Энергохозяйство, Его значение и место в системах управления промышленным предприятием и энергоснабжение промышленного узла

Энергохозяйство любого предприятия – это совокупность энергетических установок и вспомогательных устройств, предназначенных для обеспечения данного предприятия энергией различных видов, а также осуществляет ремонтно-эксплуатационное обслуживание и монтаж энергооборудования в производственных цехах.

В то же время оно оказывает активно влияние на развитие предприятия (углубление взаимосвязи энергетики и технологии, комплексная механизация и автоматизация производственных процессов).

Значительное влияние на повышение эффективности предприятия оказывает снижение затрат на энергоснабжение и улучшение использования энергоустановок как составной части основных производственных фондов предприятия.

Большое значение имеет экономия и рациональное использование энергоресурсов на промышленных предприятиях, являющихся основными потребителями топлива и энергии.

Таким образом, энергохозяйство занимает важное место в экономике предприятия и производстве и оказывает существенное влияние на развитие, как предприятия, так и энергетического рынка.

В соответствии с вышеизложенным цель управления энергохозяйством такова: надежное и экономичное снабжение произ­водства всеми необходимыми видами энергии в потребном ко­личестве, ремонтно-эксплуатационное обслуживание, монтаж и наладка энергооборудования в производственных цехах, комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, рациональное использование энергоресурсов, снижение затрат на энергоснабжение, улучшение использования энергоустановок.

Анализ энергохозяйства на предприятиях показывает, что в повышении его эффективности и в совершенствовании управления им имеются большие резервы. Для того чтобы выявить и использовать эти резервы, необходимо знать особенности и структуру энергохозяйства, закономерности развития, связи и др.

То обстоятельство, что энергохозяйство промышленных предприятий образует сложную систему бюро (групп), цехов и участков, функционирование которых взаимосвязано и взаимообус­ловлено предполагает необходимость системного подхода к формированию и решению задач управления.

С позиций теории систем основные принципы системного подхода – рассмотрение всякого объекта в качестве системы, состоящей из многих подсистем (элементов), четкое определе­ние целей системы, а также путей наиболее-эффективного их достижения.

Применительно к энергохозяйству промышленных предприятий системный подход предполагает следующее:

– установление для подсистем конкретных задач, решение которых гарантируется материальными, трудовыми, финансовыми ресурсами и необходимой информацией;

– выполнение отдельных подсистем задач, направленных на достижение не только цели управления энергохозяйством, но и общей цели – повышения эффективности предприятия и эффективности энергоснабжения узла;

– выявление и изучение связей и отношений между отдельными подсистемами и риск оптимальных решений с помощью экономико-математических методов и современных технических средств по сбору и переработке информации.

На современном этапе развития промышленного производства усложняются хозяйственные связи во всех подсистемах управления энергохозяйством. Это приводит к тому, что постоянно усиливается взаимозависимость подсистем энергохозяйства. В этих условиях особое значение имеет правильное установление структуры управления энергохозяйством, взаимоотношений между его подсистемами, а также объема и соотношения выполняемых ими функций.

В этой связи следует остановиться на таких понятиях, как управляющая и управляемая системы в энергохозяйстве.

К управляющей системе в энергохозяйстве относится весь управленческий аппарат отдела главного энергетика (ОГЭ) во главе с главным энергетиком, а к управляемой системе – энергоцехи (энергоучастки). В энергоцехе управляющей системой является цеховой управленческий аппарат во главе с начальником цеха, а управляемой системой – участки. На участке управляющую систему составляет руководство участка (начальник, старший мастер, мастер), а управляемую – рабочие места.

При структурном построении (рис. 1.6) могут быть выделе­ны следующие уровни:

Уровень I – подсистема эксплуатации энергооборудования. На этом уровне осуществляется управление технологическими процессами и поддержание параметров энергоснабжения в заданных пределах; выполнение оперативных переключений; устранение брака и ликвидация аварий; измерение различных энергетических параметров, показателей и передача результатов измерений в другие подсистемы энергохозяйства. Большая роль на этом уровне наряду с ручным управлением отводится средствам защиты (исполнительным устройствам) и локальной автоматике (датчикам).

Уровень II – подсистема оперативно-диспетчерского управления. Этот уровень управления энергохозяйством объединяет энергетические цехи (участки) в системы энергоснабжения.

Рис. 1.6. Реальная иерархическая структура управления энергохозяйством (структурное построение)

Здесь решаются следующие задачи: управление автоматизированными объектами; планирование оптимальной загрузки энергооборудования; контроль за режимом выработки и потребления энергоресурсов; учет выработки и потребления энергоресурсов; отбор информации и выдачи ее на более высокие уровни иерархии и др.

Уровень III – подсистема технико-экономического планирования, учета и анализа. На этом уровне управления осуществляется перспективное планирование развития энергохозяйства; текущее планирование; планирование планово-предупредительных ремонтов (ППР); технико-экономический анализ; нормирование расхода энергоресурсов; обработка информации и передача ее на более высокие уровни иерархии и т. д.

Предлагаемая структура системы управления, энергохозяйством позволит более полно и точно осуществить анализ и моделирование отдельных подсистем, используя принцип системного подхода.

Для разработки оптимальных методов управления энергохозяйством необходимо определить и изучить свойства, которыми оно обладает как система, общие и специфически.

К общим свойствам систем, характерным для энергохозяйства, относятся следующие:

– система может рассматриваться как подсистема по отношению к более крупной системе;

– подсистемы функционально и структурно самостоятельны;

– управленческое воздействие со стороны каждого из уровней иерархии, кроме низшего, должно распространяться непосредственно только на объекты подчиненного уровня, а для прочих уровней оно определяет некоторые ограничения, которые должны учитываться при принятии управленческих решений.

Назовем основные специфические свойства энергохозяйства как системы.

1. Совпадение во времени и соразмерность производства и потребления энергии. Это обусловливается тем, что, во-первых, невозможна выработка энергии на «склад», во-вторых, режим производства энергии в каждый момент зависит от режима потребления.

Неразрывность во времени производства и потребления энергии, в свою очередь, обусловливает включение потребителей топлива и энергии в структуру систем энергоснабжения узла; выбор производительности генерирующих установок и пропускной способности распределительных сетей исходя из режима использования энергии, всеми потребителями; оперативно-диспетчерское управление системами энерго- и топливоснабжения; создание резерва генерирующих мощностей, пропускной способности сетей и энергооборудования.

2. Широкая взаимозаменяемость отдельных установок, видов энергоресурсов и технологических процессов при производстве продукции (рис. 1.7). Например, к оборудованию для высокотемпературных процессов относятся промышленные печи и различные электроиспользующие установки. В свою очередь, в промышленных печах можно использовать как электроэнергию, так и различные виды топлива – уголь, мазут и газ. Подобная взаимозаменяемость энергоресурсов осуществляется в соответствие с возможностями как техническими, так и экономическими.

При этом технические возможности взаимозаменяемости, например, различных типов печей и видов энергоресурсов значительно шире, чем экономические. Поэтому необходимо технико-экономическое сопоставление вариантов взаимозаменяемости.

Аналогичное положение и в отношении других технологических процессов, где используются различные установки и энергоресурсы.

Следовательно, число вариантов взаимозаменяемости отдельных установок и видов энергоресурсов достаточно велико, что и усложняет оптимизационные расчеты в энергохозяйстве промышленных предприятий.

Рис. 1.7. Взаимозаменяемость энергоресурсов, установок и процессов при выпуске продукции

3. Большое число связей энергохозяйства с подразделениями предприятия и системой энергоснабжения узла.

Рассмотрим связи энергохозяйства с подразделениями промышленного предприятия.

А. Связи энергохозяйства с основным и вспомогательным производством по услугам – это денежные, материальные и информационные связи, которые необходимы энергохозяйству для нормального функционирования и развития

Б. Ограничительные связи, т. е. ограничения, накладываемые предприятием на энергохозяйство по численности персонала, капитальным вложениям, материальным ресурсам и др. Ограничительные связи следует учитывать при развитии не только энергохозяйства, но и предприятия в целом: должны быть найдены оптимальные пропорции развития основного производства и энергохозяйства. Решить эту задачу чрезвычайно трудно, так как возникает ряд вариантов. Например, чтобы учесть ограничения по численности персонала, необходимо рассмотреть следующие варианты: расширение зон ремонтно-эксплуатационного обслуживания за счет механизации и автоматизации технологических процессов производства и передачи энергии; ремонт энергооборудования на специализированных ре­монтных предприятиях; централизованное (от электроэнергетических систем) энергоснабжение и т. д. Указанные варианты позволят уменьшить численность персонала, но потребуют увеличения капитальных вложений и материальных ресурсов, на которые также накладываются соответствующие ограничения. Поэтому ограничительные связи должны оптимизироваться в процессе автоматизированного управления системой народного хозяйства данного территориального комплекса.

В. Связи энергохозяйства с основными показателями хозяйственной деятельности предприятия, позволяющие оценить взаимное влияние энергетики и экономики производства.

Анализ этих связей предусматривает расчет обобщенных энергоэкономических показателей предприятия, из которых наиболее важны энерговооруженность труда, энергоемкость продукции, энергооснащенность основных производственных фондов. Изучение тенденций изменения этих показателей позволяет вскрыть основные закономерности развития энергохозяйства, определить направление технического прогресса, по которому развивается предприятие, наметить пути дальнейшей интенсификации промышленного производства

Например, анализ темпов роста энерговооружённости и производительности труда целесообразно проводить одновременно. Энерговооруженность труда из года в год должна возрастать медленнее, чем производительность. Если энерговооруженность труда растет быстрее производительности, то производство и потребление энергии должны быть тщательно проанализированы

Энерговооруженность труда зависит в основном от взаимного влияния двух противоположно действующих факторов: 1) тенденции к увеличению энерговооруженности труда в связи с совершенствованием технологии и организации производства, ростом производительности труда; 2) тенденции к снижению энерговооруженности в связи с совершенствованием энергохо­зяйства, уменьшением потерь и непроизводственных расходов энергии. Как правило, преобладает первая тенденция.

Наряду с постоянно действующими объективными факторами на развитие энергохозяйства оказывают влияние неопределенные и случайные факторы:

- достижения научно-технического прогресса в смежных отраслях промышленности, определяющие совершенствование оборудования и материалов;

- достижения научно-технического прогресса в отрасли, определяющие совершенствование технологии и организации производства на предприятиях;

- пропорции развития общеэнергетической системы страны; потребность предприятия в энергоресурсах, на которую, в свою очередь, влияют отклонения от ранее запланированного объёма производства и номенклатуры выпускаемой продукции, изменения метеорологических условий, ограничения, накладываемые вышестоящими организациями на расход энергоресурсов (лимитирование электроэнергии, топлива, воды и др.), и т.д.

- аварийные отключения оборудования и энергетических сетей.

Неопределенные и случайные факторы оказывают существенное влияние на объективные тенденции в развитии энергохозяйства и могут ускорять или замедлять развитие. Это необходимо учитывать в процессе управления энергохозяйством.