Энергетическое обеспечение промышленного предприятия – это совокупность генерирующих, преобразующих, передающих и потребляемых энергетических средств, с помощью которых предприятие обеспечивается всеми видами энергии, используемых в процессе производства.

Основное назначение энергетического хозяйства предприятия - бесперебойное обеспечение производства всеми видами энергии при соблюдении техники безопасности, выполнении требований к качеству и экономичности энергоресурсов.

Основными видами энергии являются: электрическая энергия; тепловая и химическая энергия твердого, жидкого и газообразного топлива; тепловая энергия пара и горячей воды; механическая энергия. К энергоресурсам относятся: электрический ток; натуральное топливо; пар разных параметров; сжатый воздух разного давления; природный и сжиженный газ; горячая вода и конденсат; вода под напором.

Разнообразные виды ресурсов на предприятии используются в качестве двигательной силы, в технологических процессах, для отопления, освещения, вентиляции, хозяйственно-бытовых нужд и т.д.

На всех стадиях производства могут быть использованы различные виды энергии и энергоресурсов (газ, мазут, электроэнергия).

В механических цехах при металлообработке в основном применяется электроэнергия и сжатый воздух (в пневматической аппаратуре) и т.д.

Выбор наиболее экономичных энергоресурсов должен осуществлять на основе комплексного решения вопросов энергетики, технологии, организации производства и экономики путем сравнительного анализа удельных расходов (норм расхода) технологического топлива и энергии, единовременных затрат на разработку и внедрение мероприятий по снижению норм.

Потребляемые предприятием энергоресурсы могут приобретаться со стороны как покупные, и вырабатываться собственными силами. На предприятии могут производиться электроэнергия - на заводской электрической станции, пар и горячая вода - в котельных, генераторный газ - на газогенераторной станции.

Энергоснабжение предприятия имеет специфические особенности, состоящие в необходимости немедленного использования произведенной энергии и неравномерной потребности в ней в течение суток и времени года. В связи с этим наиболее совершенной и экономичной системой энергоснабжения предприятия является централизованная. В этом случае предприятие получает электрическую энергию от центральной (единой) электрической системы (через заводскую понижающую подстанцию), пар - по тепловой сети районной энергетической системы или заводской теплоэлектроцентрали.

Централизованная система снабжения обеспечивает надежное и бесперебойное снабжение предприятия энергией и снижает текущие издержки производства и единовременные затраты, связанные с получением необходимых предприятию видов энергии.

Например, потребление электроэнергии, как и других видов энергии, имеет так называемые пики и спады. Изолированная заводская электростанция вследствие этого должна иметь дополнительные мощности для того, чтобы обеспечивать максимальную нагрузку в часы пик. И наоборот, в часы спада электростанция будет иметь избыток электроэнергии. Если же она включена в Единую энергетическую систему, то в часы пик предприятие забирает энергию из энергосистемы. Наоборот, когда падает потребность в электроэнергии, такая станция может отдавать избыточную электроэнергию в энергосистему.

Здоровье животных и правильное питание в переходный период определяют, насколько быстро можно будет оптимизировать потребление корма и энергетическую ценность рациона после отела!

Повышенное потребление энергии во время пика лактации

• Повышение потребления корма
• Повышение энергетической ценности рациона

Кормление в переходный период

В идеале, балл упитанности Голштино-Фризских коров до отела должен быть скорректирован до 3,5.

• Начало периода сухостоя (Сухостой I)
  Следует избегать высокоэнергетического рациона, поскольку после отела сильно упитанные животные хуже усваивают корм.
• Подготовительное кормление (Сухостой II, 2–3 недели до отела)
  В дополнение к основным компонентам высококачественного корма, осуществляют постепенное повышение энергетической ценности (эквивалентно примерно 3 кг концентрата/корову/сутки), что обеспечивает возросшие потребности коровы в энергии в конце стельности и подготавливая рубец для богатого концентратами рациона после отела (6).
• Корректировка рациона (3 недели после отела)
  Стимулирование потребления корма - это приоритет, поскольку у коров отмечается тенденция к отрицательному энергетическому и кормовому балансу.
  Постепенное внедрение мер, направленных на стимулирование усвоения корма и повышение питательности рациона, позволит не допустить развития у животных подострого ацидоза рубца. Любые изменения, связанные с основными компонентами корма, не должны быть резкими. В данный период не следует добавлять в корм жиры, т.к. это еще больше усилит дисбаланс между глюкогенными и липогенными носителями энергии, снижая, таким образом, усвояемость корма (Drackley 1999).

Стимулирование усваивания корма

• Основные компоненты корма высокого качества
• Постепенное, медленное повышение питательности
• Обеспечение регулярного потребления свежей полнорационной кормосмеси
• Длина волокон, скорректированная для сокращения периода нахождения корма в рубце (28)

Повышение питательности

• Добавление в корм крахмала, защищенного от распада в рубце (5,25)
• Добавление в рацион жиров после отела (27) для снижения риска развития ацидоза рубца

Лечение кетоза - кормление

• Глюкоза внутривенно или в виде жидкой лекарственной формы для перорального введения
  Пероральное замещение большого количества глюкозы (до 2 кг/день) хорошо переносится животными, т.к. глюкоза всасывается через эпителий рубца (1,3) и хранится в простейших рубца в виде гликогена (10). Протозойный гликоген доступен для животного (после попадания в рубец) в качестве источника глюкозы.
• Глюкопластические вещества (пропионат натрия, пропиленгликоль и т. д.)
• Ссылка на другие альтернативные варианты парентеральной терапии (глюкокортикоиды, Катозал ® , ...)

Повышение усвояемости корма

• Высококачественный привлекательный корм (добавление ароматизаторов: эфирные масла)
• Структура волокон, оптимизированная для быстрого прохождения по рубцу и минимизации риска развития ацидоза (волокна, растворимые в нейтральном детергенте (peNDF) > 8 мм примерно 15%)
• Контроль состояния здоровья животных - профилактика молочной лихорадки!

Повышение питательности

• Добавление к корму крахмала, защищенного от распада в рубце
  • Кукуруза
  • Сорго
  • Ячмень (при необходимости обработанный молочной кислотой)
  • Пшеница, обработанная NaOH
• Кормовой жир (> 3 недель после отела)
  • Общее содержание жира в сухом веществе - 5% (до 7% защищенных жиров)

Заполнение рубца

Заполнение рубца является показателем того, как корова потребляет корм. Сзади должно быть видно вздутие рубца (D. Zaaijer, W.D.J. Kremer, J.P.T.M. Noordhuizen).

1 балл

Ярко выражены остистые отростки поясничных позвонков, это придает пояснице вид «полки». Ярко выражена голодная ямка. Четко очерчены седалищные бугры и маклоки. На них отсутствует жировая ткань. Области тазобедренного сустава, ануса, седалищно-прямокишечная ямка и поверхность бедер впалые. Вульва выступает.

2 балла

Выражены остистые отростки. Эффект «полки» менее заметен. Голодная ямка более сглажена. Выражены седалищные бугры и маклоки. Области кресца и бедер менее впалые. Вокруг корня хвоста больше мягких тканей. Седалищно-прямокишечная ямка покрыта небольшим количеством жировой ткани. Концы поперечно-реберных отростков пальпируются, но визуально менее заметны.

Современное промышленное производство связано с потреблением в больших объемах электроэнергии, топлива и других энергоносителей (пара, сжатого воздуха, горячей воды, газообразного, твердого и жидкого топлива и т.п.).

Основной задачей энергетического хозяйства является надежное и бесперебойное обеспечение предприятия всеми видами энергии установленных параметров при минимальных затратах. Объем и структура потребляемых энергоресурсов зависят от мощности предприятия, вида выпускаемой продукции, характера технологических процессов, а также связей с районными энергосистемами.

В задачу энергетического хозяйства входят также выполнение правил эксплуатации энергетического оборудования, организация его технического обслуживания и ремонта, проведение мероприятий, направленных на экономию энергии и всех видов топлива, а также мероприятий по совершенствованию и развитию энергохозяйства предприятия.

Как правило, потребление энергии в производстве по часам суток, дням недели и календарным периодам происходит неравномерно. Исходя из этого, режимы производства всех видов энергии непосредственно зависят от режимов ее потребления. Потребность предприятий в энергии может покрываться за счет полного обеспечения энергией всех видов от собственных установок. Этот способ энергоснабжения можно назвать централизованным.

Другим способом энергоснабжения — децентрализованным пользуются небольшие, а иногда и средние промышленные предприятия, которые получают все виды энергии, например, от районных систем, соседних предприятий или объединенных цехов.

Больше всего распространен комбинированный вариант, при котором отдельные виды энергии предприятия получают от районных энергосистем, а другие виды энергии производятся на заводских установках. В практике организации энергетического хозяйства этот вариант считается наиболее рациональным.

Структура энергетического хозяйства предприятия

В состав энергетического хозяйства входят:

• электрическая и тепловая станции;
• высоковольтные подстанции, питающие предприятие от централизованной системы;
• паросиловой цех;
• газогенераторная, кислородная, компрессорная, водонасосная станции;
• подстанция инертных газов и кислорода;
• цех ремонта электрооборудования;
• телефонная станция.

Энергохозяйство предприятия подразделяется на две части: общезаводскую и цеховую.

К общезаводскому подразделению энергохозяйства относятся генерирующие преобразовательные установки и общезаводские сети, которые объединяются в ряд специальных цехов: электросиловой, теплосиловой, газовый, слаботочный и электромеханический. Состав цехов зависит от энергоемкости производства и связей завода с внешними энергосистемами. На небольших предприятиях все энергохозяйство может быть объединено в один, два цеха.

Цеховую часть энергохозяйства образуют первичные энергоприемники (потребители энергии — печи, станки, подъемно- транспортное оборудование), цеховые преобразовательные установки и внутрицеховые распределительные сети.

На крупных и средних промышленных предприятиях (рис. 10.1) энергетическое хозяйство возглавляет главный энергетик. На небольших и малых предприятиях оно может находиться в ведении главного механика, который совмещает функции по обеспечению предприятия энергоресурсами и поддержания оборудования в работоспособном состоянии.

Рис. 10.1. Организационная структура службы главного энергетика крупного предприятия

В составе службы главного энергетика крупного предприятия формируются бюро энергоиспользования, энергооборудования, электрические и тепловые лаборатории.

Основной задачей группы энергоиспользования является нормирование расхода энергетических ресурсов, планирование энергоснабжения, составление энергетических балансов, осуществление сводного учета и анализа использования энергоресурсов.

Группа энергооборудования (техническое бюро) осуществляет руководство планово-предупредительными ремонтами установок и энергосетей, контроль над техническим состоянием сетей, оборудования и правил их эксплуатации, разрабатывает мероприятия по совершенствованию энергохозяйства, экономии энергетических ресурсов. Энергетические лаборатории выполняют исследовательские работы по снижению расхода энергии и топлива, проводят различного рода измерения, испытания оборудования и сетей, проверку контрольно-измерительных приборов.

На средних и небольших предприятиях в составе службы главного энергетика предусматриваются энерголаборатория и энергобюро, включающее группы энергооборудования, энергоиспользования.

Персонал энергетических цехов и цеховых энергетических хозяйств подразделяется на дежурный состав, обеспечивающий бесперебойность энергоснабжения, и персонал, занятый выполнением планово-предупредительных ремонтов и монтажных работ.

Показатели, характеризующие работу энергетического хозяйства

Технико-экономические показатели, характеризующие работу энергетического хозяйства, объединяются в четыре группы:

• показатели производства и распределения энергии — удельные нормы расхода топлива на производство всех видов энергии, кпд генерирующих установок;
• удельные нормы расхода энергии и топлива (например, на 1 т годных отливок, на 1 т поковок, условную машину и т.д.);
• показатели себестоимости производства энергии (тепловой, электрической, энергии сжатого воздуха и пара);
• показатели энерговооруженности труда.

Порядок нормирования расхода энергоресурсов

Режим экономии энергетических ресурсов предопределяет необходимость нормирования расхода электроэнергии, сжатого воздуха, пара, газа и воды. Нормы устанавливаются с учетом рациональных условий производства и оптимальных режимов эксплуатации оборудования.

Нормы подразделяются на дифференцированные и укрупненные. Дифференцированные (удельные) нормы устанавливают расход энергии по отдельным агрегатам, деталям, на выполнение определенных операций, на 1 м 2 покрытия и на другие единицы измерения продукции; укрупненные — расход по участку, цеху и предприятию на единицу или условную единицу продукции.

К укрупненным нормам относится, например, расход энергии на 1 т поковок, годных отливок, машинокомплект деталей (по раскройным, прессовым и механическим цехам), на сборочную единицу или изделие (в сборочных цехах); по предприятию может устанавливаться норма на условное изделие или на 1000 руб. продукции.

Технически обоснованные нормы определяются расчетно-ана- литическим методом. Применение этого метода связано с проведением замеров расхода энергии технологическим оборудованием на разных режимах его работы.

Удельная норма расхода электроэнергии на 1 т деталей, например, при термической обработке рассчитывается по удельной теплоемкости металла, температуре нагрева деталей, коэффициенту полезного действия нагревательной печи и потерям тепла в системе. При расчете расхода тепла учитывается вид оборудования, используемого для термической обработки.

Норма расхода электроэнергии на операцию штамповки на механических прессах

• Р э — расход электроэнергии на один ход ползуна (без выполнения операции штамповки), кВт-ч;
• К др — поправочный коэффициент, учитывающий дополнительный расход электроэнергии на один ход ползуна при штамповке (К др = 1,2 — 2);
• Р эх — расход электроэнергии за 1 мин холостой работы пресса, кВт-ч;
• Т в — вспомогательное время на одну деталь, мин.

Для энергетических цехов устанавливаются удельные нормы расхода энергоносителей: твердого, жидкого и газообразного топлива и электроэнергии.

Рациональная организация энергетического хозяйства основывается на планировании производства и потребления всех видов энергии. Потребность определяют по каждому виду энергии с учетом мероприятий, направленных на ее экономию, и мероприятий по снижению себестоимости производства.

Суммарный расход энергии по предприятию условно делится на две части — зависящую (переменную) и не зависящую (постоянную) от объемов выпускаемой продукции. В общем случае переменную часть составляет расход всех видов энергии на выполнение основных технологических операций, постоянную — расход на освещение, привод вентиляционных устройств, покрытие утечек сжатого воздуха, отопление, кондиционирование воздуха и др.

Общий расход энергии по предприятию (Р о) или цеху на календарный период определяется по формуле

• Р з — зависящая (переменная) составляющая расхода энергии, кВт-ч, м 3 ;
• Р н — независящая (постоянная) составляющая расхода энергии.

Расход энергии по переменной части расхода энергии может быть определен укрупненно по времени работы оборудования или точно рассчитан по сводным нормам.

При определении расхода энергии по времени работы оборудования необходимо его группировать по условиям работы — времени использования, степени загрузки, значению кпд и другим факторам.

Например, расход силовой электроэнергии (Р сэ ) по группе оборудования может быть определен по формуле

• М уст - суммарная установленная мощность по группе оборудования, кВт;
• Д ф.вр — действительный фонд времени работы оборудования, ч;
• К з — коэффициент, учитывающий загрузку оборудования по мощности;
• К оро — коэффициент одновременности работы оборудования;
• К 1 , К 2 — коэффициенты, учитывающие кпд двигателей и потери в сети.

По сводным нормам расход энергии (Р эс ) рассчитывается по формуле

• Н с — сводная норма расхода на 1000 руб.;
• П в — программа выпуска продукции, тыс. руб.

Постоянная часть расхода энергии может быть определена также расчетным методом по нормативам освещенности, отопления помещений, нормативам и по времени использования двигателей.

Планирование потребности в энергоресурсах

При планировании потребности в энергии необходимо детально анализировать ее расход за период, предшествующий плановому. Плановые показатели по расходу энергии должны обеспечивать нормальный ход производственных процессов, исключать сверхнормативные потери.

Определение потребности в энергии, топливе основывается на использовании балансового метода планирования. Для этих целей составляются сводные балансы, а также по отдельным видам энергии, топлива.

В расходной части баланса представлена расчетная потребность в энергии на всю производственную, хозяйственно-бытовую и непроизводственную деятельность предприятия. В приходной — источники покрытия этой потребности — получение энергии и топлива от районных энергосистем, выработка на собственных генерирующих установках предприятия, использование вторичных энергоресурсов.

Перспективные балансы служат основой для совершенствования и реконструкции энергохозяйства предприятия. Основной формой планирования энергоснабжения в настоящее время являются годовые энергобалансы. Наряду с плановым составляется отчетный баланс, который служит средством контроля выполнения плановых показателей использования энергоресурсов и вскрытия резервов экономии энергоносителей.

Для учета колебаний в спросе на различные виды энергоресурсов на предприятии составляются суточные графики потребления энергии отдельных видов и топлива по календарным периодам (сезонам), которые служат основой для установления максимальных нагрузок на планируемый период и при разработке мероприятий на перспективное развитие энергетического хозяйства.

Основными направлениями совершенствования энергетических хозяйств промышленных предприятий являются:

• переход на централизованное энергоснабжение;
• укрупнение энергетических хозяйств промышленных предприятий;
• использование наиболее экономичных энергоносителей;
• замена жидкого топлива газообразным;
• внедрение рациональных методов организации ремонта и технического обслуживания энергетического оборудования и сетей;
• широкое использование технически обоснованных норм расхода энергоносителей.

Триединство. Россия перед близким Востоком и недалеким Западом. Научно-литературный альманах. Выпуск 1 Медведко Леонид Иванович

Обеспечение человечества энергией в долгосрочной перспективе

Обеспечение энергетической безопасности мирового сообщества в интересах настоящего и будущего поколений – обязательное условие развития мировой энергетики.

Энергетический рационализм – важнейшая составляющая развития человечества в XXI в. За счет энергосбережения в середине века прогнозируется экономить в год 6 млрд т у. т., что эквивалентно современной добыче нефти и газа, а к 2100 г. – 18 млрд ту. т., то есть больше, чем весь современный мировой энергобаланс – 14 млрд т у. т. Энергосбережение позволит сохранить значительный объем природных ресурсов для будущих поколений.

В период 2050-2100 гг. продолжится многократный рост угольной и атомной отраслей, а также возрастет значение возобновляемых источников энергии. Производство энергии с использованием нефти и газа сохранится на уровне 2050 г. Новые открытия, особенно в ядерной физике, приведут к гигантским изменениям в энергетике, но их потенциал невозможно оценить даже гипотетически. Если учесть, что при сооружении реакторов новых поколений возникают все более сложные научные и технические проблемы, становится ясно, что потребуется много десятилетий для их промышленного внедрения.

Наиболее важные элементы глобальной энергетической безопасности:

1) диверсификация источников энергии, то есть экономика не должна чрезмерно зависеть от какого-либо одного энергоносителя, недопустима моноструктура энергетического баланса.

2) экологическая приемлемость, то есть развитие энергетики не должно сопровождаться увеличением ее негативного воздействия на окружающую среду.

3) рациональное потребление традиционных углеводородных ресурсов, то есть использование органического топлива в энергетике не должно приводить к нехватке его для химической промышленности.

4) переход от простых поставок сырья к международному сотрудничеству в области переработки энергоресурсов, обмена новейшими технологиями, широкому взаимодействию в инвестиционной сфере, а также в разработке современных норм энергосбережения.

5) высокие темпы освоения возобновляемых источников энергии позволят снизить зависимость мировой экономики от поставок нефти и газа и минимизировать затраты на транспортировку энергоресурсов.

6) интенсификация международных научных исследований во всех отраслях энергетики.

Обеспечение энергетической безопасности мирового сообщества может быть достигнуто только с учетом долговременных ориентиров и долгосрочных прогнозов и должно опираться на результаты глобального мониторинга энергоресурсов планеты и их использования.

Дальнейшая интеграция государств при решении научных и технических задач будет способствовать успешному внедрению инновационных технологий. Во многих сферах энергетики потребуются создание и реализация крупных программ, подобных международным разработкам при создании космических аппаратов или термоядерного реактора.

В начале XXI в. интенсивно формируется единое мировое энергетическое пространство – залог энергетической безопасности человечества. Для большей динамичности этого процесса в ближайшие годы необходимо разработать методологическую, нормативно-правовую и организационную основу мировой энергетики. Главнейшая задача второго этапа – в 2015-2030 гг. начать реализацию проектов в рамках Единой международной программы управления топливно-энергетическим комплексом.

На третьем этапе на основе долгосрочных общественно-государственных программ должна получить развитие система «Энергетика – Экономика – Природа – Общество», базисом которой призвана стать «зеленая» энергетика. Подобная глобальная программа XXI в. может быть создана под эгидой ООН при широком участии представителей власти, бизнеса, авторитетных ученых и общественных организаций.

В XXI в. нефть, газ и уголь останутся основными источниками мировой энергетики. Высокая эффективность этих источников энергии имеет большое значение для устойчивого развития человечества. Вместе с тем стратегия развития мировой энергетики должна учитывать перспективы использования экологически чистых источников энергии и новейших технологий их освоения, что позволит гарантировать энергобезопасность нашей цивилизации. Мировое сообщество должно совершить грандиозный научно-технический прорыв в освоении энергии земных недр, океана, солнца, космоса и мирного атома. Только тогда мы сможем удовлетворять растущий спрос начистую, обильную, надежную и безопасную энергию основу высокого уровня жизни, развитой экономики и культуры, международной и национальной безопасности. Этот источник жизненной силы мы обязаны многократно приумножить и передать в надежные руки наших потомков.