Глава 11(особен.ПТЭ) (Учебное пособие)

Глава 11. Особенности экономики и управления энергетикой промышленного предприятия

11.1. Энергетическое хозяйство промышленного предприятия

Ни отраслевая, ни промышленная энергетика не представляют собой единого целого. Их составные части включены в состав промышленных и других предприятий и называются энергетическим хозяйством (энергохозяйством) предприятий.

Энергохозяйство любого предприятия — это совокупность энергетических установок и вспомогательных устройств, предназначенных для обеспечения данного предприятия энергией различных видов.

В этом определении два понятия нуждаются в разъяснении и уточнении: 1) энергетическая установка (энергоустановка) и 2) энергия различных видов.

Энергоустановка — это комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для производства, преобразования, передачи, накопления, распределения или потребления (энергии).

Для большей точности определений целесообразно разграничить понятия:

— собственно энергетическая установка — установка, в которой производится, передается, преобразуется, распределяется энергия любого вида. Отличительной особенностью такой установки является потребление и одновременно производство ею энергетической продукции. Например, энергетический котел потребляет химическую энергию топлива и производит тепловую энергию; электрический трансформатор потребляет электроэнергию и выдает (производит) также электроэнергию, только с другим напряжением и т.д.;

— энергоиспользующая установка — установка, в которой потребляется энергия любого вида для производства неэнергетической продукции. Это многочисленные и разнообразные технологические установки — промышленные печи и котлы, сушилки и нагреватели, механические агрегаты и т.д. Они называются еще установками конечного использования энергии, а энергия, в них используемая, конечной энергией.

Следует отметить еще одну, чрезвычайно важную особенность всех энергоиспользующих технологических установок: они состоят из двух частей — энергетической (энергоприемника) и технологической (технологического аппарата).

Энергоприемник технологической установки — это энергетическая часть технологической установки, в которую поступает энергия извне, где при необходимости подведенная энергия преобразуется в другой вид энергии или изменяются ее параметры и откуда она передается для использования в технологическом аппарате.

В топливопотребляющих технологических установках (печах, нагревателях, котлах, реакторах и т.п.) энергоприемником являются топка, горелка, где химическая энергия топлива превращается в тепловую, термическую энергию. В теплопотребляющих процессах (варочные котлы, выпарные установки, сушилки и др.) энергоприемниками служат теплообменники, при этом тепловая энергия может менять параметры и вид теплоносителя (паром или горячей водой нагреваются холодная вода, растворы, воздух и т.п.). В электропотребляющих процессах и установках электроэнергия преобразуется либо в механическую (электродвигатели), либо в тепловую (электротермия), либо в химическую (гальваника, электролиз) энергию.

Технологический аппарат — это часть технологической энергоиспользующей установки, в которой происходит энергетическое воздействие на обрабатываемый материал и производится неэнергетическая продукция.

В топливопотребляющих процессах технологический аппарат совмещен с энергоприемником (домна, мартеновская печь, конвертор, обжиговые печи и т.д.). Однако бывают установки, где конструктивно энергоприемник и технологический аппарат разделены, например в котлах при наличии выносных топок. В теплопотребляющих установках имеются свои энергоприемники (змеевик, паровая рубашка и т.п.), совмещение происходит при прямом поступлении теплоносителя в аппарат (барботаж), где в большинстве случаев теплоноситель выполняет также роль рабочего тела. В электромеханических процессах всегда имеется рабочий механизм — технологический аппарат, в электротермии — нагревательный или плавильный котел, даже если нагревательный элемент (электронагреватель) конструктивно не разделен с аппаратом.

На предприятиях различают систему энергоснабжения, соответствующую понятию «общезаводское энергохозяйство», и систему энергоиспользования — совокупность технологических и вспомогательных установок конечного использования энергии. Эти системы включают элементы энергетики промышленного предприятия, имеющие каждый свои особенности и выполняющие свою особую роль в отдельных процессах производства и в энергетике в целом.

Система энергоснабжения состоит из следующих элементов:

— заводские источники энергии — топливные склады, газгольдеры, мазутохранилища, электростанции, котельные, машинокомпрессорные, холодильные, воздухоразделительные и другие станции, водозаборы и т.п.;

• заводские энергетические коммуникации — системы топливоподачи, газо- и мазутопроводы, электрические и тепловые сети, воздуховоды и трубопроводы сжатых газов, холодопроводы, водоводы и водопроводы и др.;

• заводские преобразователи энергии — газораспределительные станции, электрические трансформаторы и коммутационная аппаратура, промежуточные теплообменники (бойлеры — пароводяные и водо-водяные), редукционно-охладительные установки (РОУ), установки осушки и дросселирования сжатого воздуха и газов и т.д.;

• сама первичная энергия, подводимая к установкам конечного использования, как непременный элемент промышленной энергетики и предмет особого внимания энергетиков.

Система энергоиспользования включает:

— энергоприемники технологических установок — топки, горелки, электродвигатели, электронагреватели, теплообменники технологических установок — змеевики, паровые рубашки, барбатеры, системы охлаждения, в том числе низкотемпературные (криогенные) и т.п., пневмоприемники и приемники сжатых газов и др.;

• устройства передачи энергии из энергоприемника в технологический аппарат — технологические дымо- и газоходы, валы, редукторы и маховики, трубопроводы с горячими технологическими жидкостями и т.п.;

• технологические аппараты — технологические печи, котлы, реакторы, механизмы и т.д.;

• обрабатываемый материал, которому в процессе обработки сообщается некоторый энергетический потенциал.

Необходимо отметить одну очень важную особенность – при принятии какого-либо технического решения на производстве рассматривается большое количество вариантов, которые определяются широкими возможностями комбинирования, взаимозаменяемостью установок и видов энергетической продукции. По степени комбинирования можно различать:

- раздельные энергетические установки, производящие по одному виду продукции:

- комбинированные энергетические установки, производящие по несколько видов энергетической продукции;

- комбинированные энерготехнологические установки, производящие энергетическую и технологическую продукцию.

Взаимозаменяемость энергетических установок определяется возможностями получения одинаковой продукции от различных установок. Взаимозаменяемость видов энергетической продукции определяется возможностью использования различных взаимозаменяемых энергоносителей в конкретной промышленной установке. Кроме того, возможны дополнительные варианты, отличающиеся конструктивными решениями, количеством и параметрами оборудования и др.

Также необходимо учесть, что энергетические объекты, независимо от форм собственности, входят в энергосистему и обязаны работать по диспетчерскому графику, определяемому путем оптимизации режимов работы энергетической системы в целом. Поэтому ввод каждого нового объекта в энергетическую систему или изменение технико-экономических показателей существующего, и, как следствие, изменение режима его использования, окажут влияние (положительное или отрицательное) на режим работы прочих энергетических объектов, что должно быть учтено в условиях рынка в расчетах экономической эффективности.

Энергетическое хозяйство предприятия управляется специальной энергослужбой.

Энергохозяйство предприятий является, с одной стороны, заключительным звеном топливно-энергетического комплекса и обладает многими качествами и спецификой энергетики, а с другой – входит в состав соответствующего предприятия на правах его подразделения — вспомогательного производства. Такая двойственность находит выражение в формулировке приведенной выше целевой функции промышленной энергетики, а также во многих специфических чертах экономики энергохозяйства.

Функции управления энергетикой предприятия следующие:

1. Организация, подразделяемая на подфункции:

1. организация структуры;

2. организация взаимоотношений;

3. организация информации.

2. Учет, традиционно имеющий разновидности:

1. оперативный;

2. статистический (текущий);

3. бухгалтерский.

3. Анализ, в зависимости от времени его проведения:

1. ретроспективный;

2. оперативный;

3. текущий;

4. анализ перспективных планов.

4. Нормирование:

1. текущее;

2. перспективное.

5. Планирование:

1. оперативное;

2. текущее;

3. перспективное (включая долгосрочное планирование и прогнозирование).

6. Контроль и регулирование:

1. оперативное;

2. текущее.

Эти функции осуществляются в определенных областях деятельности, среди которых специфичными для энергетики предприятия являются:

1. Потребление энергии.

2. Использование энергии.

1. Эксплуатация энергетического и энергоиспользующего оборудования.

1. Режимы энергоснабжения и работы энергооборудования.

1. Надежность энергоснабжения и работы энергооборудования.

6. Внутрипроизводственный (внутри предприятия) энергонадзор.

Неспецифическими областями деятельности, относящимися ко всему предприятию, однако имеющими энергетические особенности в энергохозяйстве являются:

7. Ремонтное обслуживание энергетического и энергоиспользующего оборудования (энергоприемников технологических установок).

1. Материально-техническое снабжение энергохозяйства и всей энергетики предприятия.

2. Труд и кадры энергетиков.

10. Экономическая работа в энергохозяйстве.

11. Развитие производства и его энергетического обеспечения.

12. Другие неспецифичные области деятельности: подготовка производства, реализация и сбыт продукции и пр.

На пересечении функций управления и областей деятельности находятся комплексы задач управления. Матрица управления энергетикой предприятия приведена в табл. 11.1. Для упрощения здесь не даны подфункции управления (в таблице нет, например, организации структуры, взаимоотношений, информации; видов учета — оперативного, статисти­ческого и бухгалтерского и т.д.).

Матрица представляет собой поле деятельности энергетиков на промышленном предприятии, руководствуясь которой целесообразно рассмотреть порядок экономической работы и управления в энергохозяйстве любого предприятия в отраслях национальной экономики на примере наиболее крупной из них — промышленности.

Таблица 11.1.

Таблица-матрица функций и областей управления энергетикой предприятия

Область деятельности	Функции управления
	Организация	Учет	Анализ	Нормирование	Планирование	Контроль и регулирование
1. Потребление энергии
2. Использование энергии
3. Эксплуатация энергооборудования
4. Режимы работы энергооборудования
5. Надежность энергоснабжения и оборудования
6. Внутризаводской энергонадзор.
7. Ремонтное обслуживание энергооборудования
8. Материально-техническое снабжение
9. Труд и кадры энергетиков на предприятии
10. Экономическая работа в энергослужбе
11. Развитие производства и энергетики
12. Другие области деятельности

11.2. Анализ использования энергии в производственных процессах

На пути от природного ресурса до промышленного потребителя энергия любого вида проходит цепь передаточных устройств, трансформаций и преобразований. Это «энергетическая цепочка» на всех стадиях имеет энергетический потери – от долей до десятков процентов.

Наибольшие потери в энергетическом потоке возникают при производстве электроэнергии и при ее потреблении в производственных установках. Поэтому целесообразно более пристально рассмотреть возможность снижения энергетических потерь на стадии конечного использования энергии – на промышленном предприятии.