Промышленность
Энергетическое обследование промышленных предприятий направлено на определение того, как электрическая и тепловая энергия, топливо, пар и сжатый воздух используются в производственных процессах. В промышленности основную нагрузку нередко формирует не само здание, а оборудование, непосредственно участвующее в выпуске продукции. Поэтому при обследовании важно установить связь между расходом энергоресурсов, технологическими операциями, объёмом выпуска и загрузкой производственных линий.
Предприятия разных отраслей имеют неодинаковую структуру энергопотребления. В металлургии существенны высокотемпературные технологические стадии, в фармацевтическом производстве — поддержание стабильных условий среды, в пищевой промышленности — сочетание нагрева и охлаждения. Для судостроения характерно сочетание цеховых и ремонтных операций. Эти различия определяют границы энергетического баланса и выбор дальнейшей технической диагностики.
Границы энергетического баланса промышленного предприятия
Производственный энергетический баланс связывает поступающие энергоресурсы с их использованием на отдельных технологических участках и во вспомогательных системах. Для его построения необходимо определить, какие операции выполняются на предприятии, какие энергоресурсы они потребляют и где проходят границы их учёта.
В отличие от обследования здания, где тепловые и электрические нагрузки преимущественно рассматривают относительно условий эксплуатации помещений, на производственном объекте основой анализа становится технологический передел. Так называют отдельную стадию переработки сырья или изготовления продукции, для которой можно определить производственную функцию и связанные с ней энергетические затраты.
Границы переделов устанавливают по технологическим схемам. Затем сопоставляют их с линиями подачи электричества, пара, газа и сжатого воздуха. Если несколько производственных участков получают ресурс через общий ввод, показания прибора характеризуют их совместное потребление, но не позволяют автоматически определить расход каждого участка.
При обследовании также учитывают сменность и фактическую загрузку оборудования. Производственная линия может потреблять энергию при выполнении основной операции и сохранять определённую нагрузку в периоды неполной занятости. Поэтому для оценки необходимо знать не только суммарный расход, но и характер работы оборудования в рассматриваемое время.
Технологические и вспомогательные потребители энергии
В промышленном энергопотреблении разграничивают ресурсы, непосредственно используемые при изготовлении продукции, и энергию, необходимую для обеспечения производственных условий.
Технологическое потребление связывают с конкретными операциями и полезным выпуском. Вспомогательные системы обеспечивают подачу энергоресурсов, работу производственной инфраструктуры и поддержание необходимых условий эксплуатации. Их нагрузка может зависеть от объёма производства, но не всегда изменяется пропорционально количеству изготовленной продукции.
Например, линия подачи сжатого воздуха может обслуживать несколько технологических участков. Общий расход электроэнергии на обеспечение такой системы нельзя непосредственно отнести к одной производственной операции без сведений о распределении потребления.
Аналогичная ситуация возможна при использовании пара или газа несколькими переделами. Для правильного баланса необходимо сопоставить схему подачи ресурса с фактической последовательностью технологических операций и доступными границами учёта.
Разграничение потребителей помогает определить, какие нагрузки следует сопоставлять с выпуском продукции, а какие требуют самостоятельной оценки режима работы вспомогательного оборудования.
Загрузка оборудования и удельное энергопотребление
Один из основных вопросов промышленного энергообследования — как изменяется расход энергии при различной производственной загрузке. Для этого используют журналы работы оборудования, сведения о сменности и данные о количестве выпущенной продукции.
Удельное энергопотребление показывает, сколько энергии приходится на выбранную единицу выпуска. Однако увеличение этого показателя не обязательно означает рост физических потерь. Если линия работает с неполной загрузкой, часть энергопотребления может сохраняться при уменьшении количества выпускаемых изделий.
На удельный расход также влияет ассортимент. Разные изделия могут требовать неодинаковых технологических операций и продолжительности обработки. Поэтому сравнение периодов, в которых выпускалась различная продукция, необходимо проводить с учётом её состава.
Отдельное значение имеют пробные партии. При их изготовлении производственный процесс может отличаться от установившегося режима серийного выпуска. Если объединить такие периоды с обычной работой линии, рассчитанный удельный показатель не будет характеризовать только типовой производственный режим.
Если расход энергии на единицу продукции увеличился, специалист последовательно сопоставляет объём и состав выпуска, загрузку оборудования и предусмотренные технологические условия. Только после этого можно определить, имеются ли основания проверять возможное отклонение режима.
Отраслевые различия производственных энергопотоков
Структура энергетического баланса зависит от того, какие процессы определяют основную деятельность предприятия. Поэтому одинаковый набор энергоресурсов ещё не означает одинаковый подход к обследованию.
В судостроении необходимо учитывать сочетание цехового изготовления и ремонтных операций. Их нагрузка может изменяться в зависимости от характера выполняемых работ, поэтому общий расход предприятия следует связывать с соответствующими производственными периодами.
В металлургии существенную роль играют высокотемпературные стадии. При анализе энергетических потоков необходимо учитывать их место в технологической последовательности и связь расхода энергоресурсов с объёмом выпуска.
Для фармацевтической промышленности характерна необходимость поддержания стабильных условий производственной среды. Энергопотребление обеспечивающих систем рассматривают во взаимосвязи с технологическими требованиями, а не только с продолжительностью непосредственного выпуска продукции.
В пищевой промышленности в одном производственном процессе могут сочетаться нагрев и охлаждение. Эти операции создают различающиеся энергетические нагрузки, поэтому их необходимо правильно соотнести с технологическими стадиями и выпускаемой продукцией.
Такие различия определяют, какой именно производственный участок следует выбрать для дальнейшего обследования. Общая промышленная модель устанавливает границы энергетических потоков, а особенности отдельных отраслей требуют предметного рассмотрения соответствующих технологических процессов.
Исходные данные для производственного анализа
Для определения энергетических потоков используют схемы технологических переделов, сведения о видах продукции и единицах выпуска, графики сменности, журналы загрузки оборудования и схемы подачи энергоресурсов.
Технологическая схема показывает последовательность операций и позволяет определить границы производственных участков. Сведения о выпуске необходимы для сопоставления энергетических затрат с выполненной работой. Журналы загрузки помогают различить периоды полной и неполной эксплуатации оборудования.
Схемы подачи пара, газа, сжатого воздуха и электричества показывают, какие участки получают соответствующие ресурсы и насколько доступный учёт позволяет распределить расход между ними.
При сопоставлении выбирают периоды с известными условиями работы предприятия. Если изменялись ассортимент, объём выпуска или режим технологических линий, эти обстоятельства необходимо учитывать отдельно. Иначе различия в потреблении могут быть ошибочно приняты за изменение эффективности оборудования.
Схема энергетических потоков и дальнейшая диагностика
Результатом определения границ промышленного обследования становится схема энергетических потоков производственных участков. Она связывает технологические переделы, используемые энергоресурсы, вспомогательных потребителей и данные о полезном выпуске продукции.
Такая схема позволяет установить, какие участки обеспечены достаточными исходными данными для сопоставления, а где необходимо уточнить распределение ресурса или режим работы оборудования. На её основе выбирают предмет дальнейшей технической диагностики и состав необходимых измерений.
При этом удельные показатели разных производств нельзя непосредственно сравнивать без учёта качества, состава и объёма выпуска. Даже внутри одного предприятия увеличение расхода на единицу изделия может объясняться изменением ассортимента, недогрузкой линии или пробными партиями.
До получения подтверждающих данных такие объяснения рассматривают как возможные причины, а не установленные неисправности. Общая схема энергетических потоков помогает выбрать направление проверки, но не заменяет обследование конкретной технологической системы.
Выбор отраслевого объекта обследования
Для дальнейшей технической диагностики необходимо выбрать производственный объект с учётом его технологических операций, состава энергоресурсов и характера выпуска продукции. Предметные направления позволяют перейти от общего производственного баланса к особенностям конкретной отрасли.
- Машиностроительные предприятия
- Автомобилестроительные предприятия
- Судостроительные и судоремонтные предприятия
- Металлургические предприятия
- Фармацевтические предприятия
- Предприятия пищевой промышленности
Если требуется определить состав работ по энергетическому обследованию производственного объекта, используйте раздел «Энергоаудит предприятия». Принципы разграничения производственных и вспомогательных нагрузок рассмотрены в материале «Технологическое и общехозяйственное энергопотребление: принципы разделения». Для выбора другого класса объектов предусмотрен раздел «Что обследуем».