Организация энергетического обслуживания производства
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 2
Организация энергетического обслуживания производства
Цель работы: изучение и практическая апробация методики составления планового энергобаланса.
Теоретическая база работы
Основным методом планирования энергоснабжения предприятия и анализа результатов использования топлива и энергии является разработка энергетических балансов.
Энергетический баланс – это документ, состоящий из двух частей (приходной и расходной), в котором с большей или меньшей степенью детализации фиксируются расход различных видов энергоносителей и источники покрытия потребности в таких энергоносителях.
В общем случае, плановый энергобаланс разрабатывается по следующему алгоритму:
Этап 1. Планируется расходная часть баланса(план потребления энергоресурсов):
1.1. Планируется потребность основного производства в соответствующих видах энергоносителей.
Планирование расхода топлива обычно осуществляется по двум направлениям: на производственные нужды и на нужны, связанные с отоплением подразделений предприятия.
Плановый расход топлива на производственные нужды (термообработка металла, плавка, сушка литейных форм и т.д.) определяется по формуле:
 ; | (Т.5.1) |
где n – общее число видов продукции, при изготовлении которой используется топливо анализируемого вида;
Ni – объем выпуска продукции i-го вида в расчетном периоде;
qi – норма расхода условного топлива на единицу продукции i-го вида;
Кэ – калорийный эквивалент применяемого вида топлива.
Плановый расход условного топлива (в тоннах) на отопление производственных и административных помещений предприятия рассчитывается по формуле:
 ; | (Т.5.2) |
где qт – норма расхода тепла на 1 м3 объема здания при разности между внутренней и наружной температурами в 10С, ккал/ч;
to – средняя разность внутренней и наружной температур отопительного периода, 0С;
Fоп – продолжительность отопительного периода, ч;
Vз – объем отапливаемого здания по наружному обмеру, м3;
Ку – теплота сгорания условного топлива (7000 ккал/кг);
ηку – КПД котельной установки.
Плановый расход силовой электроэнергии (кВт-ч) на производственные нужны определяется по формуле:
 ; | (Т.5.3) |
где n – общее число групп технологического оборудования;
Wуi – суммарная мощность установленных электродвигателей технологического оборудования i-й группы, кВт;
Fэфi – эффективный фонд работы оборудования i-й группы в расчетном периоде, ч;
Кзi – средний коэффициент загрузки оборудования i-й группы;
Коi – средний коэффициент одновременности работы оборудования i-й группы;
ηэс – КПД питающей электросети;
ηумi – КПД установленных электродвигателей оборудования i-й группы.
Выражение (Т.5.4) называется коэффициентом спроса потребителей электроэнергии и для планового периода может устанавливаться заранее. В этом случае, плановый расход силовой электроэнергии на производственные нужны рассчитывается по формуле (Т.5.5).
 ; | (Т.5.4) |
 ; | (Т.5.5) |
Плановый расход электроэнергии (кВт-ч) для нужд освещения помещений предприятия может быть рассчитан по формулам:
 ; | (Т.5.6) |
или
 ; | (Т.5.7) |
где n – общее число групп установленных светильников;
Ссвi – число светильников i-й группы в анализируемом помещении, шт.;
Рсрi – средняя мощность одного светильника i-й группы, Вт;
Fэфi – эффективный фонд работы светильников i-й группы в расчетном периоде, ч;
h – норма освещения 1 м2 площади анализируемого помещения, Вт;
S – общая освещаемая площадь в анализируемом помещении, м2.
Плановый расход пара на производственные цели определяется на основе удельных норм расхода соответствующих потребителей и продолжительности их работы в течение анализируемого периода.
Плановый расход пара на нужды отопления зданий предприятия рассчитывается по формуле:
 ; | (Т.5.8) |
где i – теплосодержание пара (в обычных условиях принимается равным 540 ккал/кг).
Плановый объем сжатого воздуха, расходуемого на производственные цели, определяется по формуле:
 ; | (Т.5.9) |
где Кп – коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в передающих сетях;
m – общее число видов эксплуатируемых воздухоприемников;
di – расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухоприемника на полную мощность, м3/ч;
Fэфi – эффективный фонд работы i-го воздухоприемника в расчетном периоде, ч;
Кзмi – средний коэффициент загрузки i-го воздухоприемника в расчетном периоде по мощности.
Плановый объем воды, необходимый для производственных нужд, определяется аналогично исходя из нормативов часового расхода отдельных агрегатов-потребителей, эффективного фонда времени их работы в расчетном периоде и степени их загруженности по времени и мощности.
1.2. Осуществляется расчет плановых потерь энергоносителей в передающих сетях и преобразовательных устройствах.
1.3. Определяется суммарное плановое потребление предприятием рассматриваемых энергоносителей.
Этап 2. Планируется приходная часть баланса (план покрытия потребности в энергоносителях).
2.1. Определяются рабочие мощности генерирующих энергоустановок предприятия и устанавливаются их чистые эксплуатационные резервы.
Чистая рабочая мощность энергоустановки (мощность нетто) определяется индивидуально для каждого квартала планового года как разница между общей паспортной мощностью энергоустановки (мощность брутто) и ремонтным резервом, под которым понимается мощность тех энергетических устройств, которые в соответствующем квартале подлежат плановому ремонту.
Для расчета величины ремонтного резерва осуществляется предварительное построение календарных графиков ремонта и технического обслуживания оборудования.
Совмещая между собой величины запланированной чистой рабочей мощности энергоустановок предприятия и рассчитанной ранее плановой потребности в соответствующих энергоносителях, можно определить чистый эксплуатационный резерв энергоустановок.
Все проведенные расчеты оформляются графически в виде баланса мощности по кварталам (см. рис. Т.5.1).
 |
Рис. Т.5.1. Схема баланса мощности энергоустановки на год
2.2. На основе анализа построенных балансов мощности энергоустановок и величины их чистого эксплуатационного резерва для каждого из кварталов планового года определяется:
a) возможность продажи части энергоносителей на сторону (при положительном чистом эксплуатационном резерве);
b) необходимость закупки дополнительного объема энергоносителей у сторонних поставщиков (при отрицательном чистом эксплуатационном резерве).
2.3. Осуществляется выбор оптимальных внешних поставщиков недостающих энергоносителей и проводится распределение между ними объемов поставок.
2.4. Осуществляется окончательное оформление энергетического баланса с указанием источников покрытия потребностей предприятия во всех видах энергоресурсов для всех временных отрезков планового периода.
Построенные энергобалансы могут быть использованы для укрупненного анализа результатов работы энергохозяйства. В ходе такого анализа устанавливается изменение структуры потребления энергетических ресурсов и изменение структуры источников покрытия энергетических потребностей предприятия.
Задание к практической части работы
На основе представленных исходных данных необходимо:
1. Рассчитать плановое потребление электроэнергии в производстве по месяцам планового года.
2. Определить величину ремонтного резерва электрогенерирующей установки предприятия по месяцам планового года.
3. Построить баланс мощности электрогенерирующей установки предприятия по месяцам планового года и выявить чистый эксплуатационный резерв.
4. Оформить плановый энергобаланс предприятия по электроэнергии с разбивкой по месяцам планового года.
5. Установить необходимый объем внешних закупок электроэнергии предприятием на плановый год в целом и оценить планируемый коэффициент самостоятельного покрытия потребности предприятия в электроэнергии в плановом году.
Исходные данные: электроэнергия используется на предприятии по четырем основным направлениям: для обеспечения работы основного технологического оборудования (для силовых нужд), для обеспечения работы вспомогательного оборудования (гидронасосы), для нужд освещения и для вспомогательных хозяйственно-бытовых нужд. Данные о составе и планируемых параметрах работы основного технологического оборудования предприятия представлены в таблицах З.5.1 – З.5.2. Освещение в подразделениях предприятия осуществляется в течение всего рабочего дня. Данные о составе и планируемых параметрах работы светильников отражены в таблице З.5.3. Расход электроэнергии на перекачку 1000 м3 воды используемыми на предприятии гидронасосами отражен в столбце 2 таблицы З.5.5. Планируемый коэффициент потерь воды в трубопроводах отражен в столбце 3 таблицы З.5.5. Данные о планируемых параметрах работы агрегатов-потребителей воды представлены в таблице З.5.4. Расход электроэнергии на вспомогательные хозяйственно-бытовые нужды планируется исходя из часовых норм расхода. Значение соответствующей нормы отражено в столбце 4 таблицы З.5.5. Значение КПД питающей электросети предприятия отражено в столбце 5 таблицы З.5.5. Предприятие работает 5 дней в неделю в 2-сменном режиме, продолжительность смены – 8 часов. Данные о параметрах используемой предприятием электрогенерирующей установки отражены в таблице З.5.6.
Таблица З.5.1
Плановый энергобаланс предприятия по электроэнергии
| Месяца планового года | Плановый расход электроэнергии, кВт-ч | Плановое получение электроэнергии, кВт-ч | ||||
| Полезный расход | Потери в сетях | Всего | Собственная выработка | Внешние закупки | Всего | |
| Январь | 62956,1 | 4018,5 | 66974,5 | 62400,0 | 4574,5 | 66974,5 |
| Февраль | 65598,6 | 4187,1 | 69785,7 | 69785,7 | 0,0 | 69785,7 |
| Март | 81089,9 | 5175,9 | 86265,8 | 86265,8 | 0,0 | 86265,8 |
| Апрель | 73971,6 | 4721,6 | 78693,1 | 78693,1 | 0,0 | 78693,1 |
| Май | 78738,7 | 5025,9 | 83764,5 | 83764,5 | 0,0 | 83764,5 |
| Июнь | 78919,5 | 5037,4 | 83956,9 | 70720,0 | 13236,9 | 83956,9 |
| Июль | 72921,1 | 4654,5 | 77575,7 | 77575,7 | 0,0 | 77575,7 |
| Август | 79689,0 | 5086,5 | 84775,5 | 84775,5 | 0,0 | 84775,5 |
| Сентябрь | 75608,8 | 4826,1 | 80434,9 | 80434,9 | 0,0 | 80434,9 |
| Октябрь | 72864,5 | 4650,9 | 77515,4 | 77515,4 | 0,0 | 77515,4 |
| Ноябрь | 74926,6 | 4782,5 | 79709,1 | 79709,1 | 0,0 | 79709,1 |
| Декабрь | 71608,7 | 4570,8 | 76179,5 | 74880,0 | 1299,5 | 76179,5 |
| Итого за год | 888893,0 | 56737,8 | 945630,8 | 926519,9 | 19110,9 | 945630,8 |
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 3
Теоретическая база работы
Основной задачей управления материально-производственными запасами (МПЗ) является поддержание этих запасов на таком уровне, который достаточен для обеспечения бесперебойности основного производственного процесса и при этом в минимальной степени «замораживает» оборотные средства предприятия.
Решение данной задачи предполагает выполнение двух базовых функций:
1) выбор оптимальной системы контроля за динамикой материальных запасов;
2) разработка оптимального механизма пополнения запасов.
Организация пополнения запасов материальных ресурсов может осуществляться на основе нескольких различных систем. Для классификации этих систем традиционно принято использовать два признака: характер изменения интенсивности потребления ресурсов и характер фиксируемых объектов контроля. Основные типы систем управления запасами, выделяемые в соответствии с указанными классификационными признаками, представлены на рис. Т.5.1.
 |
Рис. Т.5.1. Классификация базовых систем управления материальными запасами
Детерминированные системы управления запасами основаны на том допущении, что интенсивность потребления соответствующего ресурса может с равной вероятностью принимать любые значения в рамках некого заданного интервала. При этом, в зависимости от используемого подхода к контролю и управлению динамикой запасов, детерминированные системы могут принимать три базовые конфигурации.
Рис. Т.5.3. Определение оптимального объема заказа
Годовые затраты на хранение запаса могут быть рассчитаны по формуле:
 , | (Т.5.5) |
где Зудхр – затраты на хранение единицы запаса;
Zср – средняя величина хранимого запаса;
Z – объем заказываемой партии.
С уменьшением величины заказа затраты на хранение также уменьшаются, поскольку сокращается средняя величина запаса.
Годовые затраты на возобновление запаса определяются по формуле:
 , | (Т.5.6) |
где Зудв – затраты на выполнение одного заказа;
nз – количество заказов за год;
N – годовая потребность в ресурсе.
Затраты на выполнение одного заказа практически не зависят от его объема. В связи с этим, годовая стоимость выполнения заказов будет уменьшаться по мере увеличения объема одного заказа.
Т.о., общая величина затрат на хранение запасов и их возобновление может быть выражена формулой:
 . | (Т.5.7) |
Экономически оптимальный объем заказа определяется путем нахождения экстремума функции типа (Т.5.7):
 . | (Т.5.8) |
Отсюда:
 . | (Т.5.9) |
Задание к практической части работы
На основе представленных исходных данных необходимо:
1. рассчитать основные составляющие складского запаса материалов для трех основных систем управления запасами – системы с фиксированным объемом заказов, системы с фиксированной периодичностью заказов и системы без фиксации объемов и периодичности заказов;
2. для каждой из трех систем управления запасами построить график ожидаемой динамики запасов материалов на плановый год;
3. для каждой из трех систем управления запасами рассчитать среднюю величину запаса материалов, коэффициент оборачиваемости запасов и длительность периода оборота запасов на плановый год;
4. на основе расчета суммарной величины затрат по каждой из трех систем управления запасами (включая затраты на хранение запасов, затраты на выполнение заказов, затраты на контроль динамики запасов и затраты, связанные с «замораживанием» оборотных средств предприятия в запасах) выбрать наиболее экономичную для предприятия систему.
Исходные данные: материалы рассматриваемого вида используются предприятием при выпуске продукции, годовая производственная программа выпуска которой в разбивке по месяцам планового года представлена в табл. З.5.1. Данные об использовании материалов и некоторых элементах затрат, связанных со снабжением производства, отражены в табл. З.5.2.
Таблица З.5.1
Производственная программа выпуска продукции на плановый год
| № варианта | Годовая программа всего, н.е. | В т.ч. программа по месяцам планового года, н.е. | |||||||||||
| Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь | ||
Таблица З.5.2
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 2
организация энергетического обслуживания производства
Цель работы: изучение и практическая апробация методики составления планового энергобаланса.
Теоретическая база работы
Основным методом планирования энергоснабжения предприятия и анализа результатов использования топлива и энергии является разработка энергетических балансов.
Энергетический баланс – это документ, состоящий из двух частей (приходной и расходной), в котором с большей или меньшей степенью детализации фиксируются расход различных видов энергоносителей и источники покрытия потребности в таких энергоносителях.
В общем случае, плановый энергобаланс разрабатывается по следующему алгоритму:
Этап 1. Планируется расходная часть баланса(план потребления энергоресурсов):
1.1. Планируется потребность основного производства в соответствующих видах энергоносителей.
Планирование расхода топлива обычно осуществляется по двум направлениям: на производственные нужды и на нужны, связанные с отоплением подразделений предприятия.
Плановый расход топлива на производственные нужды (термообработка металла, плавка, сушка литейных форм и т.д.) определяется по формуле:
| ; | (Т.5.1) |
где n – общее число видов продукции, при изготовлении которой используется топливо анализируемого вида;
Ni – объем выпуска продукции i-го вида в расчетном периоде;
qi – норма расхода условного топлива на единицу продукции i-го вида;
Кэ – калорийный эквивалент применяемого вида топлива.
Плановый расход условного топлива (в тоннах) на отопление производственных и административных помещений предприятия рассчитывается по формуле:
| ; | (Т.5.2) |
где qт – норма расхода тепла на 1 м3 объема здания при разности между внутренней и наружной температурами в 10С, ккал/ч;
to – средняя разность внутренней и наружной температур отопительного периода, 0С;
Fоп – продолжительность отопительного периода, ч;
Vз – объем отапливаемого здания по наружному обмеру, м3;
Ку – теплота сгорания условного топлива (7000 ккал/кг);
ηку – КПД котельной установки.
Плановый расход силовой электроэнергии (кВт-ч) на производственные нужны определяется по формуле:
| ; | (Т.5.3) |
где n – общее число групп технологического оборудования;
Wуi – суммарная мощность установленных электродвигателей технологического оборудования i-й группы, кВт;
Fэфi – эффективный фонд работы оборудования i-й группы в расчетном периоде, ч;
Кзi – средний коэффициент загрузки оборудования i-й группы;
Коi – средний коэффициент одновременности работы оборудования i-й группы;
ηэс – КПД питающей электросети;
ηумi – КПД установленных электродвигателей оборудования i-й группы.
Выражение (Т.5.4) называется коэффициентом спроса потребителей электроэнергии и для планового периода может устанавливаться заранее. В этом случае, плановый расход силовой электроэнергии на производственные нужны рассчитывается по формуле (Т.5.5).
| ; | (Т.5.4) |
| ; | (Т.5.5) |
Плановый расход электроэнергии (кВт-ч) для нужд освещения помещений предприятия может быть рассчитан по формулам:
| ; | (Т.5.6) |
или
| ; | (Т.5.7) |
где n – общее число групп установленных светильников;
Ссвi – число светильников i-й группы в анализируемом помещении, шт.;
Рсрi – средняя мощность одного светильника i-й группы, Вт;
Fэфi – эффективный фонд работы светильников i-й группы в расчетном периоде, ч;
h – норма освещения 1 м2 площади анализируемого помещения, Вт;
S – общая освещаемая площадь в анализируемом помещении, м2.
Плановый расход пара на производственные цели определяется на основе удельных норм расхода соответствующих потребителей и продолжительности их работы в течение анализируемого периода.
Плановый расход пара на нужды отопления зданий предприятия рассчитывается по формуле:
| ; | (Т.5.8) |
где i – теплосодержание пара (в обычных условиях принимается равным 540 ккал/кг).
Плановый объем сжатого воздуха, расходуемого на производственные цели, определяется по формуле:
| ; | (Т.5.9) |
где Кп – коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в передающих сетях;
m – общее число видов эксплуатируемых воздухоприемников;
di – расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухоприемника на полную мощность, м3/ч;
Fэфi – эффективный фонд работы i-го воздухоприемника в расчетном периоде, ч;
Кзмi – средний коэффициент загрузки i-го воздухоприемника в расчетном периоде по мощности.
Плановый объем воды, необходимый для производственных нужд, определяется аналогично исходя из нормативов часового расхода отдельных агрегатов-потребителей, эффективного фонда времени их работы в расчетном периоде и степени их загруженности по времени и мощности.
1.2. Осуществляется расчет плановых потерь энергоносителей в передающих сетях и преобразовательных устройствах.
1.3. Определяется суммарное плановое потребление предприятием рассматриваемых энергоносителей.
Этап 2. Планируется приходная часть баланса (план покрытия потребности в энергоносителях).
2.1. Определяются рабочие мощности генерирующих энергоустановок предприятия и устанавливаются их чистые эксплуатационные резервы.
Чистая рабочая мощность энергоустановки (мощность нетто) определяется индивидуально для каждого квартала планового года как разница между общей паспортной мощностью энергоустановки (мощность брутто) и ремонтным резервом, под которым понимается мощность тех энергетических устройств, которые в соответствующем квартале подлежат плановому ремонту.
Для расчета величины ремонтного резерва осуществляется предварительное построение календарных графиков ремонта и технического обслуживания оборудования.
Совмещая между собой величины запланированной чистой рабочей мощности энергоустановок предприятия и рассчитанной ранее плановой потребности в соответствующих энергоносителях, можно определить чистый эксплуатационный резерв энергоустановок.
Все проведенные расчеты оформляются графически в виде баланса мощности по кварталам (см. рис. Т.5.1).
| |
Рис. Т.5.1. Схема баланса мощности энергоустановки на год
2.2. На основе анализа построенных балансов мощности энергоустановок и величины их чистого эксплуатационного резерва для каждого из кварталов планового года определяется:
a) возможность продажи части энергоносителей на сторону (при положительном чистом эксплуатационном резерве);
b) необходимость закупки дополнительного объема энергоносителей у сторонних поставщиков (при отрицательном чистом эксплуатационном резерве).
2.3. Осуществляется выбор оптимальных внешних поставщиков недостающих энергоносителей и проводится распределение между ними объемов поставок.
2.4. Осуществляется окончательное оформление энергетического баланса с указанием источников покрытия потребностей предприятия во всех видах энергоресурсов для всех временных отрезков планового периода.
Построенные энергобалансы могут быть использованы для укрупненного анализа результатов работы энергохозяйства. В ходе такого анализа устанавливается изменение структуры потребления энергетических ресурсов и изменение структуры источников покрытия энергетических потребностей предприятия.
Задание к практической части работы
На основе представленных исходных данных необходимо:
1. Рассчитать плановое потребление электроэнергии в производстве по месяцам планового года.
2. Определить величину ремонтного резерва электрогенерирующей установки предприятия по месяцам планового года.
3. Построить баланс мощности электрогенерирующей установки предприятия по месяцам планового года и выявить чистый эксплуатационный резерв.
4. Оформить плановый энергобаланс предприятия по электроэнергии с разбивкой по месяцам планового года.
5. Установить необходимый объем внешних закупок электроэнергии предприятием на плановый год в целом и оценить планируемый коэффициент самостоятельного покрытия потребности предприятия в электроэнергии в плановом году.
Исходные данные: электроэнергия используется на предприятии по четырем основным направлениям: для обеспечения работы основного технологического оборудования (для силовых нужд), для обеспечения работы вспомогательного оборудования (гидронасосы), для нужд освещения и для вспомогательных хозяйственно-бытовых нужд. Данные о составе и планируемых параметрах работы основного технологического оборудования предприятия представлены в таблицах З.5.1 – З.5.2. Освещение в подразделениях предприятия осуществляется в течение всего рабочего дня. Данные о составе и планируемых параметрах работы светильников отражены в таблице З.5.3. Расход электроэнергии на перекачку 1000 м3 воды используемыми на предприятии гидронасосами отражен в столбце 2 таблицы З.5.5. Планируемый коэффициент потерь воды в трубопроводах отражен в столбце 3 таблицы З.5.5. Данные о планируемых параметрах работы агрегатов-потребителей воды представлены в таблице З.5.4. Расход электроэнергии на вспомогательные хозяйственно-бытовые нужды планируется исходя из часовых норм расхода. Значение соответствующей нормы отражено в столбце 4 таблицы З.5.5. Значение КПД питающей электросети предприятия отражено в столбце 5 таблицы З.5.5. Предприятие работает 5 дней в неделю в 2-сменном режиме, продолжительность смены – 8 часов. Данные о параметрах используемой предприятием электрогенерирующей установки отражены в таблице З.5.6.
Таблица З.5.1