Партнеры журнала:

Отрасль

Управление производством на предприятиях ЛПК. Часть 4

Вспомогательное производство. Энергетическое хозяйство

Предприятия ЛПК являются крупными потребителями энергии, в первую очередь тепла, электрической энергии и воды. Надежное, бесперебойное обслуживание производства необходимыми энергоресурсами и их бережное использование - основная задача энергетического хозяйства предприятия.

Часть 1. Принципы, методы и функции управления. Системный подход к управлению предприятием
Часть 2. Управление основным производством
Часть 3. Вспомогательное производство. Ремонтное хозяйство
Часть 5. Управление экономической деятельностью
Часть 6. Экологический менеджмент
Часть 7. Управление вторичными ресурсами
Часть 8. Управление социальной деятельностью

Для ее выполнения на энергохозяйство возложены сложные и разнообразные функции. Главнейшие из них - производство отдельных видов энергии; передача энергии по общезаводским сетям и доведение ее до потребителей; организация потребления энергии; проведение систематической работы по экономии энергии и затрат на ее производство.

Энергетическое хозяйство предприятий ЛПК обычно включает в себя:

  • тепловое хозяйство (котельную, тепловую сеть, систему водоснабжения и канализации, компрессорную станцию и др.), обеспечивающее предприятие паром, водой и сжатым воздухом;
  • электросиловое хозяйство (электроцех, трансформаторное хозяйство, электрическую сеть и др.), снабжающее предприятие электроэнергией с потребительским напряжением;
  • слаботочное хозяйство (АТС, коммутаторные установки, систему радиосвязи, аккумуляторные и др.), обеспечивающее работу телефонной станции и радиоузла, а также эксплуатацию аккумуляторных установок.

На разных предприятиях может быть разная степень развития названных выше структурных подразделений энергетического хозяйства, что зависит от многих факторов. В частности, от размера основного производства, применяемых технологий, энергоемкости продукции. Достаточно сказать, что для производства единицы разных видов продукции используется неодинаковое количество энергии. Например, на изготовление 1 т дрожжей из древесины расходуется 30-40 ГДж тепла, а на производство 1 т живичной канифоли - только 3-4 ГДж. Разное количество энергии может расходоваться на производство одного и того же вида продукции по разным технологическим схемам (например, на производство целлюлозы сульфатным способом).

В значительной степени расход энергии зависит от вида используемого сырья, а также от мощности предприятия (с увеличением мощности общая потребность в энергоресурсах возрастает, а удельные нормативы энергопотребления, наоборот, снижаются). Состав и размер энергохозяйства предприятия зависит от условий снабжения энергоресурсами (собственной выработки или со стороны). Если предприятие самостоятельно производит электрическую или тепловую энергию на заводской теплоэлектростанции (ТЭС), то у энергетического хозяйства подобных предприятий (например, у целлюлозно-бумажных комбинатов) сложная структура.

Энергетическим хозяйством предприятий ЛПК, для которых большую роль играет собственное производство энергоресурсов, руководит главный энергетик, подчиняющийся главному инженеру. При наличии на предприятии собственной ТЭС или котельной ее начальник подчиняется главному энергетику, а в оперативном отношении - диспетчеру предприятия. На небольших предприятиях, которые получают энергоресурсы в порядке централизованного снабжения (упрощенная структура энергохозяйства), управление энергохозяйством осуществляется отделом главного механика. В этом случае энергетик предприятия является заместителем главного механика либо руководителем энергоцеха.

Организация энергетического хозяйства включает в себя широкий круг задач. Главные из них:

  • эксплуатационное обслуживание энергогенерирующего оборудования, энергоприемников и сетей;
  • нормирование расходов энергоресурсов;
  • ремонт энергетического оборудования и энергосетей;
  • эффективное использование вторичных энергоресурсов;
  • разработка и обслуживание мероприятий, цель которых - экономия энергии и перспективное развитие энергохозяйства предприятия.

Эксплуатационное обслуживание энергогенерирующего оборудования призвано обеспечить своевременное производство необходимых видов энергии при максимальной экономии средств. Энергогенерирующее оборудование, предназначенное для получения энергии требуемого вида, обслуживает вахтенный персонал, за каждым работником которого закреплен определенный участок производства.

Эксплуатационное обслуживание энергоприемников и сетей осуществляется дежурным персоналом. Каждый рабочий обслуживает определенный участок, на котором находится закрепленное за ним оборудование. В круг обязанностей работников дежурного персонала входит регулярный обход участка, внешний осмотр и проверка состояния энергооборудования и сетей; устранение мелких поломок и выполнение необходимых переключений в энергетической схеме; пуск и остановка электроприводов; ведение журнала технического учета и запись показателей счетчиков. Качество работы дежурного персонала характеризуется безаварийной работой энергоприемников и сетей, экономией энергоресурсов.

Важное место в организации электрохозяйства занимает нормирование энергопотребления - установление и внедрение удельных норм расхода какого-либо вида энергии на единицу продукции или единицу работы исходя из прогрессивных методов энергоиспользования. Эти нормы широко используются в планировании и текущей работе предприятия, цель которой - оптимальное использование энергоресурсов. Нормы расхода энергоресурсов разделяются на технологические (агрегатные), цеховые и общепроизводственные (рис. 1). Технологическая (агрегатная) норма расхода - это расход энергии (топлива) на единицу продукции, состоящий из величины расхода на отдельные технологические переделы с учетом нормируемых технически неизбежных потерь. Потери энергии по причине плохого технического состояния оборудования или низкого уровня эксплуатации в норму не включаются. Цеховая норма расхода включает в себя расход энергии (топлива) на технологические процессы в цехе (агрегатную норму) и расход энергии (топлива) на вспомогательные и подсобные нужды цеха, в то числе освещение, отопление, вентиляцию, внутрицеховой транспорт, а также потери энергии в цеховых энергоприемниках и сетях. Общепроизводственная норма расхода включает в себя цеховую норму, а также расход энергии (топлива) на общепроизводственные нужды и потери энергии в общезаводских сетях.

Уровень организации энергетического хозяйства на предприятиях ЛПК в значительной степени определяется использованием вторичных энергоресурсов: древесные отходы, тепловые отходы и побочные продукты производства, которые могут быть использованы в качестве теплоносителей. Использование вторичных энергоресурсов может обеспечить покрытие в лесной промышленности до 30% общей потребности в топливе.

Экономическая целесообразность использования вторичных энергоресурсов укрупненно может быть определена по следующей формуле:

где: Цт - стоимость 1 т топлива франко-предприятие; Q - годовая экономия топлива в результате использования вторичных энергоресурсов; Цоб - стоимость оборудования, необходимого для использования вторичных энергоресурсов; Зтр - затраты на транспортировку оборудования; Зм - затраты на монтаж оборудования; n - амортизационный срок эксплуатации оборудования; P - затраты на содержание, эксплуатацию и ремонт нового оборудования.

Резервы экономии энергии на любом предприятии ЛПК велики и разнообразны. Задача работников энергетического хозяйства и всего коллектива предприятия заключается в том, чтобы систематически выявлять и полностью использовать резервы, способствующие экономии энергии, совершенствованию энергохозяйства предприятия и повышению его эффективности.

Общими для всех предприятий ЛПК направлениями экономии энергии являются:

  • сокращение прямых потерь энергии при ее производстве, преобразовании, передаче и распределении; эти потери в электросетях составляют 3-5%, в тепловых - 4-6%, в газовых - до 3%, в воздушных - 2%;
  • совершенствование технологии основного производства (интенсификация производственных процессов, разработка прогрессивных технологических режимов и т. д.);
  • повышение коэффициента мощности (cosf) электрических установок (сокращение времени холостой работы электродвигателей, приведение мощности трансформаторов в соответствие их нагрузкам и др.);
  • улучшение режимов работы и эксплуатации энергетического оборудования;
  • использование вторичных энергоресурсов.

Планирование работы энергетического хозяйства включает в себя последовательное решение следующих задач:

  • расчет потребности предприятия в топливно-энергетических ресурсах;
  • составление энергобаланса;
  • расчет потребного количества работающих и фонда заработной платы;
  • определение себестоимости разных видов энергии;
  • составление технико-экономических показателей энергетического хозяйства.

Общая формула расчета потребности предприятия в электроэнергии (в кВт/ч):

Qэл=qтех+qэл.дв+qосв+qпр+qот+qп,

где: qтех - расход электроэнергии на технологические процессы; qэл.дв- расход электроэнергии на работу электродвигателей; qосв - расход электроэнергии на освещение; qпр - расход электроэнергии на прочие нужды; qот - отпуск электроэнергии на сторону; qп - потери электроэнергии в сетях.

Расход (количество) технологической электроэнергии рассчитывается обычно по нормам на единицу продукции по формуле:

где: ai - норма расхода технологической электроэнергии на единицу продукции; ni - количество продукции определенного вида в натуральных измерениях; a - число видов продукции.

Расход двигательной электроэнергии определяется исходя из мощности каждого электродвигателя Ni и времени его работы с учетом коэффициента загрузки k1, коэффициента использования мощности k2 электродвигателей. Зависимость между указанными величинами следующая:

где β - число электродвигателей.

Пример. В цехе работают 30 электродвигателей мощностью 12 кВт, 20 электродвигателей мощностью 5 кВт и 40 электродвигателей мощностью 3 кВт. Время работы оборудования при условии его полной загрузки составляет 7870 ч. Продолжительность работы двигателей мощностью 12 кВт - 5800 ч; 5 кВт - 7870 ч; 3 кВт - 4500 ч. Исходя из этих показателей, коэффициент использования электродвигателей равен:

Величина коэффициента полезного действия (кпд) электродвигателей определяется по таблице тригонометрических функций путем нахождения косинуса угла, тангенс которого равен отношению расхода реактивной электроэнергии к активной за один и тот же период времени. Допустим, по показаниям счетчиков отношение расхода реактивной и активной электроэнергии составляет 0,591. По таблице тригонометрических функций находим, что косинус угла с тангенсом 0,591 составляет 0,86. Таким образом, применительно к рассматриваемому случаю расход двигательной энергии (при k2 = 0,82) составит:

Для определения расхода электроэнергии на осветительные цели можно использовать формулу:

где: H - норма часового расхода электроэнергии на освещение 1 м2 площади пола (10-15 кВт/ч); S - освещаемая площадь пола, м2; T - число дней работы предприятия в году; t - продолжительность искусственного освещения за сутки, ч.

Пример. Часовой расход электроэнергии на освещение 1 м2 площади цеха по норме составляет 11,0 кВт. Площадь пола по внутреннему обмеру равна 1420 м2. Эффективный фонд времени работы цеха в году - 340 дней, а продолжительность искусственного освещения за сутки - 15 ч. Потребность в осветительной электроэнергии составит:

Расход электроэнергии на освещение можно также вычислить исходя из суммарной мощности светильников и продолжительности использования (часов) осветительной нагрузки с учетом коэффициента одновременности горения светильников.

Общая формула расчета плановой потребности предприятия в тепловой энергии (ГДж) имеет такой вид:

Qт.эн = qтех + qэл + qо + qв + qг.в + qпр + qот + qп,

где qтех - расход тепла на технологические нужды; qэл - расход тепла на выработку электроэнергии; qо - расход тепла на отопление; qв - расход тепла на вентиляцию; qг.в - расход тепла на горячее водоснабжение; qпр - расход тепла на прочие нужды; qот - отпуск тепла на сторону; qп - потери тепла в сетях (4-6% от общего расхода нетто).

Потребность тепла на технологические нужды рассчитывается двумя методами: на основе норм расхода на единицу продукции и на основе норм расхода в единицу времени. Расход тепла на производство электроэнергии определяется в том случае, если на предприятии имеется ТЭС. Расчет ведется по формуле:

qэл = p · Qэл ,

где: p - удельная норма расхода тепла на производство электроэнергии, которая зависит от кпд турбин (0,70-0,85) и находится в пределах от 4,2 до 4,7 ГДж/тыс. кВт/ч.

Расход тепла на отопление q0 необходим для поддержания внутренней температуры помещений на постоянном уровне и зависит от разности внутренней и наружной температуры воздуха. Для расчета количества тепла, необходимого для отопления, пользуются удельной нормативной отопительной характеристикой здания, представляющей собой показатель потери тепла 1 м3 объема здания при разности внутренней и наружной температуры воздуха 1°C за 1 ч. Для разных зданий предприятий этот показатель равен 0,1-0,45.

Расход тепла на отопление может быть рассчитан по формуле:

где: H - удельная нормативная отопительная характеристика, кДж/м3·ч; a - средняя разность внутренней и наружной температуры воздуха во время отопительного сезона (зависит от географического расположения предприятия); V - объем отопляемых зданий по внутреннему объему, м3; T - продолжительность отопительного сезона, дней; 24 - число часов в сутках.

Общая формула расчета плановой потребности предприятия в воде (м3):

Qв = qтех + qт + qст + qх.б + qпр + qот + qп ,

где: qтех - расход воды на технологические нужды; qт - расход воды на выработку пара (тепла); qст - расход воды на сантехнические нужды (вентиляцию, отопление и т. д.); qх.б - расход воды на хозбытовые нужды (мытье помещений, умывальники, душевые и т. д.); qпр - расход воды на прочие нужды (противопожарные цели, проведение экспериментальных работ и т. д.); qот - отпуск воды на сторону; qп - потери воды в сетях (до 3% от общего расхода нетто).

Расход воды на технологические нужды определяется исходя из норм ее расхода на единицу продукции. Норматив потребности в воде на выработку 1 ГДж тепла составляет 0,40 м3. Расход воды на сантехнические нужды определяется исходя из нормативов. Потребность в воде на хозяйственно-бытовые нужды регламентируется нормой расхода воды в сутки на одного явочного работника (70-100 л). Норма расхода воды на мытье 1 м2 площади пола в сутки составляет 1,0-1,5 л. Расход воды на противопожарные цели принимается по действующим нормам пожарной безопасности.

Для производства пара (тепла) помимо воды требуется топливо. Расход топлива на эти цели определяется на основе нормы расхода условного топлива (Hу.т) на выработку 1 ГДж тепла. Этот показатель устанавливается опытным путем или на основе теплового расчета по формуле:

где 29,3 - теплопроводная способность 1 т условного топлива, ГДж; η - КПД котельной (0,7-0,9).

В зависимости от конструкции паровых котлов, технического состояния котельной и всего теплового хозяйства предприятия на выработку 1 ГДж тепла расходуется 38-50 кг условного топлива. Чем крупнее паросиловое хозяйство и выше уровень его технической оснащенности, тем меньше топлива требуется на выработку единицы тепла.

При расчете потребности предприятия в условном топливе на производство пара общий расход тепла умножается на удельную норму расхода условного топлива, то есть

Qу.т = Qт.эн · Hу.т

Потребность предприятия в натуральном топливе вычисляется с помощью переводных коэффициентов условного топлива в натуральное k. Расчет ведут по формуле:

Общая потребность в разных видах энергии увязывается с источниками покрытия этой потребности. Для этой цели составляется энергетический баланс. В энергобалансе находят отражение потребность предприятия в воде, электроэнергии, паре (тепле) и условном топливе, а также источники покрытия этой потребности. Разработка энергобаланса выполняется в такой последовательности:

  • определяется потребность в паре, электроэнергии и воде на технологические нужды;
  • рассчитывается общая потребность (брутто) предприятия в воде;
  • вычисляется общая потребность (брутто) предприятия в электроэнергии;
  • определяется общая потребность (брутто) предприятия в паре;
  • балансируется потребность предприятия в энергии с источниками ее получения;
  • рассчитывается потребность предприятия в топливе для выработки пара (тепла).

Важной частью планирования энергохозяйства является определение численности и фонда заработной платы работающих. Число рабочих, обслуживающих энергогенерирующее оборудование, вычисляется по штатным точкам рабочих мест. Сначала определяется явочная численность персонала (число рабочих, которые одновременно заняты в производстве в течение суток) по формуле:

где Rяв - явочная численность; ri - штатные точки рабочих мест по каждой профессии рабочих; n - сменность работы (количество смен).

Запасные рабочие необходимы для компенсации разрыва между фондами времени работы в год рабочего и обслуживаемого им оборудования. Численность запасных рабочих равна такому выражению:

где: Тоб - годовой фонд эффективного времени эксплуатации оборудования; Тэф - годовой фонд эффективного времени работы рабочего.

Списочное число рабочих, обслуживающих генерирующие установки R, равно сумме явочного их числа и числа запасных рабочих, то есть

R = Rяв = Rзап.

Списочная численность рабочих энергохозяйства, выполняющих однородную работу (обмотчиков, изоляционщиков, жестянщиков и т. п.), определяется по нормам выработки:

где Qi - количество данного вида объема работ; Hвыр.i - норма выработки на данный вид работы; k - коэффициент, учитывающий уровень выполнения норм; β - количество видов работы, по которым определяется численность рабочих.

По нормам времени рассчитывается списочная численность рабочих по дежурному обслуживанию энергоприемников и сетей. Расчет ведется по формуле:

где Hвр - норма времени на данный вид работы.

Численность специалистов и служащих энергохозяйства принимается в соответствии со штатным расписанием. Исходя из численности персонала определяется фонд заработной платы. Стоимость энергии определяется разными методами в зависимости от источников энергоснабжения. В случаях, когда энергия вырабатывается на собственных генерирующих установках, себестоимость калькулируется. В калькуляции по брутто и нетто показывается объем вырабатываемой энергии в единицах измерения: электричества - в кВт/ч; тепла - в ГДж; воды - в м3. Показатель брутто включает в себя все количество вырабатываемой энергии, а показатель нетто только количество энергии, вырабатываемой в порядке услуг, предоставляемых потребителям. Все затраты, связанные с производством энергии, определяются на объем брутто, а распределяются на объем нетто. Распределение энергии между структурными подразделениями предприятия выполняется по цеховой себестоимости. При получении энергии из районных энергосистем и водовода общего пользования основу ее стоимости составляют действующие тарифы.

Электроэнергия, получаемая предприятиями для производственных нужд, оплачивается по двухставочному тарифу: за установленную мощность и за потребляемую электроэнергию. В этом случае при определении себестоимости электроэнергии кроме платы по тарифу учитываются также затраты электросилового хозяйства на предприятии (на трансформацию, содержание электросетей и т. д.).

Себестоимость 1 кВт · ч электроэнергии может быть определена по следующей формуле:

где Цэл - стоимость 1 кВт · ч электроэнергии, руб.; a - плата за единицу установленной мощности, руб.; N - установленная мощность трансформаторов и высоковольтных двигателей; b - годовая потребность предприятия в электроэнергии (с учетом потерь в трансформаторах), кВт · ч; Qэл - плата за 1 кВт · ч потребляемой электроэнергии, руб.; С - годовые затраты электросилового хозяйства предприятия, тыс руб.

Тепло, получаемое предприятиями со стороны, оплачивается по тарифу - за каждый потребляемый ГДж тепла при условии стопроцентного возврата конденсата. При неполном возвращении конденсата тариф увеличивается. Кроме того, при калькулировании тепла помимо платы за тариф учитываются затраты теплосилового хозяйства предприятия (на содержание паросиловых установок тепловых сетей и др.). Стоимость 1 ГДж тепла может быть рассчитана по формуле:

где цт.эн - стоимость 1 ГДж тепла, руб.; b - плата за 1 ГДж тепла, руб.; Qт.эн - годовая потребность предприятия в тепле, ГДж; C - годовые затраты теплосилового хозяйства предприятия, руб.; k - коэффициент, корректирующий тариф в зависимости от возврата конденсата.

Вода на предприятие может поступать из водовода общего пользования или из собственных установок водоснабжения (водозабора или артезианских скважин). В первом случае вода оплачивается по действующим тарифам, а во втором случае составляется калькуляция на 1 м3 воды.

На основе проведенных расчетов составляются технико-экономические показатели работы энергетического хозяйства:

  • объем производства разных видов энергии в натуральном выражении (с указанием технологических параметров);
  • численность работающих, чел. (в т. ч. по категориям): рабочих, ИТР, служащих и МОП;
  • годовой фонд заработной платы, тыс. руб. (в т. ч. рабочих);
  • средняя заработная плата, тыс. руб.;
  • себестоимость единицы видов энергии, руб.;
  • размер снижения затрат энергохозяйства, приходящихся на 1 руб. товарной продукции предприятия.

Владимир МОСЯГИН, д-р эконом. наук, проф. СПбГЛТУ