5
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………...6
Глава 1. Теоретические аспекты анализа и оптимизации электропотребления
предприятия……………………………………………………………………….8
1.1. Характеристика энергохозяйства промышленного предприятия…………8
1.2. Особенности потребления энергоресурсов……………………………….13
1.3. Анализ энергопотребления предприятия: основные методы и
технологии………………………………………………………………………..20
Глава 2. Анализ энергопотребления АО «ОХК «УРАЛХИМ»………………24
2.1. Характеристика направлений и результатов деятельности предприятия.24
2.2. Оценка текущего состояния потребления энергоресурсов на
предприятии……………………………………………………………………...27
2.3. Проблемы энергопотребления предприятия………………………………31
Глава 3. Оптимизация энергопотребления АО «ОХК «УРАЛХИМ»………..55
3.1. Факторы снижения энергозатрат на предприятии………………………..55
3.2. Предложения по оптимизации энергопотребления на предприятии……57
Заключение……………………………………………………………………….66
Список использованной литературы…………………………………………...70
Приложения……………………………………………………………………...74
6
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выпускной квалификационной работы заключается в том,
что стоимость электроэнергии, которую промышленные предприятия
получают от централизованной энергосистемы, постоянно растет, что
соответственно приводит к увеличению издержек предприятия. Также
необходимо отметить, что надежность существующего оборудования, которое
применяется в действующих электроустановках электросетевых предприятий
в некоторых участках достаточно низкая, что связано с тем, что существующее
оборудование во многих энергообъектах уже морально и физически устарело
и выработало свой срок службы, установленный заводом изготовителем.
Реконструкции, выполняемые на сегодняшний день, не покрывают все
потребностей в модернизации оборудования.
В условиях рыночной экономики и значительного повышения цен на
энергоресурсы особую важность приобретает задача эффективного
использования энергии в различных отраслях промышленности. Проблема эта
многоплановая и включает комплекс задач, каждая из которых имеет большое
значение при решении вопросов энергосбережения. Прежде всего, это задачи
учета и анализа расхода энергоносителей, установление энергетических
характеристик оборудования и его оптимальных режимов работы,
нормирования и планирования энергозатрат, оперативное управление
потоками энергоносителей, с учетом эффективности их использования,
прогнозные оценки энергопотребления на различных уровнях управления
производством и др.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка
мероприятий по анализу и оптимизации энергопотребления предприятия.
Объектом исследования является предприятие АО «ОХК «УРАЛХИМ».
Предмет исследования - энергосберегающая деятельности предприятия.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить характеристику энергохозяйства промышленного
предприятия;
7
- рассмотреть особенности потребления энергоресурсов;
- провести анализ энергопотребления предприятия: основные методы и
технологии;
-рассмотреть характеристику направлений и результатов деятельности
предприятия;
- оценить текущее состояние потребления энергоресурсов на
предприятии;
- изучить проблемы энергопотребления предприятия;
- рассмотреть факторы снижения энергозатрат на предприятии;
- разработать предложения по оптимизации энергопотребления на
предприятии.
Практическая значимость работы заключается в эффективном
применении мероприятий по оптимизации энергопотребления предприятия
АО «ОХК «УРАЛХИМ».
Теоретической и методологической основой выпускной
квалификационной работы послужили классические труды таких ученых как:
Батурин В.К, Балашов А.П. , Бланк И.А. , Бусов,В.И., Лукманова, И.Г., Мескон
М.Х, Попов С.Г. и др.; законодательство Российской Федерации и публикации
в периодической печати; учебники и учебные пособия; результаты
собственных исследований.
Методы исследования: при решении поставленных задач
использовались методы статистической обработки информации, теории
моделирования, теории оптимальных процессов сложных систем в сочетании
с нормативно-правовыми документами, регулирующими
электроэнергетическую отрасль.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, 3 глав,
списка использованной литературы и приложений.
8
Глава 1. Теоретические аспекты анализа и оптимизации
электропотребления предприятия
1.1. Характеристика энергохозяйства промышленного предприятия
Современное производство требует затраты огромного количества
топлива, электрической энергии и тепла, также сжатого воздуха и кислорода.
В промышленности расходуется семьдесят три процента вырабатываемой в
мире электрической энергии. В СССР расход топлива в промышленности
составляет приблизительно 45% общего, а потребление электрической
энергии — шестьдесят семь процентов всей ее выработки. В ряде отраслей
промышленности энергетическая составляющая в себестоимости продукции
равна 15—сорок процентов, в нефтеперерабатывающей промышленности
25—тридцать процентов, в темной металлургии 40— пятьдесят процентов, а в
электроемких производствах — пятьдесят процентов и поболее
1
.
Серьезные издержки на энергетику для большей части компаний
оказываются равными 25—тридцать пять процентов по отношению к общим
финансовложениям в промышленные предприятия, а время от времени для
энергоемких производств они растут до 50—шестьдесят процентов.
В топливно-энергетическом балансе государства неуклонно вырастает
значение промышленности и доля электростанций в связи с развитием
электрификации и теплофикации.
Соответственно большой роли энергетики в производстве передовые
промышленные компании имеют трудное энергетическое хозяйство, под
которым следует осознавать комплекс установок и устройств, созданных для
производства, трансформирования, распределения и употребления
электрической энергии, тепла, топлива газа, сжатого воздуха и кислорода.
В общем случае энергетическое хозяйство промышленных компаний
состоит из:
1. установок для производства электрической, и тепловой энергии —
1
Файбисович Д.Л., Карапетян И.Г., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электрических сетей – М.:
Изд-во НЦ ЭНАС, 2016. – 352 с.
9
электрические станции, котельные;
2. установок для производства сжатого воздуха и кислорода —
паровоздуходувные, компрессорные и кислородные станции;
3. установок для производства газа — газогенераторные станции,
установки для производства защитных атмосфер;
4. систем трансформирования электрической энергии и распределения
электрической энергии, тепла, топлива, газа, сжатого воздуха и кислорода —
трансформаторные подстанции и электрические сети, установки для обогрева
воды, паровые и тепловые сети, системы топливоподачи, трубопроводы,
воздухопроводы и пр
2
.
Характерной особенностью энергетического хозяйства промышленных
предприятий является разнообразие составляющих его установок и устройств,
непосредственная их связь с технологическим процессом производства и
размещение зачастую на значительном расстоянии друг от друга.
Состав энергетического хозяйства различных предприятий и
характеристики его элементов определяются разнообразными и
взаимосвязанными факторами, в том числе:
- технологическим процессом и степенью механизации и
электрификации производства;
- абсолютной величиной, параметрами и режимом потребления
электроэнергии, тепла, сжатого воздуха и кислорода;
- видом получаемого топлива;
- размещением предприятия по отношению к районным энергетическим
системам и пр.
3
Влияние указанных факторов, а также других местных и специфических
для предприятия условий определяет индивидуальные особенности
энергетического хозяйства каждого промышленного предприятия.
2
Cпpaвoчник пo пpoектиpoвaнию электpических сетей. Пoд pедaкцией Д.Л. Фaйбисoвичa. - М.: Изд-вo НЦ
ЭHAC, 2015. З20 c.
3
Петренко Л. И. Электрические сети. Сборник задач / Л. И. Петренко. – Киев : Вища школа, 2016. – 215 с.
10
Однако структура энергетического хозяйства всех предприятий в общем
случае принципиально одинакова (рис. 1)
4
.
1 — внешний источник топлива;
2 — внешний источник энергии;
3 — источники различных видов энергии на предприятии;
4 — технологические потребители топлива;
5 — потребители электроэнергии;
6 — потребители пара и горячей воды;
7 — вторичные энергоресурсы технологических потребителей топлива;
8 — горючие отходы производства;
9 — вторичные энергоресурсы потребителей пара и горячей воды.
Рисунок 1. Структура энергетического хозяйства
промышленных предприятий
Вторичные энергетические ресурсы и горючие отходы производства
употребляются конкретно для разных покупателей, также для выработки
тепловой и электрической энергии, в результате чего появляется двойная связь
между источниками энергии и ее пользователями. Данная структура наглядно
указывает, что все элементы энергетического хозяйства промышленного
4
Макаров, Е. Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ. Том 4 / Е.Ф. Макаров. - М.:
Папирус Про, 2016. - 640 c.
11
предприятия органически соединены и являются неразделимой частью этого
производства и общего энергетического хозяйства государства. Некоторые
звенья общей системы в частных случаях могут отсутствовать.
Состав и характер частичных производственных процессов в
энергохозяйстве компании определяются его производственной структурой
(рис.2)
5
.
Рисунок 2. Производственная структура энергохозяйства
крупного промышленного предприятия
Производственная структура отражает организационные и
технологические особенности энергохозяйства как объекта управления. Она
указывает характер соединения процесса, средств и предметов труда при
5
Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и
дипломного проектирования: учеб. пособие для вузов/ Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков.-М.: Энергоатомиздат,
2018.-608с.
12
производстве, передаче, распределении и потреблении разных видов энергии,
также в процессе выполнения ремонтных и монтажных работ.
В организационном отношении производственная структура
энергохозяйства представляет из себя обоюдное размещение цехов и участков
в структуре компании, а в технологическом она характеризуется составом и
порядком расположения определенного оборудования и сетей, которые
обеспечивают процесс производства, передачи и употребления энергии,
ремонтные и монтажные работы, также текущее обслуживание
6
.
В производственном отношении энергохозяйство промышленного
компании можно подразделить так:
- общезаводское энергохозяйство - генерирующие и
преобразовательные установки, общезаводские энергосети, энергоприемники
и распределительные сети зданий и помещений общезаводского назначения
(административно-бытовой комбинат, склады и др.);
- цеховое хозяйство -- энергоприемники промышленных цехов, цеховые
преобразовательные установки, внутрицеховые распределительные сети,
отопительно-вентиляционные приборы.
Общезаводское энергохозяйство эксплуатируется специально
организуемыми для этого энергоцехами, которые по характеру работы
разделяются на три главные группы:
- эксплуатационные цехи - эксплуатационное обслуживание
энергопотребляющего оборудования, сетей, которые генерируют установки;
- ремонтные цехи - ремонт и установка специализированного
энергооборудования;
- смешанные цехи - эксплуатационное обслуживание, ремонт и
установка энергооборудования
7
.
На предприятиях, энергоснабжение которых осуществляется по
6
Кисаримов, Р. А. Ремонт электрооборудования / Р.А. Кисаримов. - М.: РадиоСофт, 2016 - 544 c.
7
Лелеков, В. И. Комплексный анализ производственно-хозяйственной деятельности типовой тепловой
электростанции / В.И. Лелеков. - М.: МГОУ, 2016. - 124 c.
13
централизованной схеме (электро- и тепловая энергия - от районной
энергосистемы или от ТЭЦ смежных предприятий, а топливо - от
соответствующих тепловодоснабжающих организаций), энергохозяйство
предприятия включает в себя только энергоприемники, распределительные
сети и преобразующие установки и может быть объединено в два цеха:
- электрический - эксплуатация и ремонт электрооборудования и
электрических сетей;
- теплосиловой - эксплуатация и ремонт теплосилового оборудования,
компрессорных и насосных установок, канализации, паровых,
теплофикационных, водяных и воздушных сетей
8
.
Производственная структура энергохозяйства компании, огромное
число различного оборудования и трудных энергоустановок требуют единого
руководства энергохозяйством.
В организации его производит главный энергетик (на небольших оно
входит в состав ОГМ).
Главный энергетик конкретно управляет отделом главного энергетика
(ОГЭ), который состоит из многофункциональных бюро, групп и лабораторий,
и энергоцехами; производит техническое и методическое управление
службами цеховых энергетиков, контроль за эксплуатацией
энергооборудования, энергоустановок и внедрением энергетических ресурсов
в организации.
1.2. Особенности потребления энергоресурсов
В 2019 г. инвестиции в энергосбережение в России составили 188 млрд.
руб., что на 26% больше, чем в 2018 и 2017 гг. Однако этих средств
недостаточно. Энергоемкость российской экономики не снижается вот уже
четыре года. Всего за последние 10 лет она снизилась на 9%.
Информация об этом содержится в докладе Минэкономразвития,
8
Красник, В. В. Термины и определения в электроэнергетике. Справочник / В.В. Красник. - М.: Энергосервис,
2016. - 320 c.
14
представленном в четверг.
В 2008 г. правительство планировало на 40% снизить энергоемкость
экономики к 2020 г., однако в министерстве считают, что нынешний темп
позволит достичь этого показателя только в 2043 г.
Это произошло из-за роста сырьевой части экономики и спроса на
энергоресурсы, но внедрение технологий энергосбережения сдерживало их
потребление. За последние три года технологии энергоэффективности
позволили российским компаниям сэкономить 340 млрд руб.
В 2019 г. домовыми приборами учета был оснащен только 61%
многоквартирных домов, хотя программа должна была завершиться еще в
2012 г.
Только 3636 многоквартирных домов, или 27% от введенных в 2018 г.,
имеют повышенный класс энергоэффективности. Более половины всех
существующих в стране домов потребляют вдвое больше энергии по
сравнению с их современными аналогами
9
.
Энергоемкость российского ВВП на 46% выше мирового уровня.
Экономика России обладает серьезным потенциалом энергосбережения – его
реализация позволит высвободить ископаемое топливо для экспорта,
«озеленить» баланс потребляемой энергии, сократить выбросы в атмосферу и
повысить качество жизни, говорится в отчете.
Повысить энергоэффективность можно с помощью современных
технологий. Например, за счет парогазовых установок на ТЭС, установок
комбинированной выработки электричества и тепла, электрификации и
газификации транспорта, современных энергоэффективных зданий и
современных приборов учета потребления энергоресурсов.
Основные усилия нужно прикладывать в секторах, которые потребляют
наибольшее количество энергии.
Большая часть энергобаланса – это газ – 60%.
9
Лыкин П.В. Электрические системы и сети: учеб. пособие. – М.: Университетская книга; Логос, 2018. – 254
с.