентиляционной. Для промышленных предприятийнаибольшее значение имеет потребление энергии на двигательные и технологические цели. В качестве двигательной силы технологического и подъемно-транспортного оборудования используются главным образом электроэнергия и внебольшом количестве пар и сжатый воздух.

Различные виды энергии и энергоносителей применяются на всех стадиях технологии производства изделия. При этом единство и взаимообусловленность технологии и энергетики – наиболее характерная черта большинства производственных процессов промышленного предприятия. В число потребителей электроэнергии необходимо отнести и такие участки производства, как слаботочные средства связи: телефоны, радио, диспетчерская связь.

На всех предприятиях-эпергопотребителях должен быть составлен энергетический паспорт, который является нормативно-хозяйственным документом, утвержденным по единой государственной форме. В таком паспорте отражаются все основные сведения об энергохозяйстве предприятия и производится оценка эффективности использования топливно-энергетических ресурсов по объектам предприятия.

Энергообеспечение большинства промышленных предприятий построено на централизованной системе, когда они получают энергоносители со стороны: электроэнергию – от энергетической системы (через заводскую понизительную подстанцию) или от заводской электростанции, связанной с энергетической системой; пар – по тепловой сети районной энергетической системы при заводской теплоцентрали; газ – из сети дальнего газоснабжения природным газом.

Потребляемые предприятием энергоресурсы могут производиться, и на самом предприятии: электроэнергия – на заводской электрической станции, пар и горячая вода – в котельных, генераторный газ – на газогенераторной станции.

Распространен и комбинированный вариант обеспечения энергоресурсами, когда часть энергии покрывается за счет ее обеспечения от собственных установок, а часть – централизованно. Наиболее экономичной формой энергоснабжения крупных промышленных предприятий является включение заводской ТЭЦ в энерготехническую систему. В таком случае в часы, когда предприятию требуется дополнительное количество энергии, оно забирает ее из энергосистемы. Это избавляет изолированные заводские электростанции от необходимости иметь дополнительные мощности для обеспечения максимальной нагрузки в часы пик, когда же падает потребность в электроэнергии, такая станция может отдавать избыточную электроэнергию в энергосистему.

Энергетическое хозяйство предприятия выполняет следующие функции:

♦ обеспечение предприятия всеми видами энергии;

♦ наблюдение за строгим выполнением правил эксплуатации энергетического оборудования;

♦ организация и проведение ремонтных работ;

♦ организация рационального использования и выявления резервов по экономии топлива и энергии;

♦ разработка и осуществление мероприятий по реконструкции и развитию энергетического хозяйства предприятия.

Объекты энергохозяйства и характеристика цехов предприятия представлены на рисунке 1, таблице 1.

Рисунок 1. Примерная организационная структура управления энергохозяйством крупного промышленного предприятия

Энергетическое хозяйство предприятия подразделяют на две части: общезаводскую и цеховую. Общезаводскую часть образуют генерирующие, преобразовательные установки и общезаводские сети. К цеховой части энергохозяйства относятся первичные энергоприемники, цеховые преобразовательные установки и внутрицеховые распределительные сети.

Таблица 1. Характеристика энергетических цехов предприятия

Наименование цеха	Выполняемые функции	Примерный состав цеха
Электросиловой	Электроснабжениепредприятия на напряжении у рабочих мест	Понизительные подстанцииМотор-генераторные установки зарядных станцийЭлектродвигатели высокого напряжения (для генераторов высокой частоты)Трансформаторные установки (печные трансформаторы дуговых печей)
Теплосиловой	Обеспечение предприятия паром, горячей водой, сжатым воздухомПолучение промышленной воды	Заводские котельныеТепловая сеть заводаКомпрессорные установки и воздушная сеть заводаСистема водоснабжения Мазутоперекачивающие установки
Газовый	Снабжение предприятия газом из сети газоснабженияОбеспечение работы газогенераторной станции предприятияСнабжение предприятия кислородом и ацетиленом	Газовые вводы или газогенераторная станция предприятияКислородная станцияГазовые сети
Электромеханический	Капитальный ремонт электрооборудования и электроаппаратурыпредприятия и изготовление в случае необходимости отдельных видов нового оборудования	Дсфектовочная группаОбмоточная мастерская с сушильно-пропиточным отделениемСлесарно-механическое и сборочноеотделения
Слаботочный	Телефонная и радиосвязь Эксплуатация аккумуляторных установок	АТС, коммутаторные установки, передающие, приемные установки Зарядные станции, аккумуляторное хозяйство электрокарного парка и др.

Пример решения задачи по теме № 11

Энергетическое хозяйство предприятия представляет собой совокупность отделов и структурных подразделений (цехи, энергетические установки и вспомогательные устройства), реализующую следующие задачи:

¨ бесперебойное обеспечение предприятия, его подразделений и рабочих мест всеми видами энергии с соблюдением установленных для нее параметров (напряжения, давления, температуры и др.);

¨ рациональное использование энергетического оборудования, его ремонт и обслуживание;

¨ эффективное использование и экономное расходование в процессе производства всех видов энергии.

¨ производство энергии, как правило, должно осуществляться в момент потребления;

¨ энергия должна доставляться на рабочие места бесперебойно и в необходимом количестве. Перебои в снабжении энергией вызывают прекращение процесса производства, нарушение технологии;

¨ энергия потребляется неравномерно в течение суток и года. Это вызвано природными условиями (летние и зимние периоды, день, ночь) и организацией производства;

¨ мощность установок по производству энергии должна обеспечивать максимум потребления.

По характеру использования энергия бывает: технологической, двигательной (силовой), отопительной, осветительной и санитарно-вентиляционной.

Виды и направления потребления энергии на промышленном предприятии представлены в таблице 34.

Таблица.34.— Виды и направления потребления энергии на промышленных предприятиях

Виды энергии	Направления использования
Топливо (жидкое и газообразное)	Для подогрева сырья Для получения пара, горячей воды
Электроэнергия	В химико-технологических процессах (электролиз, электротермия) Для перекачивания веществ, привода компрессоров, конденсаторов, холодильников Как двигательная сила На освещение
Теплоэнергия (пар)	На технологические нужды Для привода насосов, турбин На отопление
Воздух	Для обдувки пресс-форм В пневмотранспорте Пневмоинструменте
Вода	В качестве растворителя В качестве теплоносителя (охлаждение, нагрев) В качестве реакционной среды Для получения водорода Для получения водяного пара На хозяйственно-бытовые нужды

Энергетическое хозяйство крупных промышленных предприятий находится в ведении главного энергетика. Отдел главного энергетика (ОГЭ) включает бюро (группы) использования энергооборудования (электротехнического, теплотехнического, вентиляционного и др), а также энергетическую и тепловую лаборатории.

Главный энергетик подчиняется главному инженеру. На небольших предприятиях, где энергетическое хозяйство значительно проще, оно может находиться в ведении главного механика (создается энергомеханический отдел (ЭМО)).

Объекты энергохозяйства и характеристика цехов предприятия представлены на рисунке 38, таблица 35.

Рисунок 38.— Классификация объектов энергохозяйства предприятия

Таблица 35. — Характеристика энергетических цехов предприятия

Наименование цеха	Выполняемые функции	Примерный состав цеха
Электросиловой	Электроснабжение предприятия	Понизительные подстанции Мотор-генераторные установки зарядных станций Электродвигатели высокого напряжения (для генераторов высокой частоты) Трансформаторные установки (печные трансформаторы дуговых печей)
Теплосиловой	Обеспечение предприятия паром, горячей водой, сжатым воздухом, вентиляция Получение промышленной воды. водоотвод	Заводские котельные Тепловые сети завода Компрессорные установки и воздушная сеть завода, вентиляция Система водоснабжения, канализация Мазутоперекачивающие установки
Газовый	Снабжение предприятия газом из сети газоснабжения Обеспечение работы газогенераторной станции предприятия Снабжение предприятия кислородом и ацетиленом	Газовые вводы или газогенераторная станция предприятия Кислородная станция Газовые сети

Продолжение таблицы 35

Электромеханический	Капитальный ремонт электрооборудования и электроаппаратуры предприятия, изготовление в случае необходимости отдельных видов нового оборудования	Дефектовочная группа Обмоточная мастерская с сушильно-пропиточным отделением Слесарно-механическое и сборочное отделения
Слаботочный	Телефонная и радиосвязь Эксплуатация и радиосвязь Эксплуатация аккумуляторных установок	АТС, коммутаторные установки, передающие, приемные установки Зарядные станции, аккумуляторное хозяйство электрокарного парка и др.

Основой рациональной организации энергетического хозяйства на предприятии является правильное планирование производства и потребления энергоресурсов с применением балансовых методов (таблица 36).

Таблица 36.— Классификация энергетических балансов

Классификационный признак	Вид энергетического баланса	Иллюстративный перечень
Назначение баланса	Перспективный Плановый (тактический) Отчетный (фактический)	Электробаланс предприятия на перспективу развития Годовой плановый электробаланс, плановые топливные балансы по видам топлива Ежемесячные балансы теплоты, топлива, электроэнергии
Вид энергоносителя	Частные энергобалансы по отдельным видам энергоносителей Сводные энергобалансы	Балансы отдельных видов топлива (уголь, нефть, газ и т. д.) Электробаланс цеха, предприятия Баланс пара, горячей воды Баланс сжатого воздуха Сводный топливный баланс предприятия (по сумме по всем видам топлива) Сводный энергобаланс цеха, предприятия (по сумме расхода всех энергоносителей)
Характер целевого использования энергии	Балансы силового использования видов энергии Балансы технологического использования видов энергии Балансы производственно- хозяйственных видов энергии —	Баланс силового пара Цеховой баланс технологического использования энергии Баланс пара и горячей воды для отопительно-вентиляционных нужд цеха, завода

Общий вид энергобаланса рассчитывается по формуле

(71)

где Wпр (пол) э — объем произведенной (полученной) энергии;

Wпотр э — объем потребленной энергии;

Wп с — потери энергии в сетях и преобразовательных установках;

Wотгр — объем энергии, отпущенной на сторону.

Общая потребность предприятия в конкретном виде топлива или энергии (Э) определяется по формуле

(72)

где Нпл — норма расхода силовой и технологической энергии на единицу товарной продукции, кВт×ч; кДж/м 3 ;

Nпл — планируемый объем производства в натуральном выражении;

Эосв — расход энергии на освещение;

Эо — расход энергии на отопление;

Эв — расход энергии на вентиляцию и кондиционирование;

Эпр — потребность энергии на прочие процессы;

Эп — потери энергии в сетях предприятия;

Эотп — отпуск энергии сторонним организациям.

Рассмотрим основные расчетные формулы на примере определения потребности предприятия в электрической энергии.

Плановая потребность предприятия в электроэнергии (общая) (Рэл общ) определяется по формуле

Рэл общ = Нрэ × Nпл + Рэл всп + Рст + Рпот, (73)

где Нрэ — плановая норма расхода электроэнергии на единицу продукции, кВт×ч;

Nпл — плановый объем выпуска продукции в натуральном (стоимостном) выражении, шт. или р.;

Рэл всп — расход энергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляция, отопление и т. д.), кВт×ч;

Рст — планируемый отпуск энергии на сторону, кВт×ч;

Рпот — планируемые потери энергии в сетях, кВт×ч.

Необходимое количество двигательной (силовой) электроэнергии для производственных целей зависит от мощности установленного оборудования и определяется по следующей формуле:

, (74)

где Wу — суммарная мощность установленного оборудования (электромоторов), кВт;

Фд — действительный (эффективный) фонд времени работы оборудования (потребителей электроэнергии) за плановый период (месяц, квартал, год), ч;

Кз — коэффициент загрузки оборудования по мощности;

Ко — коэффициент загрузки оборудования по времени;

Кс — коэффициент полезного действия питающей электрической сети;

Zд — коэффициент полезного действия установленных электромоторов.

Предприятия, получающие электроэнергию для производственных нужд от энергосистем, оплачивают ее стоимость по двухставочному тарифу, состоящему из годовой платы на 1 кВт заявленной (абонированной) потребителем максимальной мощности. Участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы и платы за 1 кВт ч отпущенной активной электроэнергии. Под заявленной мощностью понимается абонированная потребителем наибольшая получасовая электрическая мощность, совпадающая с периодом максимальной нагрузки энергосистемы.

Плата за 1 кВт ч установлена за отпущенную потребителю активную электроэнергию, ученную расчетным счетчиком на стороне вторичного напряжения головного абонентского трансформатора. Если счетчик установлен на стороне вторичного напряжения, т.е. после головного абонентского трансформатора, то установленная плата за 1 кВт ч отпущенной потребителю электроэнергии при расчетах умножается на коэффициент (например 1,025). Стоимость электроэнергии (в рублях), получаемая предприятием от энергосистемы З _пд рассчитывается по формуле

где Ц _ij — основная плата за 1 кВт присоединенной мощности, р/год; М — мощность трансформаторов и высоковольтовых линий, кВт; Ц_т — дополнительная плата по основному тарифу за израсходованный 1 кВт ч; b — коэффициент, учитывающий скидку с тарифа или надбавку к нему.

Двусоставной тариф экономически поощряет потребителей к снижению мощности и максимума нагрузки за счет уплотнения и выравнивания графиков, но при этом усложнены расчеты с потребителем.

Тарифы на энергию дифференцируются по видам, параметрам, удаленности теплоносителей и по другим признакам.

По двухставочному тарифу оплачивают промышленные и приравненные к ним потребители, а с присоединенной мощностью до 7540 кВт — по одноставочному тарифу. Достоинствами одноставочного тарифа являются: простота расчета, минимум измерительных приборов (используется счетчик активной нагрузки). Размер платы по одноставочному тарифу З _эо определяется как произведение цены за единицу энергии на ее общее потребленное количество за данное время:

где Ц_т — тариф на электроэнергию, р/ кВт ч; W — объем потребленной энергии, кВт.

Недостаток одноставочного тарифа — экономическая незаинтересованность потребителей в выравнивании графика за счет снижения пиков нагрузки, что облегчает условия работы и улучшает экономические показатели энергосистемы в целом. Поэтому важно стимулировать снижение пиков нагрузки у потребителей и выравнивание графика. Т.е. уменьшить затраты на покупку электроенергии у других энергосистем.

Стоимость 1 кВт ч електроенергии, получаемой от собственной электростанции Ц_с можно определить по формуле

где З_ос — общие затраты на производство электроэнергии собственными электростанциями; W — суммарное количество расходуемой энергии, кВт ч; К_и — коэффициент использования энергии.

Вопросы для самоконтроля и обсуждения

1. Состав, значение и задачи энергохозяйства.

2. Виды потребляемой энергии на предприятии.

3. Что представляет собой структура энергохозяйства на предприятии?

4. Характеристика энергетических цехов предприятия.

5. Виды энергетических балансов, особенности их составления.

6. Как осуществляется энергоснабжение предприятия?

7. Каковы основные направления совершенствования использования энергоресурсов?

Темы рефератов

1. Значение, задачи и особенности энергохозяйства при организации производственного процесса на предприятии.

2. Основные направления рационализации потребления энергоресурсов на производственном предприятии.

Задания для самостоятельной работы

1. Изучите классификацию и назначение энергоресурсов, потребляемых производственным предприятием (табл.32).

2. Рассмотрите классификацию объектов энергетического хозяйства предприятия (рис. 38, табл.33).

Тесты

Выберите правильный вариант ответа из предложенных ниже вариантов.

11.1 Что входит в структуру энергохозяйства предприятия?

а) теплосиловое, электросиловое, газовое хозяйство, слаботочная связь;

б) отопительное, электросиловое, газовое, осветительное хозяйство, слаботочная связь;

в) теплосиловое, отопительное, электроремонтное хозяйство, санитарно-вентиляционное хозяйство;

г) тепловой, электросиловой, газовый, электромеханический, слаботочный цехи, отдел главного энергетика.

11.2 Назовите задачи, решаемые энергохозяйством предприятия:

а) бесперебойное обеспечение предприятия, его подразделений и рабочих мест всеми видами энергии с соблюдением установленных для нее параметров;

б) рациональное использование энергетического оборудования, его ремонт и обслуживание;

в) эффективное использование и экономное расходование в процессе производства всех видов энергии;

г) все вышеназванные.

11.3 Какие виды энергетических ресурсов потребляются на промышленном предприятии:

а) вода и воздух;

б) теплоэнергия ( пар ) и электроэнергия;;

в) топливо ( жидкое, газообразное );

г) все вышеназванные.

11.4 Назовите виды энергетических балансов, применяемых на предприятии:

а) перспективный, плановый (тактический), отчетный (фактический);

б) частные энергобалансы по отдельным видам энергоносителей, сводные энергобалансы;

в) балансы силового использования видов энергии, балансы технологического использования видов энергии, балансы производственно-хозяйственных видов энергии;

г) применяются все вышеназванные.

11.5 Общая потребность в энергии определяется по формуле:

а) Э = Нпл Nпл +Эосв+Эо+Эп+Эпр+Эсл+Эотп;

б) Э = Нпл Nпл +Эосв+Эо+Эв+Эпр+Эп+Эотп;

в) Э = Нпл Nпл +Эосв+Эо+Эп+Эв+Эсл;

г) Э = Нпл Nпл +Эосв+Эо+Эв+Эотп+Эсл,

где — Нпл — плановая норма расхода силовой и технологической энергии на единицу товарной продукции; Эосв — потребность в энергии для освещения; Эо — потребность в энергии на отопление; Эв — потребность в энергии на вентиляцию и кондиционирование; Эотп — отпуск энергии сторонним организациям; Эпр — потребность в энергии на прочие процессы; Эсл. — потребность в энергии на слаботочную связь; Эп — потери энергии в сетях предприятия; Nпл — планируемый объем производства в натуральном выражении.

11.6 Формула энергетического баланса:

а) Wпр(пол)э= Wпотр.э + Wп.с +Wотгр;

б) Wпр(пол)э = Wпотр.э+Wотгр;

в) Wпр(пол)э = Wсу + Wпс +Wпотр.э;

г) Wпр(пол)э = Wотгр + Wп.с.,

где Wпр(пол)э — объем произведенной (полученной) энергии; Wпотр.э — объем потребленной энергии; Wсу— обеспечение энергии от собственных установок; Wп.с — потери в сетях и преобразовательных установках, Wотгр – объем энергии, отгруженной на сторону.

11.7 По характеру использования энергия разделяется на:

а) технологическую, отопительную, осветительную, слаботочную, санитарно-вентиляционную;

б) технологическую, двигательную, отопительную, осветительную, санитарно-вентиляционную;

в) силовую, слаботочную, осветительную, отопительную, санитарно-вентиляционную;

г) технологическую, двигательную, силовую, осветительную, отопительную.

11.8 Что не является особенностью производства и потребления электроэнергии?

а) производство энергии, как правило, должно происходит в момент потребления;

б) энергия должна доставляться на рабочее место бесперебойно и необходимого качества;

в) неравномерность потребления и производства энергии в течение суток и года;

г) мощность установок по производству энергии должна обеспечивать минимум потребления;

11.9 Затраты на электроэнергию по одноставочному тарифу определяются по формуле:

где Ц _у — плата за установленную мощность, р / кВт; Ц_т — тариф за 1 квт ч энергии; М — заявленная потребителем мощность, кВт; W _у – потребленная энергии, кВт ч .

Задачи

Пример решения задачи по теме № 11.

Условие задачи:Рассчитайте годовую потребность цеха в электроэнергии, если известно, что цех работает в 2 смены, продолжительность смены — 8 ч, рабочих дней — 256. Общая мощность двигателей цеха — 600 кВт, коэффициент использования мощности — 0,9, времени — 0,75. Потери электроэнергии в сети составляют 6 %, в двигателях — 10 %.

Решение:

При расчете годовой потребности цеха в двигательной (силовой) электроэнергии используем формулу (74)

Пример годового баланса электроэнергии предприятия, имеющего собственную ТЭЦ.

Пример годового баланса электроэнергии приведен в таблице 37.

Таблица 37. — Баланс электроэнергии на __ год

Потребитель	Приход	Расход
млн. кВт ч	%	млн. кВт ч	%
Всего получено	562,1	100,0
Выработано	359,8	64,0
Получено: от ТЭЦ от сети	117,7 84,6	20,9 15,1
Всего потребность	562,1	100,0
Отпущено районной системе	40,6	7,2
Израсходовано на собственные нужды ТЭЦ	50,7	9,0
Расход предприятия В том числе: технологическая энергия двигательная энергия освещение потери	470,8 98,5 324,1 43,4 4,8	— 17,5 57,7 7,7 0,9

Задача 11.1. Производственная программа выпуска изделий следующая: изделий А — 60000 шт., Б — 30000 , В — 40000 и Г — 25000 шт. Норма расхода электроэнергии на изделие А в заготовительном производстве — 80 кВт ч, на изделие Б — 82, В — 80 и Г — 75 кВт ч.

Установленная мощность энергоприемников в механосборочном производстве — 15000 кВт. Расход энергии в цехах вспомогательного производства составляет 30 % от расхода энергии на технологические цели в основном производстве. По нормативам на освещение, вентиляцию и другие хозяйственные нужды расход энергии — 15 млн. кВт ч. Коэффициент, учитывающий загрузку оборудования по мощности, — 0,6, по времени — 0,8. Потери в сети составляют 10 %. КПД двигателей — 0,8. Определить плановый годовой расход электроэнергии по предприятию.

Задача 11.2. Производственная программа выпуска изделий приведена в таблице 38.

Таблица 38.— Программа выпуска изделий

Наименование изделия	Объем производства по вариантам, тыс. шт.
1-му	2-му	3-му	4-му	5-му	6-му	7-му	8-му	9-му	10-му
А
Б
В
Г

Норма расхода электроэнергии в заготовительном производстве составляет 80 кВт×ч на изделие А, 75 кВт×ч — на изделие Б, 82 кВт×ч — на изделие В, 80 кВт×ч — на изделие Г.

Суммарная установленная мощность энергоприемников — 35000 кВт, в том числе в механосборочном производстве — 15000 кВт. Расход энергии в цехах вспомогательного производства составляет 30 % от расхода энергии на технологические цели в основном производстве. Расход энергии по нормативам на освещение, вентиляцию и другие хозяйственные нужды — 15 млн кВт×ч, в том числе на освещение
5 млн кВт×ч. Коэффициент, учитывающий загрузку оборудования по мощности, — 0,9, по времени — 0,8; коэффициент, учитывающий потери в сети, — 0,9. Действительный годовой фонд времени работы оборудования — 3900 ч.

Исходя из вышеприведенной информации определите плановый годовой расход электроэнергии по предприятию.