Производство энергии как правило должно осуществляться

Учебный элемент 2.7.1. Значение, структура, задачи, функции энергохозяйства

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 черты, 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 и производится оценка эффективности использования топливно-энергетических ресурсов по объектам предприятия.

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. Особенно актуально оно для стран СНГ и Восточной Европы, где энергии на выпуск продукции тратится в 3-5 раз больше, чем в индустриально развитых странах. Возможность работы отечественных предприятий с повышенной энергоемкостью продукции за счет роста цен на выпускаемую продукцию практически исчерпала себя, так как влечет за собой дальнейшее падение их конкурентоспособности. Поэтому Беларусь перешла на политику энергосбережения во всех отраслях экономики и ЖКХ.

Учебный элемент 2.7.2. Энергетические балансы, их классификация и порядок разработки.

Основой рациональной организации энергетического хозяйства на предприятии является планирование производства и потребления энергоносителей на основе энергетических балансов. Энергобаланс является отражением закона сохранения энергии в условиях конкретного предприятия. Он состоит из двух частей: приходной, характеризующей ресурсы энергии всех видов, и расходной, где показано распределение энергоресурсов по направлениям потребления. Приходная и расходная части баланса должны быть равны. Различают сводный и частные балансы отдельных энергоресурсов, плановые и отчетные. Энергетические балансы входят в группу материальных балансов предприятия. Главная цель энергобаланса – определение степени полезного использования энергии и поиск путей снижения потерь и энергосбережения. 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 делится на две части – переменную и расходную. Переменную часть, т.е. зависящую от объема выпускаемой продукции, составляет расход всех видов энергии на двигательные и технологические цели.

Постоянная часть, т.е. не зависящая от объема выпускаемой продукции, — это расход на освещение, отопление, вентиляцию и др. Определение потребности предприятия в энергоносителях осуществляется с помощью прогрессивных норм расхода, которые устанавливаются, как в целом по предприятию (укрупненные нормы), так и по отдельным рабочим местам, участкам и цехам (дифференцированные нормы). Основным видом норм являются удельные нормы расхода на единицу продукции (индивидуальные нормы) и групповые нормы расхода на производство единицы объема одноименной продукции. Конкретный состав нормы расхода энергоресурса устанавливается соответствующими отраслевыми методиками и инструкциями.

Учебный элемент 2.7.3. Политика энергосбережения на предприятии

Реализуется по следующим направлениям:

внедрение энергосберегающих технологий;

совершенствование структуры энергопотребления;

применение нетрадиционных возобновляющихся видов энергии (солнца, ветра);

Дипломная работа комплекс томатного сока. ПЗ ЭСН. Производство энергии, как правило, должно осуществляться в момент потребления

Единственный в мире Музей Смайликов

Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 495.37 Kb.

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. 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 — 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.

Курсовой проект выполнен на основании задания №21 « Электроснабжение комплекса томатного сока ». В задании содержится план расположения оборудования цеха и электроприемников.

В курсовом проекте планируется выполнить следующие задачи:

– выбрать схемы питающей и распределительной сети цеха;

– рассчитать электрические нагрузки;

– выбрать компенсацию реактивной мощности;

– выбрать аппараты защиты и управления в сети 0,4 кВ;

– выбрать марки и сечения кабелей 10 кВ и 0,4 кВ;

– рассмотреть вопросы заземления цеха;

Целью данного курсового проекта является углубление знаний в области электроснабжения.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Краткая характеристика среды и строительной части помещения

Комплекс томатного сока (КТС) предназначен для производства томатного сока из исходного сырья (томатов).

Технологический процесс осуществляется последовательно на двух автоматизированных технологических линиях и заканчивается закрытием банок с фасованной продукцией.

Данный комплекс является составной частью современного крупного предприятия по переработке плодов и овощей.

КТС имеет технологический участок, в котором установлены поточные линии, а также вспомогательные и бытовые помещения.

Основные операции автоматизированы, а вспомогательные транспортные операции выполняются с помощью наземных электротележек и подъемников.

Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от собственной комплексной трансформаторной подстанции (КТП) 10/0,4 кВ, которая подключена к приемному пункту предприятия.

Все электроприемники по бесперебойности ЭСН — 2 категории.

Количество рабочих смен — 3 (круглосуточно).

Грунт в районе здания — глина с температурой +12 С. Каркас здания сооружен из блоков — секций длиной 4,6 и 8 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н = 52 х 30 х 9 м.

Все помещения кроме технологического участка, двухэтажные высотой 4,2 м.

1.2 Краткое описание технологического процесса

Транспортные операции производятся с помощью подъемников и наземных электротележек. В цехе имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения.

Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.

Шлифовальные станки применяются для чистовой обработки деталей шлифовальными абразивными кругами, снимающими с поверхности детали тонкий слой металла. На шлифовальных станках можно обрабатывать плоские, цилиндрические наружные и внутренние поверхности, шлифовать зубья шестерён, затачивать различные инструменты и т.д.

Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, нарезания внутренних резьб, вырезания дисков из листового материала.

Ленточный конвейер — транспортирующее устройство непрерывного действия с объединённым грузонесущим и тяговым органом в виде замкнутой (бесконечной) гибкой ленты. Лента приводится в движение силой трения между ней и приводным барабаном; опирается по всей длине на стационарные ролик опоры.

Основная задача моечных машин с 2 и более стадиями – эффективная очистка деталей, узлов и агрегатов. В первой стадии используется слабый раствор щелочи. Его небольшое количество в процессе очистки неизбежно задерживается на металлической поверхности, что в дальнейшем может спровоцировать окисление цветного металла. Чтобы этого избежать производится полоскание деталей деминерализованной водой – вторая стадия мойки .

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор схемы питающей и распределительной сети цеха

Сети напряжением до 1 кВ служат для распределения электрической энергии внутри цехов промышленных предприятий, а также для питания некоторых электроприемников, расположенных за пределами цеха на территории предприятия.

На современных промышленных предприятиях электропитание цеховых нагрузок производится от встроенных и пристроенных подстанций. Схема внутрицеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещения цеха, взаимным расположение трансформаторной подстанции и электроприемников, вводом питания, расчетной мощностью, требованием бесперебойности электроснабжения, технико-экономического соображения, условиями окружающей среды.

Цеховые сети напряжением до 1000 В выполняются по радиальной, магистральной и смешанной схемам.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например, от распределительного щита 380/220 В цеховой ТП отходят линии, питающие крупные электроприемники (например, двигатели) или групповые распределительные пункты, от которых, в свою очередь, отходят самостоятельные линии, питающие более мелкие групповые РП или мелкие электроприемники.

Радиальными выполняются сети насосных или компрессорных станций, а также сети пыльных, пожароопасных и взрывоопасных помещений. Распределение электроэнергии в них производится радиальными линиями от РП, вынесенных в отдельные помещения. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, в них легко может быть применена автоматика. Недостатком радиальных схем является то, что при них требуются большие затраты на установку распределительных щитов, прокладку кабелей и проводов.

Магистральные схемы находят наибольшее применение при более или менее равномерном распределении нагрузки по площади цеха (например, для питания двигателей металлорежущих станков в цехах механической обработки металлов). Применяются магистральные схемы и в других случаях. Так, если технологический агрегат имеет несколько электроприемников, осуществляющих единый, связанный технологический процесс, и прекращение питания любого из них вызывает необходимость прекращения работы всего агрегата, то в таких случаях надежность электроснабжения вполне обеспечивается при магистральном питании. В отдельных случаях, когда требуется весьма высокая степень надежности питания в непрерывном технологическом процессе, применяется двустороннее питание магистральной линии.

Применение магистральных схем позволяет отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита низкого напряжения.

На практике для питания цеховых потребителей применяются обычно смешанные схемы — в зависимости от характера производства, окружающей среды и т.п.

При магистральных схемах, выполненных шинопроводами, перемещение технологического оборудования не вызывает переделок сети. Основным недостатком является то, что при повреждении магистрали отключаются все электроприемники.

В данном цехе нагрузка не равномерно распределена по площади цеха и нуждается в бесперебойном питании и высокой надежности ЭСН, поэтому применяется радиальная схема питания

2.2 Расчет электрических нагрузок

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: мощности трансформаторных подстанций, питающих и распределительных сетей энергосистемы, заводских трансформаторных подстанций и их сетей.

Поэтому правильное определение ожидаемых электрических нагрузок является основополагающим этапом при проектировании схемы электроснабжения.

В настоящее время основным методом расчета электрических нагрузок промышленных предприятий является метод упорядоченных диаграмм (коэффициента максимума). Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводиться к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.

На примере одной группы электроприемников, токарный станок, рассмотрим расчет электрических нагрузок. Общее число — 1.

ΣРном = Рном х N = 12,0 х 1 = 12,0 кВт (1)

Средняя нагрузка за максимальную нагруженную смену Рсм, кВт, определяется по формуле

Рсм = Ки х ΣРном, (2)

где Ки — коэффициент использования электроприемников, Ки = 0,14;

ΣРном-суммарная номинальная мощность электроприемников в группе с одинаковым режимом работы.

Рсм = 0,14 х 12,0 = 1,68 кВт

Определяется средняя нагрузка за смену Qсм, кВар, по формуле

Qсм = Рсм х tgφ, (3)

где tgφ- коэффициент реактивной мощности, tgφ = 1,73.

Qсм = 1,68 х 1,73 = 2,91 кВар

Далее определяется полная мощность Sсм, кВ*А, по формуле

Sсм = √Р 2 см + Q 2 см, (4)

Sсм = √1,68 2 + 2,91 2 = 3,36 кВ*А

Далее расчет производим по всей нагрузке РП

Определяется максимальная активная нагрузка Рм, кВт, по формуле

где Км — коэффициент максимума активной нагрузки; Км зависит от Ки и n_э;

n_э — эффективное число электроприемников, может быть определено по упрощенным вариантам.

Рм = 2,44 х 3,64 = 8,88 кВт

Определяется максимальная реактивную мощность Qм, кВар, по формуле

где К ‘ м — Коэффициент максимума реактивной мощности; При n_э≤10, Км = 1,1; n_э>10, К ‘ м = 1

Qм = 1,1 х 4,22 = 4,64 кВар

Полная мощность Sм, кВ*А, вычисляется по формуле

Sм = √Р 2 м + Q 2 м, (7)

Sм = √8,88 2 + 4,64 2 = 10,02 кВ*А

Максимальный ток Iм, А, вычисляется по формуле

Iм = Sм/(√3 х 0,38), (8)

Iм = 10,02/(√3 х 0,38) = 15,22 А

Расчет электрических нагрузок остальных групп электроприемников производится аналогично и приведен в таблице 1 «Сводная ведомость нагрузок»

Нагрузка 3-фазной мощности повторно кратковременного режима не сводится к длительному режиму, поэтому кабель для электрического подъемника передвижного необходимый для подключения будет иметь сечение более 10 мм 2 .

2.3 Компенсация реактивной мощности

Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели, трансформаторы, реакторы и прочие электроприемники.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать расчетную реактивную мощность КУ, тип компенсирующего устройства и напряжение КУ.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:

Qкр = аРр(tgф — tgф_к) (9)

где Q_КР – расчетная мощность КУ, кВар;

Рр – расчетная активная мощность, кВт;

а – коэффициент, учитывающий повышение cosф естественным способом, принимается, а = 0,9;

tgф, tgф_к – коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения коэффициента мощности cosф_к= 0,92…0,95 (tgф_к =0,33…0,43).

tgф находится по формуле:

Qкр = 0,9 х 90,32 х (0,76 — 0,33) = 34,95 кВар

Задавшись типом КУ, зная Q_КР и напряжение сети выбираем стандартную компенсирующую установку мощностью Q_ку.ф 15 кВар марки УКРМ-0,4-15-3-5 на каждую секцию.

Фактическое значение коэффициента мощности cosф_к после компенсации реактивной мощности определим по формуле:

cosф_к=сos (arctg (tgф – Qку_ф /а х Рр) (11)

сos ф_к = cos (artan (0,76 – 30/ 0,9 х 90,32)) = 0,93

Таблица 2 — Технические характеристики конденсаторной установки

Входные параметры
Тип сети	Трехфазная
Входное напряжение	0,4 кВ
Рабочий диапазон входного напряжения	323-418 В
Предельный диапазон входного напряжения	304-437 В
Частота входного напряжения	50 Гц ± 2%
Выходные параметры
Номинальная мощность	15 кВАр
Cosф	0,8-0,98
Диапазон системы регулирования, %	0-100
Принцип регулирования	Дискретный/конденсаторы
Допустимый диапазон изменения нагрузки	0-100%
Тип ключей	Контакторы/тиристоры
Количество ступеней регулирования	3
Шаг регулирования	5 кВАр
Быстродействие системы регулирования, сек	60/1-250
Номинальный ток установки	22А
Ток для выбора кабеля	28А
Рекомендованное сечение кабеля (медь)	2,5мм
Подключение к сети	Клеммная колодка
Охлаждение	Естественное
Рабочая температура	От -25 до +45
Размеры (ВхШхГ)	600 х 500 х 220 мм

2.4 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов с учетом силовой и осветительной нагрузки

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий, является одним из основных вопросов рационального построения схемы электроснабжения.

Данный цех имеет пристроенную ТП, которая получает питание от приемного пункта предприятия напряжением 10 кВ.

Для цеховых подстанций с первичным напряжением 10 кВ применяются масляные, сухие трансформаторы или трансформаторы, заполненные негорючей жидкостью. Для внутренней установки преимущественно применяются сухие трансформаторы.

Так как в цехе потребители 2 и 3 категории электроснабжения, то для всего цеха выбираем 2 категорию электроснабжения с двумя трансформаторами и ручным включением резерв, т.е. перерыв в электроснабжении всего цеха приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих. Потребители должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников питания, перерыв допускается на время включения резерва оперативным персоналом.

На однотрансформаторных подстанциях при наличии взаимного резервирования с помощью перемычек на вторичном напряжении мощность трансформаторов выбирается исходя из величины коэффициента загрузки. Коэффициент загрузки цеховых трансформаторов (при преобладании нагрузок второй категории) β= 0,7…0,8.

Выбор мощности трансформаторов Sтр, кВ*А, выбирается из условия

Sтр ≥ Sрасч/n х βт, (12)

где Sрасч — максимальная расчетная мощность, кВ*А;

n — количество трансформаторов, шт.; n = 2;

βт — коэффициент загрузки;

Sтр ≥ 98,32/ 0,7 х 2 = 70,23 кВ*А

Βт = Sрасч/n х Sтр (13)

βт = 98,32/2 х 100 = 0,49

Применение при изготовлении специальной стали привело к снижению потерь в сети.

Современные комплектующие позволяют снизить габариты и вес агрегатов.

Обмотки защищены от внешних воздействий, а сам масляный трансформатор имеет сравнительно невысокое реактивное сопротивление.

Эти свойства делают данные устройства максимально надежными, что дает возможность ослабить эксплуатационный надзор за ними.

Продолжение таблицы 3 — Сравнение характеристик трансформаторов

пoжapoбeзoпacнoe. При создании обмоток применяются негорючие материалы.

Масляный трансформатор эксплуатируются без каких-либо ремонтных работ, им не требуется профилактика или капитальный ремонт.

Сухие трансформаторы имеют и ряд недостатков. Их перегрузочная

При сгорании масла выделяются экологически опасные пары, как для природы, так и для человека, взрывоопасные.

Временное первенство сухих трансформаторов обусловлено прежде всего такими их важными преимуществами, как пожаробезопасность и экологическая чистота.

Выбираем трансформатор КТП 100/10/0,4.

От приемного пункта предприятия до трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ напряжение подается по силовым кабелям, которые проложены в траншее на глубине 1 м, расстояние между кабелями 200 мм.

Внутри цеха кабели до РП, ЯУ прокладываются по кабельным конструкциям на высоте 3 м.

Шинопровод на подвесах устанавливается на высоте 3 м от уровня пола. На спуске кабельной линии с высоты 2 м до уровня пола кабель прокладывается в трубе для исключения возможности повреждения кабеля.

2.6 Выбор аппаратов защиты и управления в сетях 0,4 кВ

Электрооборудование и кабельные линии цеха должны быть надежно защищены от ненормальных режимов работы: перегрузок, коротких замыканий и т.д. Для предотвращения перегрева оборудования и проводников каждый участок сети снабжается защитным аппаратом, отключающим поврежденный участок с наименьшим временем действия.

В сетях напряжением до 1 кВ в качестве аппаратов защиты могут применяться автоматические выключатели (автоматы), предохранители, тепловые реле, магнитные пускатели.

Автоматы выбираются согласно условиям

где Uн.а — номинальное напряжение автомата, В;

Uс — напряжение сети, В.

где Iн.а — номинальный ток автомата, А;

По току расцепителя

I н.р ≥ 1,25 х I н.д — для одиночных двигателей; (14)

I н.р ≥ 1,1 х I н.д — для многоприводных двигателей; (15)

где I н.р — номинальный ток расцепителя, А;

I н.д — номинальный ток двигателя, А.

Выбор автоматов производится следующим образом, что показано на примере токарного станка:

Номинальный ток двигателя Iн.д, А, находится по формуле:

Iн.д = Рн/√3 х Uн х соsφ; (16)

где Рн — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Uн — номинальное напряжение электродвигателя, В;

соsφ — коэффициент мощности.

Определяется номинальный ток токарного станка:

Iн.д = 12,0/1,73 х 0,38 х 0,5 = 36,36 А

Номинальный ток расцепителя I н.р, А, вычисляется по формуле

Iн.р = 1,1 х 36,36 = 40,0 А

Выбираем автоматический выключатель ВА47-100 Iн.а, = 100А, Iн.р. = 50А

Выбор остальных автоматов производится аналогичным образом и приводится в таблице 6.

Для управления вентиляторами М9, М10, устанавливаем два ящика управления Б5130-3074 (Ящик управления нереверсивным двигателем с питанием цепи управления фазным напряжением с автоматическим выключателем ВА49-27 Iн.а_.= 16 А, Iн.р. = 12,5 А.

Для подъемников Рном = 4,5 кВт, Iрасч = 13,64 А выбирается ящики с рубильником (ЯР) ЯВЗ-100 с предохранителем типа ПН2-100, Iпл.вст = 16 А.
Таблица 5 — Технические характеристики ящиков управления

№ n/n	Наименование	P, кВт	n	Iн.д.,А	Тип	Iн.а,А	I,н.р,А
1,24	Конвейеры ленточные сортировочные	0,75	2	1,52	ВА47-29	16	2,5
2, 3, 25, 26	Унифицированные вентиляторы моечные машины	4,1	4	8,91	ВА47-29	16	12,5
4, 27	Конвейеры роликовые сортировочные	0,6	2	1,22	ВА47-29	16	2,5
5	Токарный станок	12,0	1	36,36	ВА47-100	100	50
6,7	Шлифовальные станки	2,2	2	6,67	ВА47-29	16	12,5
8	Сверлильный станок	3,2	1	9,70	ВА47-29	16	12,5
12, 18	Элеваторы подачи томатов в дробилку	0,75	2	1,52	ВА47-29	16	2,5
13, 19	Установка дробления томатов	4,5	2	9,12	ВА47-29	16	12,5
14, 20	Подогреватели дробленной томатной пасты	6,0	2	10,14	ВА47-29	16	12,5
15, 21	Установки экстракторные	9,0	2	21,08	ВА47-29	25	25,0
16, 22	Установки разлива сока с подогревателем	3,0	2	7,60	ВА47-29	16	12,5

2.7 Выбор марки и сечения проводников питающей и распределительной сети

Проводники электрических сетей от проходящего по ним тока нагреваются, и при этом в них происходит выделение определенного количества теплоты. Нарастание температуры происходит до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между теплом, выделенном в проводнике и переданной в окружающую среду.

Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и нарушению пожаробезопасности.

В ПУЭ устанавливаются предельно-допустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника.

Предельно-допустимый ток по нагреву — это ток, при котором устанавливается наиболее длительная температура нагрева проводника. Значения этих токов выбираются в зависимости от безопасности обслуживания сетей, способа прокладки кабеля, температуры окружающей среды и износа изоляций проводников различных марок и сечений.

При расчете сетей по нагреву сначала выбирают марку проводника. В данном комплексе томатного сока применяются кабели марки ВВГнг(А)-LS с медными жилами.

Затем выбирают сечение проводников по условию длительно-допустимых токов по условию

Значение длительно-допустимых токов в ПУЭ составлены для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +15 °С; температура земли +15 °С.

Если условие прокладки проводников отличается от нормальных, то допустимый ток I’д.д, А, определяется с поправкой на температуру и на количество кабелей проложенных в одной траншее по формуле

где Iд.д — длительно допустимый ток, А;

Кп₁— поправочный температурный коэффициент;

Кп₂— коэффициент, зависящий от количества параллельно прокладываемых кабелей и расстояния между ними.

Выбор кабелей в сети 0,4 кВ осуществляется по отключающей способности автоматов и по потере напряжения.

Выбор кабеля для питания токарного станка

Iрасч = 1,25 х Iн.д. = 1,25 х 36,36 = 45,45 А; (18)

Кп₂ – отсутствует, кабель проложен по кабельным конструкциям, в воздухе

0,92 – поправочный коэффициент для четырёхжильного кабеля, с медными жилами.

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

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

— 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.

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.

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

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

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.

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.

Производство энергии как правило должно осуществляться