Управление энергетикой предприятия - Анализ энергетического баланса предприятия

Энергетические балансы промышленных предприятий должны обеспечить решение следующих основных задач:
определение направлений, способов и размеров использования подведенных и побочных энергетических ресурсов;
оценка эффективности использования отдельных видов энергетических ресурсов и в целом энергетического хозяйства предприятия;
выявление и оценка потерь энергии, определение резервов хозяйства в области производства и использования энергоносителей;
определение нормативов по энергетическому хозяйству, используемых в процессе принятия проектно-плановых решений (межотраслевые балансы, плановые энергетические балансы, планы развития отраслей, предприятий, проекты систем энергоснабжения и т. п.);
обеспечение информацией научно-исследовательских и проектных разработок, связанных с созданием новой энергетической техники, совершенствованием методов и средств планирования и управления энергетическим хозяйством.
При этом можно выделить главные этапы анализа энергетических балансов (в порядке возрастания сложности и содержательности результатов, получаемых в процессе анализа). Наиболее простым направлением анализа является исследование структуры приходной и расходной частей баланса и тенденций ее изменения. Изучение структуры энергетического баланса позволяет объяснить различия в уровнях энергопотребления и эффективности использования ресурсов по отдельным предприятиям.
Для выявления причин различий в размерах потребления отдельных энергоносителей и эффективности их использования целесообразно провести сопоставление удельных расходов энергоносителей. Анализ удельных расходов по отдельным технологическим процессам может помочь в выявлении резервов экономии топлива и энергии на промышленном предприятии. Следует стремиться проводить такой анализ индивидуально по каждому процессу на основе технологических удельных расходов, которые должны включать все расходы топлива, теплоты или электроэнергии на непосредственное выполнение технологического процесса производства того или иного вида продукции, а также и нормируемые потери топлива и энергии (механические, тепловые, химические, электрические), обусловленные характером технологического процесса и применяемого оборудования. Использование для такого анализа общезаводских удельных расходов, включающих затраты энергии по предприятию как на основные и вспомогательные технологические процессы, так и на вспомогательные и подсобные нужды, вряд ли целесообразно ввиду несопоставимости состава хозяйства отдельных промышленных предприятий.
Более эффективным, по мнению авторов, направлением исследования энергетических балансов является метод, основанный на расчете коэффициентов полезного использования (к. п. и.) отдельных энергоносителей и всего энергетического хозяйства предприятия. Расчет к. п. и. проводится по данным расходной части баланса, составленного по целевым расходам топлива и энергии.
В этом случае коэффициент полезного использования источников энергии:
(5-5)
где I—виды энергоносителей, используемых на предприятии t=l, т\ /— виды энергетических процессов, составляющих целевые расходы топлива и энергии /= 1, щ Вц — годовой расход энергоносителя г в процессе / (в натуральном выражении); ki — калорийный эквивалент энергоносителя i, определяемый путем лабораторных проб или на основании документов о поставке топлива; T]ij — к. п. д. процесса / на энергоносителе t, который определяется заранее путем выборочного обследования или расчетным путем; В\ — суммарное годовое использование на предприятии всех видов энергетических ресурсов (полный оборот энергетических ресурсов, выраженный в условном топливе), ГДж.
Можно предложить и другой показатель, отражающий комплексную эффективность использования энергии в энергетическом хозяйстве, — коэффициент полезного использования подведенных энергетических ресурсов:
(5-6)
где п— виды энергетических процессов, составляющих группу конечного потребления, т. е. исключая все процессы преобразования топлива и энергии; т — виды энергоносителей, поступающих на конечное потребление; Вг — суммарное количество потребленных энергетических ресурсов, подведенных к предприятию, выраженное в условном топливе, ГДж. Значение Вг может быть определено двояко: путем пересчета подведенных энергетических ресурсов по их калорийным эквивалентам или путем приведения к первичной энергии с учетом к. п. д. ступеней энергетического потока.
В зависимости от способа приведения подведенных энергетических ресурсов следует различать: в первом случае г]г — к. п. и. приведенных энергетических ресурсов; во втором случае ч\"ч — к. п. и. природных энергетических ресурсов *.
Каждый из приведенных выше коэффициентов полезного использования имеет собственное информационное содержание, по-разному раскрывающее уровень использования энергетических ресурсов на промышленном предприятии. Коэффициент полезного использования природных энергетических ресурсов т/г «выходит» за пределы рассматриваемого предприятия, так как для его расчета необходимо знать к. п. д. добычи, транспорта и преобразования энергетических ресурсов.
В этом смысле коэффициент т  характеризуется наибольшим информационным содержанием, поэтому при сравнении уровней использования энергетических ресурсов во времени или между отдельными предприятиями этот коэффициент целесообразно использовать в первую очередь.
В ряде случаев, например при планировании энергопотребления на предприятии, суммарное количество потребленных энергетических ресурсов, подведенных к предприятию, можно представить в развернутом виде как разность между потребностью и внутренним (собственным) производством энергоносителей:
(5-7)
1 В технической литературе встречаются и другие формулы для расчета коэффициентов полезного использования, однако из-за не-  завершенности разработки методики анализа энергетических балансов промышленных предприятий единое мнение по составу и виду показателей отсутствует.
где i — виды побочных энергетических ресурсов, образующихся на предприятии i=1, m; В0ц— потребность процесса / в энергетическом ресурсе вида г, определяемая на основе энергетического баланса этого процесса;
— количество использованных в процессе / побочных энергетических ресурсов вида i взамен ресурса вида г; В,- — внутреннее (собственное) производство энергетического ресурса вида i на основных генерирующих установках предприятия (в отличие от утилизационных установок); ДВП0т. — потери энергетического ресурса вида i во внутризаводских коммуникациях;
т)— к. п. д. процесса / на побочном энергетическом
ресурсе вида i; Si— коэффициент приведения различных энергоносителей к природным энергетическим ресурсам, равный:

здесь т),—суммарный к. п. д. цепочки энергоснабжения для энергетического ресурса I.
Подставляя выражение (5-7) в знаменатель формулы (5-6), можно получить оценку, характеризующую энергетическую эффективность основных направлений совершенствования энергетического хозяйства промышленного предприятия. Как видно из этих формул, рост к. п. и. природных энергетических ресурсов щ"2 может быть обеспечен за счет:
повышения использования побочных энергетических ресурсов
снижения энергетических потерь во внутризаводских коммуникациях (ДВПот);
повышения к. п. д. использования энергетических ресурсов в конкретных технологических процессах (riij); правильного выбора энергоносителей (S*); правильного выбора технологических процессов и их режимов (Вц).
Повышение 1\"% на величину в за счет реализации названных выше мероприятий соответствует экономии 162
условного топлива в размере:
(5-8)
Таким образом, анализ к. п. и. позволяет не только оценить эффективность энергоиспользования на промышленном предприятии, но и выявить объекты, которые в максимальной мере влияют на уровень использования ресурсов и поэтому требуют постоянного контроля.
Следующее направление анализа энергетического баланса промышленного предприятия заключается в определении связи энергетики с основными показателями хозяйственной деятельности и оценке взаимного влияния энергетики и экономики производства. Это направление анализа предусматривает расчет обобщенных энергоэкономических характеристик предприятия, из которых наиболее важными являются: энерго- и электровооруженность труда; энерго-, электро- и теплоемкость продукции; энерго-, электро- и теплооснащенность основных производственных фондов; теплоэлектрический и электротопливный коэффициенты и ряд других показателей. Изучение тенденций изменения этих показателей позволяет вскрыть основные закономерности развития промышленной энергетики, определить направление технического прогресса, по которому развивается предприятие, наметить пути дальнейшей интенсификации промышленного производства.
Расчет обобщенных показателей и характеристик полностью основывается на данных, содержащихся в предлагаемой системе отчетного энергетического баланса. Эти показатели образуют справку о состоянии и развитии энергетического хозяйства промышленного предприятия (табл. 5-5).
Расчет показателей энерговооруженности труда, энергоемкости основных производственных фондов и продукции, коэффициента электрификации и коэффициента полезного использования произведен по количеству подведенной энергии. Существует другой метод расчета этих показателей, состоящий в пересчете подведенной энергии на первичную энергию, т. е. с учетом потерь при добыче, облагораживании, переработке и преобразовании, транспорте и распределении, хранении энергоносителей за пределами рассматриваемого предприятия. Вычисление этих показателей по первичной энергии на основании формы отчетного энергетического баланса не вызывает принципиальных трудностей.
Таблица 5-5

Обобщенные показатели и характеристики для анализа состояния и развития энергетического хозяйства промышленного предприятия
Общую эффективность хозяйственный деятельности предприятия (организации) характеризуют три показателя: производительность труда, рентабельность, фондовооруженность. В нормальных условиях работы предприятия они должны иметь тенденции к росту.
Энерговооруженность труда зависит в основном от взаимного влияния двух групп противоположно действующих факторов: тенденции к увеличению в связи с совершенствованием технологии и организации производства и ростом производительности труда и тенденции к снижению в связи с совершенствованием энергетического хозяйства, сокращением потерь и непроизводительности расхода энергии.

Как правило, преобладающей является первая тенденция.
Однако в отдельные периоды возможно и некоторое снижение энерговооруженности труда. Это может быть связано с заменой угля природным газом или мазутом, рационализацией схем энергоснабжения при неизменной технологии производства и постоянном объеме выпуска продукции и  других стабилизирующих производство факторах. В этом случае снижение показателя энерговооруженности труда не следует относить к признакам Ухудшения работы предприятия.
Анализ темпов роста энерговооруженности труда и производительности труда целесообразно проводить одновременно. При этом энерговооруженность труда из года в год возрастает медленнее, чем производительность труда. Если энерговооруженность труда растет быстрее, чем производительность груда, то производство и энергопотребление должны быть тщательно проанализированы.
При сопоставлении двух предприятий наиболее совершенным можно считать то, где более высокая энерговооруженность труда. Однако производительность труда на этом предприятии также должна быть выше. Если у одного предприятия энерговооруженность труда выше, а производительность труда ниже, чем у другого, то необходим дополнительный анализ. Наиболее вероятными причинами этого различия могут быть следующие: наличие резервов экономии энергии на первом предприятии; недостаточная механизация и автоматизация производственных процессов на этом предприятии; существенное различие в технологии производства или в структуре себестоимости продукции. В последнем случае сопоставлять предприятия по энерговооруженности труда нельзя.
Необходимо также проводить анализ темпов роста электровооруженности труда в сопоставлении с ростом «производительности труда. Технический прогресс в промышленности сопровождается ростом удельного веса
электророемких отраслей, а в отдельных отраслях появлением и развитием новых электроемких процессов. В этой I общая закономерность изменения электровооруженности и производительности труда может быть охарактеризована следующим образом: по отдельному агрегату или процессу рост производительности труда должен обгонять рост электровооруженности труда; по цеху или участку производства в различные периоды времени это соотношение может быть различным; по предприятию с установившейся технологией производства производительность труда должна расти одинаково с электровооруженностью труда или несколько быстрее; по предприятию с непрерывно совершенствующейся технологией электровооруженность труда будет обгонять производительность труда; по отрасли в целом электровооруженность труда растет одинаково с производительностью труда или быстрее; по экономическому району при его правильном гармоничном развитии рост электровооруженности труда должен обгонять рост производительности труда.
В период пуска нового агрегата или технологического процесса, как правило, электровооруженность труда выше производительности труда. Это происходит по двум причинам: новая технология является более электроемкой; при освоении новой техники неизбежны некоторые перерасходы электроэнергии. По мере освоения новой техники перерасход электроэнергии сокращается, достигаются проектные мощность агрегата и размер его электропотребления. Затем проводятся мероприятия по повышению производительности агрегата и экономии энергии. В этот период производительность труда будет выше электровооруженности труда.
Если электровооруженность труда на отдельном предприятии превышает среднеотраслевой уровень, то причинами этого могут быть: более высокий, чем средний, уровень техники и организации производства; больший удельный вес электроэнергии в технологическом энергопотреблении (например, за счет замены пламенных печей электропечами). В этом случае следует провести экономический анализ целесообразности такой замены энергоносителей.
Более низкая электровооруженность труда может иметь ряд причин, которые целесообразно объединить в три группы:
общепроизводственные, сюда относятся: низкий уровень механизации вспомогательных, сборочных, наладочных работ и ремонтов; большой возраст основных фондов (устарелое оборудование, неприспособленные
помещения и т. п.), препятствующий комплексной механизации и рациональной организации производства; недостаточная специализация и кооперирование производства; недостаточная ритмичность производства;
энергетические, например широкое применение топлива в высокотемпературных процессах; наличие парового привода в силовых процессах (паровые молоты, прессы, паровозные краны, маневровые паровозы), низкая степень электрификации среднетемпературных и низкотемпературных производственных процессов и т. п.;
электрические, например недостаточный уровень электропотребления из-за слабого развития вентиляции, кондиционирования воздуха, освещения и т. п.; недостаточная мощность электроснабжения (малая мощность питающей подстанции, недостаточная пропускная способность питающих сетей) и другие факторы.
Случаи стабилизации или снижения электровооруженности труда, а также отставания темпов ее роста1 от темпов роста энерговооруженности или производительности труда могут указывать на отклонение основных характеристик рассматриваемого предприятия от общих закономерностей. В этом случае должен быть проведен детальный технико-экономический анализ.
Энергоемкость основных производственных фондов — важный показатель, характеризующий насыщение энергией производственного аппарата. Эта характеристика производства появилась недавно, и пока еще не накоплены сведения об основных тенденциях ее изменений. Можно лишь предполагать, что уровень энергоемкости основных производственных фондов должен расти во времени.
Энергоемкость продукции, как правило, неуклонно снижается. Однако иногда возможно увеличение энергоемкости продукции при реконструкции производства, например в связи с устройством приточной вентиляции, кондиционирования воздуха и т. п. Вслед за увеличением обычно вновь наблюдается снижение энергоемкости. Рост энергоемкости продукции может допускаться толь- яр в двух случаях: за счет повышения удельного веса энергоемких процессов при специализации предприятия; При переходе на более дешевое сырье при той же технологии. Во всех остальных случаях необходим тщательный анализ для выявления причин нерационального использования энергии.
Электрификация народного хозяйства неразрывно связана с техническим прогрессом, поэтому коэффициент электрификации должен постоянно расти. Снижение коэффициента электрификации может происходить по тем же причинам, что и показатели электровооруженности труда. При систематическом снижении обоих показателей необходимо проводить тщательный анализ вызывающих их причин.
Для теплоэлектрического коэффициента характерно снижение за счет роста к. п. д. теплоиспользующего оборудования (например, замены пара горячей водой, улучшения режима моечных, сушильных и других установок, улучшения режима отопления и т. п.) и рационального использования побочных низкопотенциальных ресурсов (отходящей теплоты печей, компрессоров, теплоты технологических продуктов и т. п.). При возрастании теплоэлектрического коэффициента, что в большинстве случаев указывает на нерациональное использование теплоты, следует провести анализ теплопотребления. Возможно временное повышение теплоэлектрического коэффициента в случае устройства приточной вентиляции на действующем предприятии.
Электротопливный коэффициент, как правило, растет за счет увеличения к. п. д. высокотемпературных процессов и их электрификации. Снижение электротопливного коэффициента возможно в случае узкой специализации предприятия за счет какого-либо одного топливоемкого производства (например, литья).
Для остальных показателей характерна тенденция роста их значений во времени. Снижение или низкий уровень отдельных показателей свидетельствует о необходимости проведения тщательного энергетического и экономического анализа.
Изучение обобщенных показателей и характеристик по отдельным предприятиям позволяет перейти к рассмотрению состояния и тенденций развития энергетического хозяйства отраслей и народного хозяйства в целом, к нахождению оптимальных пропорций использования различных видов топлива и энергии.