Энергетические балансы

Энергетический баланс промышленного  предприятия является наиболее важной характеристикой энергетического  хозяйства предприятия. Он составляется с целью выявления всех резервов экономии энергоресурсов.

Энергобаланс – баланс добычи, переработки, транспортировки, преобразования, распределения и потребления  всех видов энергетических ресурсов и энергии в производстве.

Энергобаланс является отражением закона сохранения энергии в условиях конкретного производства.

Энергетический баланс (энергобаланс) состоит из приходной и расходной  частей.

Приходная часть энергобаланса содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством  различных энергоносителей (ископаемое топливо и ядерное горючее, газ, пар, вода, воздух, электрическая энергия).

Расходная часть энергобаланса определяет расход энергии всех видов во всевозможных ее проявлениях, потери при преобразовании энергии одного вида в другой при  ее транспортировке, а также энергию, накапливаемую (аккумулируемую), в специальных  устройствах (например, гидроаккумулирующих  установках).

Как и в любых других балансах, например, бухгалтерских, приходная и расходная  часть энергобаланса должны быть равны.

Энергетический баланс показывает соответствие, с одной стороны, суммарной  подведенной энергией и, с другой стороны, суммарной полезно используемой энергией и ее потерями. При составлении  баланса рассматриваются все  виды потребляемой на предприятии энергии: электроэнергия, газ, мазут, вода, пар  и т.п. Потребление энергии на все цели на каждом участке предприятия  измеряется количественно, кроме того, оцениваются и потери энергии.

Составление баланса производится на основе данных о фактическом потреблении  энергии на конкретных участках данного  предприятия (двигатели, электрооборудование, освещение и т.д.). Для получения  такой информации используются специальные  приборы – счетчики электроэнергии, газа, пара, воды и пр.

Изучение энергетических балансов дает возможность установить фактическое  состояние использования энергии, как на отдельных участках предприятия, так и на предприятии в целом. Энергетический баланс позволяет сделать  выводы об эффективности работы предприятия. После закрытия баланса должны быть выявлены точки, участки на предприятии, где можно сэкономить энергию.

В зависимости от вида и количества энергоносителей баланс может быть частным, составленным только для одного энергоносителя, либо сводным энергетическим балансом, составленным по суммарному потреблению всей используемых на предприятии  энергетических ресурсов. При составлении частных энергетических балансов количественное измерение энергоносителей производится в джоулях (Дж, МДж, ГДж), киловатт-часах (кВт×ч), тоннах условного топлива (т.у.т.). При составлении сводного энергетического баланса измерение различных энергоресурсов и энергоносителей производится в тоннах условного топлива.

Основными видами энергии, потребляемой в промышленности, городском и сельском хозяйстве, являются тепловая и электрическая  энергия. Поэтому составляют частичные  энергобалансы – тепловые и электрические. Рассмотрим особенности составления  электробалансов.

 

В условиях действующих предприятий  энергобалансы составляются для  отдельных агрегатов или их групп, цехов и предприятий в целом. На основе электробалансов выносится  объективное суждение о качестве использования электрической энергии  на данном предприятии, в производственных подразделениях или энергоемких  агрегатах, выявляются возможности  сокращения непроизводительного расхода  электроэнергии, ее потерь, в результате чего планируются мероприятия по улучшению электроиспользования.

Различают три основных вида электробалансов:

1) фактические,  отражающие сложившиеся в цехе  или на предприятии производственные  условия;

2) нормализованные,  учитывающие возможности рационализации  и оптимизации электропотребления  и снижения потерь в механизмах  и электрических сетях;

3) перспективные,  составляемые с учетом прогнозируемого  развития производства и его  качественных изменений на ближайший  период (до 5 лет) или на более  длительный срок.

Один  из важнейших результатов составления  нормализованных электробалансов  является возможность нормирования электропотребления на основные технологические  процессы изготовления готовой продукции.

Главная цель электробаланса – определение степени полезного использования электроэнергии и поиск путей снижения потерь, рационализации электропотребления. Поэтому основным видом баланса следует считать баланс активной энергии, в основном определяющий реальный редким электропотребления и уровень использования электроэнергии.

Приходная и расходная части  принимаются и учитываются по показаниям счетчиков активной энергии  и расчетной мощности.

Расходная часть электробаланса активной электроэнергии делится на следующие статьи расхода:

1) прямые  затраты электроэнергии на основной  технологический процесс с выделением  полезного расхода на выпуск  продукции без учета потерь  в различных звеньях энергоемкого оборудования производства (электрических печах, компрессорных и насосных установках);

2) косвенные  затраты электроэнергии на основной  технологический процесс, вследствие  его несовершенства или нарушения  технологических норм;

3) затраты  электроэнергии на вспомогательные  нужды (вентиляцию помещений цехов,  цеховой транспорт, освещение);

4) потери  электроэнергии в элементах системы  электроснабжения (трансформаторах,  реакторах, линиях);

5) отпуск  электроэнергии посторонним потребителям (столовым, клубам, магазинам).

Задачами составления электробаланса являются:

• нахождение расхода электроэнергии по статьям 2, 3, 4, 5 с тем, чтобы выделить расход на основную продукцию предприятия;
• определение действительных удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции предприятия;
• выявление возможности сокращения как непроизводительных расходов электроэнергии (ст. 2, 3, 4, 5), так и расходов на выпуск основной продукции путем проведения различных мероприятий, совершенствующих технологический процесс.

 

Составление свободного нормализованного электробаланса – завершающий этап анализа фактического баланса предприятия. Нормализованный электробаланс служит основой для оценки резервов экономии электроэнергии на предприятии.

Общие резервы экономии электроэнергии подразделяются на текущие ΔWT, осуществляемые с  малыми затратами в текущем периоде, и перспективные ΔWn, реализация которых возможна в более отдаленной перспективе (3—5 лет и более) за счет проведения мероприятий, требующих дополнительных затрат.

Текущие резервы определяются сравнением фактического электробаланса объекта с его электробалансом, составляемых на базе технически обоснованных отдельных потерь.

Текущие резервы экономии энергии:

 

 

 

где n – число мероприятий, направленных на снижение потерь;

 – потери электроэнергии  в каждом i-м объекте соответственно  до и после проведения мероприятий.

Перспективные резервы определяются сравнением двух нормализованных электробалансов  – технически и экономически обоснованного (перспективного) Wэк:

 

 

 

В зависимости от назначения энергетические балансы могут характеризоваться  следующими показателями:

расчетным периодом (отчетные балансы по фактическим  данным за прошлый период, плановые на ближайший планируемый период с учетом заданий по снижению затрат энергии, проектные, составляемые при  проектировании объекта и т.д.);

стадией энергетического потока (производство, преобразование, распределение, конечное использование энергетических ресурсов);

видом энергоносителя (например, частные  энергобалансы по отдельным видам  потребляемых энергоносителей, сводные  энергобалансы по суммарному потреблению  энергии).

 

Для составления и анализа энергетического  баланса предприятия исходная информация может быть представлена в виде следующих  данных:

общей производственной и энергетической характеристики предприятия (объемы и  номенклатура выпускаемой продукции, ее себестоимость с выделением энергетической составляющей и т.п.);

описания  схемы материальных и энергетических потоков;

перечня и характеристик основного энергоиспользующего оборудования;

данных  о расходах энергоносителей;

данных  о работах по рациональному использованию  энергии на предприятии.

 

Схема материальных и энергетических потоков сопровождается описанием  видов и параметров энергоносителей, состояния использования вторичных  энергетических ресурсов, системы учета  и контроля расхода энергии и  энергоносителей.

Анализ энергетического баланса  состоит в качественной и количественной оценке состояния энергетического  хозяйства предприятия.

Анализ  использования энергоносителей  может быть произведен путем сравнения  фактических показателей с нормативными, фактическими за предыдущий период, перспективными, аналогичными на других предприятиях. При этом сравнение показателей должно проводиться с учетом условий сопоставимости (при одинаковых объемах производства, составе и качестве продукции и т.п.).

Эффективность использования энергии в установке  можно характеризовать коэффициентом  полезного действия (КПД), который  определяется по формуле:

 

 

где: - количество полезно использованной энергии;

 – количество  подведенной энергии.

При оценке эффективности использования  энергоресурсов на предприятии суммируются  как количество использованной, так  и количество подведенной энергии  на всех установках для различных  видов энергоносителей.

В результате изучения энергетического баланса  производится оценка такого важного  показателя эффективности энергоиспользования, как удельный расход энергии на производство продукции.

Топливно-энергетический баланс промышленного предприятия  предназначен для решения следующих  задач:

• планирования энергоснабжения предприятия и его подразделений;
• составления отчётности о потребления и использовании энергоресурсов;
• оценки фактического состояния энергоиспользовании на предприятии;
• выявлении причин возникновения и определения потерь энергоресурсов и энергоносителей;
• выявления и оценки резервов экономии топлива и энергии и разработка плана мероприятий, направленных на снижение потерь энергоресурсов;
• улучшения режимов работы технологического и энергетического оборудования;
• определение рациональных размеров энергопотребления в производственных процессах и установках, совершенствование учёта и контроля расхода энергоресурсов;
• совершенствования методики нормирования и разработки норм расхода топлива и энергии на производство продукции;
• получение исходной информации для создания нового оборудования и применения энергосберегающих технологий.

 

Виды  и назначение энергетических балансов.

 

В зависимости от назначения на предприятии  применяются различные виды энергетических балансов, которые имеют следующие  признаки:

• время разработки (отчётные, плановые, перспективные, прогнозные;
• стадию энергетического потока (производство, преобразование, распределение энергоресурсов);
• целевое назначение (основные и вспомогательные технологические процессы);
• виды и параметры потребляемых энергоресурсов и энергоносителей (топливо, тепловая и электрическая энергия, холод, сж. Воздух);
• способ разработки (опытный, расчётный);
• форму составления (синтетический и аналитический).

 

Синтетический энергобаланс показывает распределение подведённых и произведённых энергоносителей внутри предприятия и составляется по данным внутризаводских отчётных документов (журналов учёта, ведомостей, справок) за отчётный период (квартал, год).

 

Фактический энергобаланс показывает разделение общего расхода энергии на полезный расход и потери. Фактический баланс составляют по объектам, целевому назначению, видам энергии и другим параметрам, исходя из данных синтетического баланса. На основе анализа фактического энергобаланса разрабатывают перспективный энергобаланс с учётом намечаемых работ по нормализации расходов энергоресурсов, мероприятий оптимизации структуры энергобаланса.

Анализ энергетических балансов проводится на предприятии в целях качественной и количественной оценки состояния  энергетического хозяйства и  энергопользования, а также выявление причин и значений потерь энергоресурсов.

Анализ структуры приходной  и расходной частей энергобаланса  позволяет выявить различие в  уровнях энергопотребления и  эффективности по сравнению с  аналогичными предприятиями, наметить пути изменения структуры энергетического  баланса. При проведении анализа  все элементы предприятия или  те, которые подлежат специальному обследованию, классифицируются по группам  процессов и установок, однородных по виду используемых энергоносителей  и сходных по методике анализа  энергопользования. При оценки энергобаланса предприятия используют данные энергетического паспорта, технологических регламентов, форм статотчётности, технической документацией оборудования. Технические и энергетические характеристики оборудования должны отражать: материальные потоки (материальный баланс), расходы и параметры сырья, топлива и энергии, количество отходов; конструктивные особенности установки (габариты, изоляцию, наличие устройств по утилизации вторичных энергоресурсов, наличие КИПиА и др.), уровень эксплуатации (приодичность использования, продолжительность нахождения в горячем резерве и т.д.).