2 страница. Движение продукции во времени определяет режим ее выпуска, все операции можно разделить на непрерывные и цикличные (рис

Движение продукции во времени определяет режим ее выпуска, все операции можно разделить на непрерывные и цикличные (рис. 3.1).

Прерывистая работа с переменной нагрузкой (цл агрегатов непрерывного действия допускается как исключение)

Рис. 3.1. Характеристика режимов работы оборудования Непрерывные операции выполняются на оборудовании непрерывно! действия, цикличные - на оборудовании периодического действия.

При построении энергетических характеристик, нормировании расх да энергии и анализе энергоиспользования приходится иметь дело с рядо показателей, характеризующих время и режим работы оборудования, сг производительность, расход энергии и мощности.

Использование оборудования во времени связано со структурой рабо ты календарного времени (Т_к), под которым понимают количество часо! которое может быть использовано для работы при установленных сменнс

работы и продолжительности смены. Календарное время складывается суммы операционного времени (Т,,) и внеоперационных перерывов (Т„):

Т_К=Т₀+Т_Н. (3.1)

Операционное время - это время, в течение которого на агрегате вы- пняются заданные операции (непрерывные или цикличные). Внсопсра- юпиые перерывы связаны с организацией производства. К таким органи- ционно техническим причинам внеоперационных перерывов относят зостои оборудования:

♦ в ремонте любого вида (плановом, аварийном, неплановом);

♦ из-за отсутствия сырья и энергии;

♦ из-за переналадки оборудования при изменении серийности про­дукции;

♦ из-за несоответствия заданий по объему и ассортименту продукции прнзводствснным мощностям.

Во время внеоперационных перерывов оборудование может останав- иваться пли работать на холостом ходу. Поэтому время внеоперациои- 1ых перерывов разделяется на время внеоперационных холостых ходов Т„_х) и время операционных остановок (Т_нс):

т„ = Т_11Х + т_нс. (3.2)

Влияние внеоперационных перерывов па использование оборудова­на в календарное время оценивается с помощью коэффициента использо­вания оборудования в календарное время:

К_вр = ТЛк • (3.3)

Операционное время Т₀ складывается из времени полезной работы Т, эффективном в энергетическом отношении, и времени операционных пе­рерывов 1 „, вспомогательном времени, в течение которого выполняются ктюмогательные звенья операции, которые не перекрываются машинным фемснем с использованием энергии:

То = т., + Т_в. (3.4)

I ^ВР^СМЯ операционных перерывов агрегаты либо отключаются, либо ра­ботают на холостом ходу. Поэтому в энергетическом отношении вспомо­гательное время может представлять собой время операционных остано-

3.2. Показатели производительности

Производительность оборудования (А) характеризуется выпуском родукнин (Z). отнесенным к эффективному времени, операционному и ка-

i тарному:

А, = Z / Т>; А„ = Z / Т„ ; А_к = Z / Т_к, цс А „ А,„ А _к - соответственно часовая производительность за эффек­тное. операционное и календарное время.

Часовая производительность зависит, в основном, от двух факторов: величины загрузки оборудования предметами обработки; скорости протекания технологических режимов, которая зависит от рхнологичсских параметров и от режима работы оборудования.

Режим работы оборудования характеризуется использованием во врс- I (непрерывно или с перерывами) и использованием по мощности (по-

ггоянная или переменная нагрузка).

По особенностям технологического режима все энергоприемникн мо-

|ут быть разбиты па две группы:

непрерывного действия (насосы, вентиляторы, компрессоры, печи, лен- ючные транспортеры, мельницы, химические аппараты и др.);

периодического, циклического действия (металлообрабатывающие [танки, прессы, молоты, краны и др.).

Часовая производительность для оборудования непрерывного и пе- )нодичсского действия определяется различно.

Для оборудования непрерывного действия часовая производи- елыюсть может быть определена за сколь угодно малое время нспрсрыв- юй работы:

А ⁼ dZ / dT, т.е. находится первая производная. (3.11)

При неизменности технологических параметров и загрузки оборудо- ання предметами обработки она остается постоянной в течение всего пе­риода, т.е. А, = А.

При изменяющейся нагрузке оборудования и технологических пара­метрах текущая производительность будет величиной переменной. В этом случае, она определяется как среднечасовая производительность за эффек-

тнвнос время работы.

Для оборудования периодического действия не может_______________

кущих, мгновенных значений производительное™, так как выпуск с дукции может быть измерен только за какой-то определенный отр! времени равный продолжительности одного или нескольких полных о рационных циклов. _

Часовая производительность такого оборудования всегда относитсф продолжительности одного или нескольких законченных циклов. Но

как Т₀ = Т, + Т„, то можно определить производительность, orneq ную к эффективному времени:

Аймаке Z / Т_э. (3

Такая производительность является теоретической, фиктивной, вц чиной, так как показывает, какую производительность можно было бы _ лучить при отсутствии перерывов в эффективной работе оборудован^ Такая производительность является максимальной, А_макс.

При постоянном режиме работы (одинаковой единовременном за!_к кс оборудования и постоянных технологических параметрах) выпуск п[ дукции за одни цикл (Z) и эффективное время работы в каждом цикле (' будут неизменны. В этом случае производительность за Т, составит:

А , = Z/т, = Z/Т, (З._п

Если циклы неравномерны во времени или загрузке (псрсменщ режим), часовая производительность за эффективное время будет среди величиной:

Зафузка оборудования по электрической мощности характеризуется Энергетическим коэффициентом зафузки:

у ,= N/N„, (3.19)

где /V и N,| - соответственно подведенная и номинальная мощность обо­рудования.

При правильно выбранном специализированном технологическом Оборудовании технологический и энергетический коэффициенты зафузки своей величине близки между собой. Пофсбление энергии на выпуск продукции Z характеризуется абсо- ютными и относительными показателями.

К абсолютным относят подведенную к оборудованию мощность и

более в перерывах па выходные дни и нерабо-

W_K = W₀ + W_a с + <3.24)

3.4. Энергетические характеристики промышленного оборудования

В технологических операциях полезная и потерянная мощности часто : могут быть измерены непосредственно по приборам. Основой энергети- !ского нормирования и оценки энергетической эффективности оборудо- 1ния являются энергетические характеристики. За независимую перемен­яю принимается производительность агрегата, за функциональные псрс- енные принимается подведенная, полезная или потерянная мощности, нергстическис характеристики могут быть построены как характеристики рутто. так и характеристики нетто. Характеристики брутто получили наи- Ьльшее распространение. Все характеристики можно разделить на основ-

ыс и производные.

К основным характеристикам относят зависимости подведенной, по­мпон или потерянной мощности от производительности агрегата. Наи- элыиее распространение имеет зависимость подведенной мощности от роизводитслыюсти, так называемая расходная характеристика N, = f (А). К производным относят к.п.д. агрегата, удельный расход па единицу

(родукции и удель........ с потерн.

Энергетические характеристики агрегатов непрерывного и периоди- 1сского действия имеют свои особенности.

)псргетическис характеристики агрегатов непрерывного действия троятся как зависимость подведенной мощности от текущей произво- тельностн. Расчет энергетической эффективности проводится с помо- дыо трех показателей:

) к.п.д. (основной):

= (N_e / N„)-100%; r| ={N_c + a_Bip-N,,_p) /N,-100%

де a_B)p и N„_p выход и мощность используемых ВЭР; удельные потери мощности в агрегате :

р = /V,, / N_a ■ 100%; г| + р = 100%;

3) удельный расход энергии или мощности на единицу основной npi ции, выпускаемой агрегатом в единицу времени:

d^Gp =W„/ Z или d^*^{5 =}N_a / А ;

с учетом использования ВЭР :

d"^r = (fV_e- а_юрРУ_юр) / Z или d"¹ = (N, - a_B,_pN_Bip) / А, (

где А - текущая производительность. .

В систему нормирования должны быть включены доля мощи ВОР, используемая за пределами данного агрегата и удельный расход

dmp Ов)р'^вэр IА • _

Для агрегатов периодического действия энергетические xapL ристики не могут быть построены как зависимости подведенной мощнщ от текущей производительности вследствие:

- наличия операционных перерывов;

- необходимости измерения произведенной продукции за один несколько законченных циклов, а иногда и за полный цикл; I

- определения теоретической (фиктивной) производительности а гата за эффективное время работы.

Для такого оборудования энергетические характеристики строятс_. зависимости расхода энергии (мощности) за полный цикл выпуска про, ции. Такие энергетические характеристики будут отражать зависим! средней подведенной мощности и средних удельных расходов от epeJ часовой производительности за о п с р а ц и о н н о с время:

N₀ ~ fi (AJ ; d₀ = f₂(A₀). При посфоении энергетической характеристики оборудования пер днчсского действия необходимо учесть:

- зависимость среднечасовой производительности А₀ от колебания грузки оборудования и продолжительности вспомогательного вре1 ни т„;

- особенности оборудования;

- режимы работы. .

Технологические параметры при этом принимаются постоянные При этом возможны два случая.

Первый. а) агрегаты работают с операционными холостыми ходами;

ременных расходов энергии, особенно для агрегатов с элсктроприводо

Уравнение энергетического баланса в этом случае составит:

w₀ = NiI, + 5 Z I

или

N₀ = WJx₀ = (N\"i-Jz₀) + 8A₀ = k₀,V_x + 8A„ = + 8-y_TA_mt.

(3|

В данном технологическом процессе постоянной величиной явл* Т_э. Переменными величинами являются: операционная производи ность А„; вспомогательное время Т_в; коэффициент использования о€ довапия за операционное время k_u. При этом А₀ = f (Z, Т„), k„ = f| (l у, = (Z). Поэтому зависимость средней подведенной мощности от I нзводителыюсти может быть выражена в виде энергетической диагра (рнс.3.2).

Зависимость удельного расхода от производительности также б)( выражена в виде энергетической диаграммы:

d₀=N₀ / A₀=(k₀-7V_X / A₀)+5=(A/x / у_т-А_макс) + б . (3|

Па этой диаграмме: о зависимость средней производительности при условиях k„ = const (X const), А_а = f (у,) выражена прямыми ав, а'в', а"в"; при этом каж прямая соответствует тому или иному постоянному значению к^,; о зависимость среднечасовых величин N„ ~ \\i (А₀) при условии Yt const, A₀=f (к„) выражена прямыми ов, ов|, obi, при этом каждая лш соответствует той или иной постоянной величине у_т. о зависимость среднего удельного расхода от средг производительности агрегата при условии k<,= const (т„= const), а у г f (Z) выражается кривыми ав. а'в', а"в" и т. п.; о при работе агрегата с постоянной нагрузкой (Z = const, у_т = const), hi переменной величиной вспомогательного времени (т„ = var) сред! удельный расход остается постоянным н выражается прямыми св, С| CjBi равных значений d₀; в этом случае k„ = f (т_в).

Ао

не. 3.2. Энергетическая диат рамма агрегата периодическою действия с малыми исковыми расходами и прямолинейной характеристикой подведенной мошно- н при работе с остановками на время операционных перерывов.

а) диаграмма средней подведенной мощности;

б) диаграмма среднею удельною расхода.

Расход энергии а1регатом при заданной производительности, опреде- ясмый по расходной энергетической характеристике, называется характс- истическим расходом. Величина его соответствует нормализованным схноло! ичсскнм параметрам производственного процесса, условиям ок- ужающей среды, состоянию оборудования и качеству его обслуживания.

Фактические расходы энергии могут отклоняться от характеристичс- ких. Изменения условий эксплуатации учитываются системой порм- юправок к характеристическому расходу. Нормы-поправки даются в виде процентного изменения от изменения соответствующею норматива. Фак-

тичсский, эксплуатационный расход энергии составит:

Жф=^_х(1±ЛЖ_экс/100), с

где - характеристический расход энергии; AW_1Kt - норма-попраЛ характеристическому расходу.

Вес энергетические характеристики получают на основе laeoj испытаний оборудования.

3.5. Контрольные вопросы

1. Перечислите составляющие календарного времени

2. Назовите причины внеоперационпых перерывов

3. Назовите составляющие операционного времени

4. Назовите коэффициенты, характеризующие использование оборуд ния во времени

5. Перечислите показатели часовой производительности оборудования

6. Укажите различия при определении показателей часовой иронзва тельности оборудования непрерывного и периодического действия

7. Какие показатели характеризуют энергетическую экономичность ( рудования ]

8. Какова структура потребляемой энергии за эффективное, операций! п календарное время оборудования непрерывного и периодичесЯ действия Я

9. В чем заключаются особенности энергетических характеристик обо! дования непрерывного и периодического действия

10. Особенности определения показателей энергетической экономичное оборудования периодического действия при работе на холостом х< во время операционных перерывов и при их остановке во время one ционных перерывов.

| 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ БАЛАНСЫ АГРЕГАТОВ | И ПРЕДПРИЯТИЙ

I 4.1. Вила балансов и их классификации

I 11роыы1алевные предприятия потребляют топливо и энергию различ- I. ни ion I! параметров, но которым должны составляться энергетические lii.i ........ балансы.

I \1а1сриалм1мс балансы составляются п единицах объема или массы 1м гоплива различных видов (угля, газа, кокса, светлых и темных нефте- ■олуктов) пара различных параметров; горячей воды и конденсатов; сжа- I воздуха н газа; кислорода; воды под напором; хладоагентов и охлаж- ■нного воздуха.

I Энергетические балансы, называемые частными, составляются по от­ельным видам энергии: химической энергии топлива: тепловой энергии нсокнх, средних, низких и отрицательных температурных потенциалов Волода); электрической энергии.

I Частные балансы не составляются по механической энергии. Она, в ■внсимости от типа двигателя, учитывается либо в электрическом, либо в видовом, либо в топливном балансах.

I Баланс теплоты, по существующим правилам, включает в себя только ■плоту пара различных параметров и горячей воды. Теплота других теп- юноситслсй (горячего воздуха, газов, расплавленных металлов, солей, ор- вничсскнх веществ) в тепловые балансы не включаются. Она, как и меха- шчсская энергия, учитывается в соответствующих частных балансов - то- Ihibhom и электрическом.

Таким образом, на предприятии должны составляться балансы по то- (пиву, электрической и тепловой энергии.

Все энергетические балансы могут классифицироваться по ряду при­маков:

) В зависимости от масштабов решаемой задачи это могут быть балансы: отдельных процессов, агрегатов, групп однородных агрегатов; совокупных производственных процессов, участков, цехов и ком­плексных энергоустановок (котельных, ТЭЦ, КЭС и т.д.); промышленных узлов, объединений, отраслей, per ионов, страны.

2) По своему назначению это могуч быть проектные; фактические: норма­тивные, плановые и перспективные балансы.

Проектные балансы составляются как балансы потребления в годо­вом, сезонном и часовом разрезах при проектировании и реконструкции предприятия. Они используются, в основном, для разработки и обоснова­ния схем электроснабжения предприятия.

Фактические балансы подразделяются на отчетные и аналитические. Отчетные балансы составляются по подведенной энергии и характеризуют структуру энергопотребления но процессам и объектам. Они используются для статистической отчетности, калькулирования себестоимости продук­ции и общего контроля эпсргоиспользования.

Аналитические балансы позволяют провести глубокий анализ эпсрго­использования.

Нормативные энергобалансы строятся на основе технически и эко­номически обоснованных потерь и расхода энергии (полезного) только н аналитическом виде. Они характеризуют потенциально возможный, пере­довой уровень использования энергии и служат прогрессивной формой технико-экономического обоснования удельных норм расхода и эпергорс- сурсов. Наличие нормативных эпсргобалансов облегчает разработку пла­новых и перспективных балансов.

Плановые энсргобалапсы являются основной формой планирования энергопотребления и эпсргоиспользования предприятия. Они разрабаты­ваются на год с разбивкой по кварталам, исходя из заданной производст­венной программы и плановых удельных норм расхода энергорссурсов. При этом учитываются требования по снижению норм и эффективности мероприятий по экономии. В расходной части плановых балансов обосно­вывается плановая потребность предприятия в энсргоресурсах для выпол­нения производственной программы. В приходной части указываются ра­циональные способы покрытия этой потребности - за счет собственных энергоустановок; получения со стороны: использования ВЭР.

Перспективные, или прогнозные, энергобалансы составляются на срок 5. 10, 15 и более лет. Они отражают все изменения в технологии, ор­ганизации, объеме производства, а также изменения в энергетическом ба­лансе района и страны. Эти балансы составляются на стадии предпроект- ных работ и служат основным источником информации для конкретного проектирования развития энергохозяйства промышленного предприятия. 3) По степени расчленения расходной части энергетический баланс делит­ся на:

- балансы потребления, в которых подведенная энергия делится на составляющие только для подвода энергии к приемникам, т.е. по потребителям и процессам; эти балансы позволяют оценить соот­ветствие плановым нормам, более энергоемкие участки и величину потерь во внутризаводских сетях и преобразовательных установ­ках;

- балансы использования, предусматривающие дальнейшее разделе­ние подведенной энергии к приемникам энергии на полезную и по­тери по элементам; эти балансы называются аналитическими и по­зволяют провести глубокий анализ энсргоиспользовання.

Псе мероприятия, разрабатываемые в ходе составления энергобалан­сов должны иметь тщательное технике-экономическое обоснование.

4.2. Значение энергобалансов

Энергетические балансы предприятия представляют собой систему взаимоувязанных показателей получения и использования всех видов энергорссурсов. Разработка энергобалансов является основным методом планирования энергоснабжения и анализа энсргоиспользовання на про­мышленном предприятии. Сами энергетические балансы являются основ­ным обобщающим документом для комплексного изучения, планирования работы и рационализации энергетического хозяйства и нормирования рас­ходов энергорссурсов. Энсргобапансы устанавливают требуемые размеры и соотношения при производстве, получении и потреблении всех видов энергии. При этом учитываются взаимосвязь энергетики с технологией предприятия и внутренняя связь между частями энергохозяйства и энерге­тическим хозяйством района.