МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОГНОЗНЫХ ЗНАЧЕНИЙ НОРМ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ С МЕНЯЮЩЕЙСЯ ВЕЛИЧИНОЙ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются вопросы определения прогнозных значений норм расхода электроэнергии для предприятий с меняющейся величиной потребляемой мощности и предлагается метод расчета прогнозных и нормативных значений расхода электроэнергии. Разрабатываются номограмма расчета удельного электропотребления базового блока при переработке хлопка-сырца и нормативная характеристика, которая может использоваться как номограмма расчёта удельного электропотребления для тех предприятий, в которых часовая производительность меняется в широких пределах.

ABSTRACT

The article discusses the issues of determining the predicted values   of electricity consumption rates for enterprises with varying power consumption and proposes a method for calculating the predicted and standard values   of electricity consumption. A nomogram of calculating the specific power consumption of the base unit when processing raw cotton and a standard characteristic are being developed, which can be used as a nomogram of calculating the specific power consumption for those enterprises in which the hourly productivity varies widely.

Ключевые слова: нормирование, прогнозирование, расход электроэнергии, номограмма, оборудование, режим работы, агрегат.

Keywords: rationing, forecasting, power consumption, nomogram, equipment, operating mode, unit.

При прогнозировании и нормировании потребления электроэнергии для предприятий, выпускающих единую продукцию, отдельно выделяются предприятия с меняющейся величиной потребляемой мощности. Отличительной особенностью таких предприятий является то, что основные технологические агрегаты и технологические линии включаются в работу раздельно в зависимости от объема переработки сырья и полуфабрикатов, качества продуктов переработки при воздействии различных факторов (влажность, температура, организационные неполадки, поступление сырья в неполном объеме и др.) [1-3].

Существующие методы не могут удовлетворять требования нормирования для этих предприятий, так как на этих предприятиях энергетические и технологические показатели на них постоянно меняются и требуют специальных методов расчета.

Предлагается производить расчет в следующей последовательности.

1. Выбор единицы измерения.

2. Классификация групп по суммарной потребляемой мощности отдельных технологических линий, работающих в одновременном режиме в зависимости от технологического регламента.

3. Оценка часовой производительности каждой группы и предприятия в целом.

4. Определение фонда времени работы предприятия.

5. Прогнозирование ожидаемого влияния факторов и, соответственно, потребляемой мощности группы одновременно работающего оборудования, а также основных производственных показателей: выпуск продукции, часовая производительность, фонд рабочего времени.

6. Построение математических моделей абсолютного и удельного расхода электроэнергии .

В качестве примера может быть принят хлопкоочистительный завод, который работает в круглосуточном режиме и перерабатывает хлопок-сырец различных сортов при резко изменяющихся условиях производства.

Режим работы оборудования на этом предприятии зависит от многих факторов, определяющих число работающих агрегатов и, естественно, его потребляемую мощность. К таким факторам относятся: сортность и очередность переработки хлопка-сырца разных сортов, способ его сбора (ручной, машинный), засоренность, влажность, число перевалок при транспортировке от производственного склада до сортировочно-сушильного цеха, темпы поставок хлопка нового урожая, погодные условия. В результате влияния указанных факторов расход электроэнергии на данном производстве резко изменяется. При одинаковом количестве перерабатываемого сырья максимальное потребление электроэнергии может отличаться от минимального на 60% и более. Единственный стабильный энергетический показатель – потребляемая мощность одновременно работающего технологического оборудования тех агрегатов, участие которых в производственном процессе связано с воздействием того или иного фактора [4-6]. Для удобства анализа и расчета все оборудование можно разделить на группы (блоки), в которые входят агрегаты и технологические линии, участ-вующие в процессе производства в характерных ситуациях. В качестве первого (базового) блока принимается комплекс машин и механизмов, работающих в рамках установленных технологических нормативов (при отсутствии каких-либо влияющих факторов). Потребляемая мощность, кВт, первого блока определяется по формуле:

,                                                                                (1)

где  –  потребляемая мощность -го агрегата, кВт;

 – количество оборудования, работающего в рамках действующих нормативов (при отсутствии каких-либо влияющих факторов).

Второй и последующие блоки включают в себя кроме базового также дополнительного оборудования, которое должно работать для доведения сырья до требуемых стандартов. Потребляемая мощность каждого блока определяется по следующим выражениям:

                                                                   (2)

где – количество дополнительного оборудования, включаемого в работу в

связи с воздействием соответствующих факторов;

– число блоков;

– соответственно потребляемые мощности включаемого оборудования.

Получив путём специальных измерений мощности каждого агрегата, определяем потребляемую мощность каждого блока. В таблице 1 представлены основные показатели комплекта оборудования первого (базового) блока с общей потребляемой мощностью 760 кВт, и дана нормативная характеристика  (рис.5.1), где  - удельный расход электроэнергии,  – часовая производительность.

Таблица 1.

Основные показатели комплекта оборудования первого (базового) блока с общей потребляемой мощностью 760 кВт

Рисунок 1. Номограмма расчета удельного электропотребления базового блока при переработке хлопка-сырца

Приведённая нормативная характеристика может использоваться как номограмма расчёта удельного электропотребления для тех предприятий, где часовая производительность меняется в широких пределах.

Следует отметить характерную особенность рассматриваемого предприятия, потребляемая мощность которого не зависит от производительности, а определяется мощностью технологического и вспомогательного оборудования.

Для таких предприятий – с узким интервалом изменения часовой производительности (что является особенностью хлопкоочистительных заводов) в качестве расчётной номограммы принимается отрезок характеристики в пределах рабочей зоны производительности. При появлении такого фактора, как влажность сырья, дополнительно включается сушильный комплекс мощностью = 80 кВт, следовательно, второй блок оборудования потребляет 760 + 80 = 840 кВт. Далее, при появлении других влияющих факторов формируются следующие блоки, последний из которых в данном производстве потребляет 1450 кВт. Полученная система блоков может быть положена в основу разработки норм удельного электропотребления и их корректировки. Метод расчёта заключается в следующем: определяется годовая норма удельного расхода электроэнергии на базе статистических данных расхода  за предшествующий год с соответствующей корректировкой  при ожидаемых изменениях в планируемом году, затем, на основе расчётных показателей числа рабочих часов  в планируемом году, определяем среднегодовую мощность по формуле:

  ,   кВт                                                         (3)

По имеющимся нормативным характеристикам находим блок, мощность

которого  наиболее близка к полученной среднегодовой мощности, т.е. Математическая модель удельного расхода электроэнергии , кВт.ч/т, для рабочей зоны часовой производительности , т/ч, предприятия по переработке хлопка-сырца имеет вид:

,                                                               (5.4)

где  и – постоянные коэффициенты модели при неизменной потребляемой мощности блока, не зависящей от производительности. Зная планируемую среднечасовую производительность предприятия, находим удельное электропотребление на единицу перерабатываемой продукции – хлопковолокна.

С учётом полученной модели (нормативной характеристики) формула для определения нормы удельного электропотребления на планируемый год, с учётом мер по совершенствованию производства будет иметь следующий вид:

                                                            (5)

В течение года плановое значение  уточняется и корректируется с использованием соответствующего набора блоков в зависимости от изменений в результате воздействия определённых факторов. Эта корректировка может выполняться в преддверии каждого квартала или месяца на основе результатов соответствующих экспертных оценок ожидаемого воздействия того или иного фактора специалистами предприятиями. В частности, если в данном примере ожидаются сухая погода и ручной сбор хлопка-сырца, то корректировка ведётся по первому (базовому) блоку согласно формуле [7]:

 ,                                                           (6)

,                                                          (7)

где – удельный расход электроэнергии при ожидаемой потребляемой мощности, соответствующей - му блоку.

В рассматриваемом примере, если норма (=124,5 кВт/ч) была установлена по второму блоку, то при переходе к первому блоку мощностью 760 кВт она снижается на 19,5 кВт.ч/т и составит 105 кВт.ч/т. При ожидаемом воздействии других факторов корректировка ведётся с учётом соответствующих блоков. Описанная методика была проверена по фактическим данным шести хлопкоочистительных заводов. Она оказалась достаточно простой и точной – погрешность расчётов не превышала 2 –3 %.

Список литературы:

1. Аллаев К.Р., Хошимов Ф.А. Энергосбережение на промышленных предприятиях. – Т.: Фан, 2011. – 208 с.
2. Дзевенцкий А.Я., Хошимов Ф.А. Шукуров А.З. Метод нормирования электроэнергии на предприятиях с изменяющимися режимами потребления мощности. // Промышленная энергетика. 1996. № 5. С.4 - 6.
3. Гофман И.В. Нормирование потребления энергии и энергетические балансы промышленных предприятий. – Л.: Энергия.1966. - 319 с.
4. Дзевенцкий А.Я., Хошимов Ф.А., Ибрагимов К.Х. Метод анализа и расчёта энергоёмкости продукции предприятий, использующих комплексно электрическую энергию и энергию вторичных энергоносителей. //Промышленная энергетика. 2001. № 4. С.24 - 48
5. Баратов Н.А., Дзевенцкий А.Я., Захидов Р.А., Качергинский М.М., Хошимов Ф.А. Энергосбережение в промышленности. – Т.: Фан. 1993.-  140 с.
6. Хошимов Ф.А. Оптимизация использования энергоресурсов в текстильной промышленности. Т. – Фан, 2005. – 252 с.
7. Rakhmonov I.U. Regulation of energy consumption in the iron and steel mills. // Scientific journal «European Science review». Austria, Vienna, 2018. - №5-6 May-June. PP. 327-329.