Организация энергетического хозяйства. Энергия – это та или иная сила, приводящая средства производства в необходимое движение

Энергия – это та или иная сила, приводящая средства производства в необходимое движение. Производство всегда нуждалось в такой двигательной силе. Но прежде оно обходилось лишь механической энергией самого человека или используемых им животных. Совре­менные же производительные силы требуют мощного и разнообразного топливно-энергетического (и прежде всего электрического) обеспечения. Поэтому энергетический фактор производства приобрёл особо важное, самостоятельное значение [7–13, 17–20, 29–32, 36]. Без отдельного решения вопроса об энергоснабжении сегодня невозможно построить ни одного среднего или крупного предприятия.

Основное назначение энергетического хозяйства предприятия – бесперебойное снабжение производства всеми видами энергии при соблюдении техники безопасности, выполнении требований к качеству и экономичности энергоресурсов. Основными видами энергии являются: электрическая энергия; тепловая и химическая энергия твердого, жидкого и газообразного топлива; тепловая энергия пара и горячей воды; механическая энергия. К энергоресурсам относятся: электрический ток, натуральное топливо, пар разных параметров, сжатый воздух разного давления, природный и сжиженный газ, горячая вода и конденсат, вода под напором. Разнообразные виды ресурсов на предприятии используются в качестве двигательной силы, в технологических процессах, для отопления, освещения, вентиляции, хозяйственно-бытовых нужд и т.д. [9–13, 24–26].

На всех стадиях производства могут быть использованы раз­личные виды энергии и энергоресурсов. Так, в кузнечных цехах машиностроительных предприятий при резке металла возможно использование электроэнергии и газа. При нагреве под ковку и штамповку используются электроэнергия (индукционный и контактный нагрев), газ и мазут (пламенный нагрев); в процессе ковки и штамповки – пар под давлением 8÷10 атм и сжатый воздух (для приведения в действие оборудования и обдувки штампов); при термообработке – электроэнергия, газ и мазут. В землеприготовительных отделениях литейных цехов применяется электроэнергия. При формовке и изготовлении стержней – электроэнергия и сжатый воздух. В процессе плавки металла – электроэнергия (в электропечах), газ, мазут (в мартеновских печах), кокс (в вагранках). При выбивке и очистке литья используются электроэнергия и сжатый воздух. Для мойки – пар 4÷6 атм и горячая вода. В механических цехах при металлообработке в основном применяются электроэнергия и сжатый воздух (в пневматической аппаратуре) и т.д.

Выбор наиболее экономичных энергоресурсов должен осуществляться на основе комплексного решения вопросов энергетики, технологии, организации производства и экономики путем сравнительного анализа удельных расходов (норм расхода) технологического топлива и энергии, единовременных затрат на разработку и внедрение мероприятий по снижению норм. Потребляемые предприятием энергоресурсы могут приобретаться со стороны как покупные и вырабатываться собственными силами [96]. На предприятии могут производиться: электроэнергия – на заводской электрической станции, пар и горячая вода – в котельных, генераторный газ – на газогенераторной станции.

Энергоснабжение предприятия имеет особенности, состоящие в необходимости немедленного использования произведенной энергии и неравномерной потребности в ней в течение суток и времени года. Поэтому бесперебойное снабжение энергией должно обеспечиваться за счет создания резервов мощностей энергетического оборудования. В связи с этим наиболее совершенной и экономичной системой энергоснабжения предприятия является централизованная. В этом случае предприятие получает электрическую энергию от центральной (единой) электрической системы (через заводскую понижающую подстанцию), пар – по тепловой сети районной энергетической системы или заводской теплоэлектроцентрали, газ – из сети дальнего газоснабжения природным газом, от комбината энергохимического использования топлива и т.д.

Централизованная система снабжения обеспечивает надежное и бесперебойное снабжение предприятия энергией и снижает текущие издержки производства и единовременные затраты, связанные с получением необходимых предприятию видов энергии. Например, потребление электроэнергии, как и других видов энергии, имеет так называемые пики и спады. Изолированная заводская электростанция вследствие этого должна иметь дополнительные мощности для того, чтобы обеспечивать максимальную нагрузку в часы пик. И, наоборот, в часы спада электростанция будет иметь избыток электроэнергии. Если же она включена в Единую энергетическую систему, то в часы пик предприятие забирает энергию из энергосистемы. Наоборот, когда падает потребность в электроэнергии, такая станция может отдавать избыточную электроэнергию в энергосистему. Для энергоснабжения предприятий используются также энергетические отходы производства, т.е. вторичные энергетические ресурсы. Большие потери давления в воздушных сетях при значительной их протяженности не позволяют осуществлять централизованное обеспечение предприятия сжатым воздухом даже внутри предприятия. Обычно для снабжения сжатым воздухом используются стационарные или передвижные компрессорные станции, расположенные вблизи цехов-потребителей.

Основой рациональной организации энергетического хозяйства на предприятии является правильное планирование производства и потребления энергоресурсов с применением балансовых методов. Они дают возможность рассчитывать потребность предприятия в различных видах топлива и энергии, исходя из объема производства и прогрессивных норм, а также определять наиболее рациональные источники покрытия этой потребности. Энергетические балансы входят в группу материальных балансов. Они подразделяются по назначению – на стратегические и тактические плановые, а также отчетные; по степени охвата – на сводные (по предприятию, цеху), частные (по агрегатам, видам энергоресурсов, виду обработки).

Рабочая форма баланса построена по производственно-террито­риальному и целевому признакам (статьи баланса группируются по участкам производства и направлению использования энергии; отдельно выделяются потери энергии в сетях предприятия) и отражает весь внутренний оборот энергии данного вида, включая использо­вание вторичных энергетических ресурсов. Составление балансов должно сопровождаться проектированием режимов энергетической нагрузки предприятия и режимов работы генерирующих установок. Составление баланса начинается с его расходной части:

– вначале рассчитывается потребность во всех видах энергии и топлива основного и вспомогательного производства предприятия и расход энергии и топлива на отопление, вентиляцию, освещение, хозяйственно-бытовые и непроизводственные нужды;

– затем определяются допустимые (нормативные) величины потерь энергии в сетях и преобразовательных установках, суммарные потребности предприятия по видам ресурсов. На этой основе составляются годовые графики нагрузки предприятия по видам энергоресурсов.

Разработка приходной части включает следующие операции:

1) определение производственных ресурсов генерирующих установок предприятия и возможности получения топлива и энергии со стороны;

2) проектирование режимов работы генерирующих установок предприятия и определение графиков их нагрузки;

3) определение размера покрытия потребности за счет собственного производства, получения со стороны и использования вторичных энергоресурсов;

4) определение количества энергии, которое может быть отпущено на сторону.

Далее, разрабатываются энергетические балансы генерирующих установок предприятия и рассчитываются технико-экономические показатели их работы. Баланс топлива составляется по отдельным его видам и маркам. Для составления отчетных энергобалансов необходим дифференцированный и точный учет расхода топлива и энергоресурсов. Определение потребности в энергоресурсах по отдельным элементам перед составлением балансов осуществляется на основе норм их расхода.

Структура энергетического хозяйства (например, крупного ма­шиностроительного предприятия) включает энергетические цехи (электросиловой, теплосиловой, газовый, электромеханический, слаботочный), преобразовательные и генерирующие установки (компрессорная, котельная, генераторная станция и др.), цеховые и общезаводские энергопередающие сети, потребителей энергии (оборудование, станки, печи и др.). Энергетическое хозяйство крупных предприятий находится в ведении главного энергетика, мелких предприятий – в ведении главного механика. В состав отдела главного энергетика входят бюро (группы) энергоиспользования, энергооборудования, электрическая и тепловая лаборатории. Обеспечение бесперебойного питания крупного завода необходимыми энергоресурсами возлагается на дежурных инженеров, руководящих эксплуатацией всего энергетического хозяйства в течение смены. Персонал энергетических цехов подразделяется на сменный – ведущий текущую эксплуатацию оборудования, и ремонтно-монтажный.

Технико-экономические показатели энергохозяйства подразделя­ются на две группы: 1) по экономичности производства энергии: удельный расход топлива на производство электроэнергии и тепла; коэффициенты полезного действия генерирования электрической и тепловой энергии; удельный расход электрической энергии на 1000 м³ сжатого воздуха и т.д.; себестоимость единицы вида энергии; 2) по эффективности использования энергии: удельный расход энергии по ее видам, видам работ; структура энергобаланса цехов и предприятия в целом; показатели энерговооруженности труда.

Основными направлениями совершенствования энергетического хозяйства и повышения эффективности его функционирования являются приобретение ресурсосберегающего оборудования, использование наиболее экономичных видов энергоресурсов, совершенствование схем энергопотребления, совершенствование технологических процессов, автоматизация производственных процессов, учета и контроля использования ресурсов, совершенствование конструкции энергооборудования, применение расчетно-аналитических методов нормирования ресурсов, упрощение структуры энергетического хозяйства предприятия, стимулирование улучшения использования ресурсов и др.