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……………………………….16
1.3. Анализ энергопотребления предприятия: основные методы и
технологии………………………………………………………………………..22
Глава 2. Анализ энергопотребления ОАО «Иркутскэнерго»…………………31
2.1. Характеристика направлений и результатов деятельности предприятия.31
2.2. Оценка текущего состояния потребления энергоресурсов на
предприятии……………………………………………………………………...34
2.3. Проблемы энергопотребления предприятия………………………………39
Глава 3. Оптимизация энергопотребления ОАО «Иркутскэнерго»………….66
3.1. Факторы снижения энергозатрат на предприятии………………………..66
3.2. Предложения по оптимизации энергопотребления на предприятии……69
Заключение……………………………………………………………………….78
Список использованной литературы…………………………………………...81
Приложения……………………………………………………………………...85
6
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выпускной квалификационной работы. Предприятия
энергообеспечения играют важнейшую роль в развитии всех отраслей
промышленности, городского хозяйства и социальной сферы страны.
Надежное и эффективное функционирование электроэнергетики,
бесперебойное снабжение потребителей - основа поступательного развития
экономики страны и неотъемлемый фактор обеспечения цивилизованных
условий жизни всех ее граждан.
Электроэнергия является наиболее универсальным видом энергии и
широкое внедрение ее во все области жизни человека (быт, промышленность,
транспорт и другие сферы) объясняется относительной простотой ее
производства, распределения и превращения в другие виды энергии световую,
тепловую, механическую и другие.
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 ОАО «Иркутскэнерго».
Предмет исследования - энергосберегающая деятельности предприятия.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
7
- изучить характеристику энергохозяйства промышленного
предприятия;
- 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
ОАО «ИРКУТСКЭНЕРГО».
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.
Методической основой написания работы является использование
различных методов исследования: анализа и синтеза, группировки и
сравнения.
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 промышленное производство соединено с потреблением в
огромных размерах электроэнергии, топлива и остальных энергоносителей
(пара, сжатого воздуха, горячей воды, газообразного, твердого и жидкого
топлива и т.п.).
Главной целью энергетического хозяйства является надежное и
непрерывное обеспечение компании всеми видами энергии установленных
характеристик при малых затратах. Размер и структура потребляемых
энергетических ресурсов зависят от мощности компании, вида выпускаемой
продукции, характера технологических действий, также связей с районными
энергосистемами
1
.
В задачку энергетического хозяйства входят также реализация правил
использования энергетического оборудования, организация его технического
обслуживания и ремонта, проведение мероприятий, которые были направлены
на экономию энергии и всех видов топлива, также мероприятий по улучшению
и развитию энергохозяйства компании.
Обычно, потребление энергии в производстве по часам суток, дням
недели и календарным периодам случается неравномерно. Отталкиваясь от
этого, режимы производства всех видов энергии конкретно зависят от
режимов ее употребления. Необходимость компаний в энергии может
покрываться за счет полного обеспечения энергией всех видов от своих
установок. Данный метод энергоснабжения можно назвать
централизованным.
Иным методом энергоснабжения — децентрализованным пользуются
небольшие, а время от времени и средние промышленные компании,
получающие все виды энергии, к примеру, от районных систем,
1
Рожкова Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов/ Л.Д. Рожкова, В.С.
Козулин .- 2-е изд. перераб. – М.:Энергия, 2018. – 600 с.
9
примыкающих компаний либо объединенных цехов
2
.
Больше всего распространен комбинированный вариант, при котором
отдельные виды энергии предприятия получают от районных энергосистем, а
другие виды энергии производятся на заводских установках. В практике
организации энергетического хозяйства этот вариант считается наиболее
рациональным.
В состав энергетического хозяйства предприятия входят:
− электрическая и тепловая станции;
− высоковольтные подстанции, питающие предприятие от
централизованной системы;
− паросиловой цех;
− газогенераторная, кислородная, компрессорная, водонасосная
станции;
− подстанция инертных газов и кислорода;
− цех ремонта электрооборудования;
− телефонная станция
3
.
Энергохозяйство компании разделяется на две части: общезаводскую и
цеховую.
К общезаводскому подразделению энергохозяйства относятся
генерирующие преобразовательные установки и общезаводские сети,
объединяемые в ряд особых цехов: электросиловой, теплосиловой, газовый,
слаботочный и электромеханический. Состав цехов зависит от энергоемкости
производства и связей завода с внешними энергосистемами. На маленьких
предприятиях все энергохозяйство может быть объединено в один, два цеха.
Цеховую часть энергохозяйства образуют первичные энергоприемники
2
Крюков К.П., Новгородцев Б.П. Конструкции и механический расчет линии электропередачи. – М.:
Издательство МЭИ, 2016. .-68с.
3
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.
10
(пользователи энергии — печи, станки, подъемно- транспортное
оборудование), цеховые преобразовательные установки и внутрицеховые
распределительные сети
4
.
На больших и средних производственных предприятиях (рис. 1)
энергетическое хозяйство возглавляет главный энергетик. На маленьких и
небольших предприятиях оно может находиться в ведении главного механика,
совмещающим функции по обеспечению компании энергетическими
ресурсами и поддержания оборудования в трудоспособном состоянии
5
.
Рисунок 1. Организационная структура службы главного
энергетика крупного предприятия
В составе службы главного энергетика крупного предприятия
формируются бюро энергоиспользования, энергооборудования,
электрические и тепловые лаборатории.
Главной целью группы энергоиспользования является нормирование
расхода энергетических ресурсов, планирование энергоснабжения,
составление энергетических балансов, осуществление сводного учета и
4
Крюков, К.П. Конструкции и механический расчет линий электропередачи [Текст] / Крюков К.П,
Новгородцев Б.П. – Ленинград: Энергия, 2015. –312с.
5
Герасименко, А.А. Передача и распределение электрической энергии: Уч. пособие [Текст] / А.А.
Герасименко, В.Т. Федин. – Ростов-н/Д.: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2016. – 720 с.
11
изучения использования энергетических ресурсов.
Группа энергооборудования (техническое бюро) производит управление
планово-предупредительными ремонтами установок и энергосетей, контроль
над техническим состоянием сетей, оборудования и правил их использования,
разрабатывает мероприятия по улучшению энергохозяйства, экономии
энергетических ресурсов. Энергетические лаборатории выполняют
исследования по понижению расхода энергии и топлива, проводят разного
рода измерения, тесты оборудования и сетей, проверку контрольно-
измерительных устройств
6
.
На средних и небольших предприятиях в составе службы главного
энергетика предусматриваются энерголаборатория и энергобюро,
включающее группы энергооборудования, энергоиспользования.
Технико-экономические показатели, характеризующие работу
энергетического хозяйства, объединяются в четыре группы:
− показатели производства и распределения энергии — удельные
нормы расхода топлива на производство всех видов
энергии, кпд генерирующих установок;
− удельные нормы расхода энергии и топлива (например, на 1 т
годных отливок, на 1 т поковок, условную машину и т.д.);
− показатели себестоимости производства энергии (тепловой,
электрической, энергии сжатого воздуха и пара);
− показатели энерговооруженности труда
7
.
Режим экономии энергетических ресурсов предопределяет надобность
нормирования расхода электрической энергии, сжатого воздуха, пара, газа и
воды. Нормы устанавливаются с учетом оптимальных критерий производства
и оптимальных режимов использования оборудования.
Нормы разделяются на дифференцированные и укрупненные.
6
Арзамасцев, Д. А. Модели оптимизации и развития энергосистем / Д. А. Арзамасцев, А. В. Липес, А. Л.
Мызин. – М.: Высш. шк., 2018. – 272 с.
7
Ершевич В.В. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/ В.В. Ершевич, И.Ь. Зейлигер;
под ред. С.С. Рокотян, И.М. Шапиро.-М.: Энергоатомиздат, 2016.-352с.
12
Дифференцированные (удельные) нормы устанавливают расход энергии по
некоторым агрегатам, деталям, на выполнение определенных операций, на 1
м2 покрытия и на остальные единицы измерения продукции; укрупненные —
расход по участку, цеху и предприятию на единицу либо условную единицу
продукции.
К укрупненным нормам относится, к примеру, расход энергии на 1 т
поковок, годных отливок, машинокомплект деталей (по раскройным,
прессовым и механическим цехам), на сборочную единицу либо изделие (в
сборочных цехах); по предприятию может устанавливаться норма на условное
изделие либо на 1000 руб. продукции.
На техническом уровне аргументированные нормы определяются
расчетно-аналитическим способом. Применение этого способа соединено с
проведением замеров расхода энергии технологическим оборудованием на
различных режимах его работы.
Удельная норма расхода электрической энергии на 1 т деталей, к
примеру, при тепловой обработке рассчитывается по удельной теплоемкости
металла, температуре нагрева деталей, коэффициенту полезного действия
нагревательной печи и потерям тепла в системе. При расчете расхода тепла
учитывается вид оборудования, который используется для термической
обработки.
Норма расхода электрической энергии на операцию штамповки на
механических прессах
8
(1)
− Р
э
— расход электроэнергии на один ход ползуна (без выполнения
операции штамповки), кВт-ч;
− К
др
— поправочный коэффициент, учитывающий
дополнительный расход электроэнергии на один ход ползуна при штамповке
8
Блок, В. М. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических
специальностей : учеб. пособие для студентов вузов / В. М. Блок, Г. К. Обушев, Л. Б. Паперно и др. – М. :
Высш. шк., 2016. – 384 с.
13
(К
др
= 1,2 — 2);
− Р
эх
— расход электроэнергии за 1 мин холостой работы пресса,
кВт-ч;
− Т
в
— вспомогательное время на одну деталь, мин.
Для энергетических цехов устанавливаются удельные нормы расхода
энергетических носителей: твердого, жидкого и газообразного топлива и
электрической энергии.
Рациональная организация энергетического хозяйства основывается на
планировании производства и употребления всех видов энергии.
Необходимость определяют по каждому виду энергии с учетом мероприятий,
которые были направлены на ее экономию, и мероприятий по понижению
себестоимости производства.
Общий расход энергии по предприятию условно делится на две части —
зависящую (переменную) и не зависящую (постоянную) от размеров
выпускаемой продукции. В общем случае переменную часть составляет
расход всех видов энергии на реализация главных технологических операций,
постоянную — расход на освещение, привод вентиляционных устройств,
покрытие утечек сжатого воздуха, отопление, кондиционирование воздуха и
др.
Общий расход энергии по предприятию (Ро) либо цеху на календарный
период определяется по формуле
9
(2)
− Р
з
— зависящая (переменная) составляющая расхода энергии, кВт-
ч, м
3
;
− Р
н
— независящая (постоянная) составляющая расхода энергии.
Расход энергии по переменной части расхода энергии быть может
определен укрупненно по времени работы оборудования либо точно рассчитан
9
Веников В.А., Глазунов А.А., Жуков Л.А. и др. Электрические системы. Электрические сети. – М.: 2017. –
511 с
14
по сводным правилам.
При определении расхода энергии по времени работы оборудования
нужно его группировать по условиям работы — времени использования,
степени загрузки, значению кпд и иным факторам.
Расходы силовой электроэнергии.
К примеру, расход силовой электрической энергии (Рсэ) по группе
оборудования быть может определен по формуле
(3)
По сводным нормам расход энергии (Р
эс
) рассчитывается по формуле
(4)
- Н
с
— сводная норма расхода на 1000 руб.;
- П
в
— программа выпуска продукции, тыс. руб.
Неизменная часть расхода энергии быть может определена также
расчетным способом по нормативам освещенности, отопления помещений,
нормативам и по времени использования двигателей.
При планировании необходимости в энергии нужно детально
рассматривать ее расход за период, предыдущий плановому. Плановые
характеристики по расходу энергии должны обеспечивать обычный ход
промышленных действий, исключать сверхнормативные потери.
Определение необходимости в энергии, топливе основывается на
использовании балансового способа планирования. Для данных задач
составляются сводные балансы, также по некоторым видам энергии, топлива.
В расходной части баланса представлена расчетная необходимость в
энергии на всю производственную, хозяйственно-бытовую и
непроизводственную деятельность компании. В приходной — источники
покрытия этой необходимости — получение энергии и топлива от районных
энергосистем, выработка на своих генерирующих установках компании,
внедрение вторичных энергоресурсов.
Перспективные балансы служат основой для улучшения и