Управление энергетикой предприятия

Страница 1 из 22

Некрасов А. С., Синяк Ю. В. Управление энергетикой предприятия, — Москва: Энергия, 1979.

Посвящена вопросам разработки автоматизированной системы управления энергетикой в составе АСУ предприятия. В ней изложены основные функции, содержание и принципы разработки АСУ энергетикой предприятия. Особое внимание уделено построению информационной системы. Рассмотрены постановка и способы решения отдельных задач планирования и управления энергетикой, основанные на использовании экономико-математических методов.

Предназначена для работников энергетических служб промышленных предприятий и министерств, сотрудников проектных и научно-исследовательских организаций, работающих над вопросами проектирования и создания АСУ энергетическим хозяйством; она представляет интерес и для преподавателей и студентов старших курсов вузов.

ВВЕДЕНИЕ
Энергетическое хозяйство страны представляет собой сложный комплекс установок но добыче, транспорту, преобразованию и использованию энергетических ресурсов и энергоносителей. Оно состоит из ряда взаимосвязанных подсистем: угольной, нефтяной, газовой и других топливодобывающих и топливоперерабатывающих отраслей промышленности, электро- и теплоэнергетики и потребителей энергии, охватывающих все отрасли народного хозяйства. Гидроэнергетическая часть энергетического хозяйства связывает его с водным хозяйством страны. Эти всеобъемлющие связи придают энергетическому хозяйству межотраслевой характер, делают его основой инфраструктуры экономики.
Перед энергетикой страны стоят сложные задачи по обеспечению развития народного хозяйства на основе интенсификации производства, технического прогресса и ускорения темпов роста производительности труда. Развитие и совершенствование энергетического хозяйства требуют резкого ускорения технического прогресса, основными путями которого являются:
дальнейшая концентрация и централизация производства и распределения энергетических ресурсов;
широкая электрификация технологических процессов там, где применение электроэнергии взамен других энергоносителей дает экономический эффект;
совершенствование и внедрение прогрессивных видов оборудования и конструкций во всех звеньях энергетического хозяйства с целью повышения экономичности и технического уровня комплекса;
экономия энергетических ресурсов, полное использование побочных энергетических ресурсов, сокращение сроков ввода в эксплуатацию и освоения головных образцов энергетического оборудования, повышение качества ремонтных работ и уровня эксплуатации энергетических установок;
улучшение методов планирования и управления энергетическим хозяйством и методов проектирования энергетических объектов.
Совершенствование энергетического хозяйства позволит в перспективе (15—20 лет) повысить производительность труда в энергетике и народном хозяйстве в целом. По приближенной оценке это приведет к высвобождению нескольких миллионов человек только энергетического персонала. Экономия капиталовложений и ежегодных издержек составит десятки миллиардов рублей. В частности, лишь повышение коэффициента полезного использования энергии от 35% в настоящее время до 43—47% в перспективе даст такую ежегодную экономию топлива, на добычу и распределение которого потребовалось бы затратить не менее 15 млрд. руб. капиталовложений и 2 млрд.рублей ежегодных издержек.
Достижения советской энергетики в повышении ее технического состояния и уровня эксплуатации общеизвестны. Вместе с тем следует отметить особую значимость экономических и организационных мероприятий по дальнейшему совершенствованию всей системы управления хозяйством. К ним относятся:
создание условий для стимулирования экономного использования энергетических ресурсов, технического прогресса и повышения качества топливо- и энергоснабжения;
совершенствование всей информационной системы по энергетическому хозяйству;
организационные мероприятия, направленные на совершенствование контроля и повышение комплексности и оперативности управления энергетикой;
широкое использование экономико-математических методов и ЭВМ в решении основных задач планирования и управления энергетикой и ряд других.
Синтез путей совершенствования планирования и управления энергетическим хозяйством находит свое отражение в автоматизированных системах управления, в первую очередь в АСУ предприятий.
В настоящее время накоплен определенный опыт проектирования и создания АСУ. За 1971—1975 гг. в стране введено в действие более 2300 автоматизированных систем управления на разных уровнях; создано более 2000 вычислительных центров, большинство из которых оснащено ЭВМ третьего поколения. Внедрение
АСУ характеризуется достаточно высокой экономической эффективностью: срок окупаемости в среднем составляет около трех лет. Общая экономия от внедрения АСУ за годы девятой пятилетки исчисляется суммой 1,85 млрд.рублей.
Однако, как показывает изучение методических материалов и проектной практики, система управления энергетикой предприятия, как правило, не находит отражения в подавляющем числе разработок. Одной из причин этого является отсутствие литературы по разработке современной системы управления энергетикой предприятия. Между тем потребность в подобных материалах велика.
. Следует отметить, что в настоящее время разработка вопросов управления энергетикой в системе АСУ предприятия привлекает все большее внимание проектных организаций и отдельных предприятий различных министерств и ведомств. Так, например, на Новолипецком металлургическом заводе разработана система оперативного учета в энергетическом хозяйстве, экономический эффект которой составил около 115 тыс. руб. . Разработаны и сданы в эксплуатацию высокоэффективные телемеханизированные системы диспетчерского управления электро-, газо-, водо- и кислородоснабжением на Череповецком, Криворожском, Челябинском, Днепродзержинском металлургических заводах, а также на Магнитогорском и Нижнетагильском металлургических комбинатах . В легкой промышленности отрабатывается типовая АСУ энергетического хозяйства предприятия на базе Донецкого хлопчатобумажного комбината.

1.1. Общая концепция системы планово-предупредительного ремонта энергетического оборудования

1.1.1. Система планово-предупредительного ремонта энергетического оборудования (далее – Система ППР ЭО) – это комплекс методических рекомендаций, норм и нормативов, предназначенных для обеспечения эффективной организации, планирования и проведения технического обслуживания (ТО) и ремонта энергетического оборудования. Рекомендации, приведенные в настоящей Системе ППР ЭО, могут использоваться на предприятиях любых видов деятельности и форм собственности, применяющих аналогичное оборудование, с учетом конкретных условий их работы.

1.1.2. Планово-предупредительный характер Системы ППР ЭО реализуется:

проведением с заданной периодичностью ремонтов оборудования, сроки выполнения и материально-техническое обеспечение которых планируется заранее;

проведением операций ТО и контроля технического состояния, направленных на предупреждение отказов оборудования и поддержание его исправности и работоспособности в интервалах между ремонтами.

1.1.3. Система ППР ЭО создавалась с учетом новых экономических и правовых условий, а в техническом плане – при максимальном использовании:

возможностей и преимуществ агрегатного метода ремонта;

всего спектра стратегий, форм и методов ТО и ремонта, в т. ч. новых средств и методов технической диагностики;

современной вычислительной техники и компьютерных технологий сбора, накопления и обработки информации о состоянии оборудования, планирования ремонтно-профилактических воздействий и их материально-технического обеспечения.

1.1.4. Действие Системы ППР ЭО распространяется на все оборудование энергетических и технологических цехов предприятий вне зависимости от места его использования.

1.1.5. Все эксплуатируемое на предприятиях оборудование подразделяется на основное и неосновное.

Основным является оборудование, при непосредственном участии которого осуществляются основные энергетические и технологические процессы получения продукта (конечного или промежуточного), и выход которого из строя приводит к прекращению или резкому сокращению выпуска продукции (энергии).

Неосновное оборудование обеспечивает полноценное протекание энергетических и технологических процессов и работу основного оборудования.

1.1.6. В зависимости от производственной значимости и выполняемых функций в энергетических и технологических процессах оборудование одного и того же вида и наименования может быть отнесено как к основному, так и к неосновному.

1.1.7. Система ППР ЭО предусматривает, что потребность оборудования в ремонтно-профилактических воздействиях удовлетворяется сочетанием различных видов ТО и плановых ремонтов оборудования, различающихся периодичностью и составом работ.

В зависимости от производственной значимости оборудования, влияния его отказов на безопасность персонала и стабильность энерготехнологических процессов ремонтные воздействия реализуются в виде регламентированного ремонта, ремонта по наработке, ремонта по техническому состоянию, либо в виде их сочетания.

1.1.8. На практике перечень оборудования, ремонт которого может быть основан только на принципах и стратегиях регламентированного ремонта, крайне узок. Фактически ремонт большей части оборудования неизбежно основан на сочетании (в различных пропорциях) регламентированного ремонта и ремонта по техническому состоянию. В этом случае «каркас» структуры ремонтного цикла определяется совокупностью элементов оборудования, ремонт которых основан на стратегиях регламентированного ремонта или ремонта по наработке. На полученную «жесткую» основу структуры ремонтного цикла накладываются (в «нежестком» варианте) сроки проведения ремонта элементов, обслуживаемых по техническому состоянию.

1.1.9. Наиболее перспективным методом ремонта оборудования для предприятий любых форм собственности является агрегатно-узловой метод, при котором неисправные сменные элементы (агрегаты, узлы и детали) заменяются новыми или отремонтированными, взятыми из оборотного фонда.

1.1.10. Своевременная замена неисправных агрегатов, узлов и деталей – реализация планово-предупредительной системы ремонта – наиболее успешно решается при внедрении технического диагностирования оборудования в процессе его ТО и ремонта.

1.1.11. Ремонт оборудования может осуществляться собственными силами предприятий, эксплуатирующих оборудование, сторонними специализированными ремонтными предприятиями, а также специализированными подразделениями заводов-изготовителей. Удельный вес каждой из перечисленных организационных форм ремонта для конкретного предприятия зависит от многих факторов: развитости собственной ремонтной базы, ее оснащенности, удаленности от предприятий – изготовителей оборудования и специализированных ремонтных организаций, а также финансовых возможностей предприятия.

1.1.12. Техническое обслуживание и ремонт энергетического оборудования (в том числе энерготехнологических котлов, котлов-утилизаторов, парогазотурбинных агрегатов, влагопоглотительных устройств и коммуникаций и т. п.), расположенного в производственных цехах, осуществляют службы главного механика и главного энергетика.

1.1.13. Техническое обслуживание и ремонт оборудования энергетического хозяйства предприятия и коммуникаций энергоносителей (стационарные и передвижные электростанции, распределительные и трансформаторные подстанции, внутризаводские воздушные и кабельные сети, внутризаводские сети природного газа, используемого в качестве топлива, пароносительные и бойлерные установки, устройства сбора и возврата конденсата, общезаводские водозаборные сооружения и сооружения предварительной очистки воды для питания энергетических установок и подпитки водооборотных систем, сети и установки для снабжения предприятий теплом, паром, водой сжатым воздухом, средства связи и сигнализации и т. п.) осуществляет служба главного энергетика.

1.1.14. Граница разделения объектов ремонта между службами главного механика и главного энергетика устанавливается по следующему признаку. Если к оборудованию и коммуникациям объекта (технологического цеха, участка и т. п.), закрепленному за службой главного механика, подводится или отводится энергетическая среда, то границей разделения является первый запорный орган (запорная арматура, отключающее устройство и т. п.) перед вводом в цех. За плотность присоединения и исправность запорного органа несет ответственность служба главного механика.

1.1.15. Нормативы периодичности, продолжительности и трудоемкости ремонта, приведенные в данной Системе ППР ЭО, рассчитаны как средневзвешенные величины исходя из следующих соображений:

средние (по тяжести) условия эксплуатации оборудования;

ремонт оборудования производится в условиях с нормальным температурным режимом;

срок службы оборудования не превысил нормативный.

При отличии условий от оговоренных выше корректировка нормативов производится в соответствии с приведенными в соответствующих разделах данной Системы ППР ЭО коэффициентами.

1.1.16. Входящее в Систему ППР ЭО энергетическое оборудование условно разделено на следующие две группы:

электротехническое оборудование (электрические машины, электрические сети и устройства релейной защиты, электрические аппараты низкого и высокого напряжения, силовые трансформаторы, аккумуляторные батареи, средства связи и сигнализации), нормативы и нормы на которое приведены во второй части настоящего Справочника;

теплотехническое оборудование (котлы и котельно-вспомогательные элементы, котлы-утилизаторы, паровые турбины, трубопроводы и трубопроводная арматура, компрессоры и насосы, вентиляторы, дымососы, нагнетатели, вентиляционные и вытяжные системы, калориферы, кондиционеры, оборудование водозабора и водоподготовки), нормативы и нормы на которое приведены в третьей части Справочника.

1.1.17. Для эффективной реализации Системы ППР ЭО необходимо выполнение следующих условий:

энергетическая служба предприятия должна быть укомплектована квалифицированным персоналом в соответствии со штатным расписанием, иметь ремонтную базу с необходимой технологической оснасткой и высокопроизводительным инструментом;

ремонтный, дежурный и оперативный персонал обязан знать и соблюдать правила технической эксплуатации оборудования, правила промышленной и пожарной безопасности;

остановка оборудования на плановые ремонты производится по утвержденным годовым и месячным планам-графикам в соответствии с нормативной периодичностью и с учетом максимального использования остановок на ТО и диагностирование оборудования;

ремонты выполняются качественно, в запланированном объеме, с максимальной механизацией тяжелых трудоемких работ;

при ремонте широко применяется агрегатно-узловой метод и метод ремонта крупных объектов по сетевому графику;

обеспечивается организация поставок агрегатов, узлов и деталей от заводов-изготовителей. Только детали несложной конфигурации изготавливаются в собственных цехах;

систематически по специальному плану проводятся работы по повышению долговечности, снижению показателей аварийного выхода энергооборудования из строя.

1.1.18. Настоящая Система ППР ЭО является рекомендательным материалом прямого действия, но может также служить пособием при разработке предприятиями собственных «Положений по планово-предупредительному ремонту энергетического оборудования» в соответствии с требованием Федеральной службы по технологическому надзору (далее – Федерального надзора) ПБ 05-356.00, п. 242.

1.2. Задачи и функции отдела главного энергетика

1.2.1. Как показывает опыт работы предприятий в новых условиях хозяйствования, особенно в последние 5–7 лет, существовавшая в недавнем прошлом централизованная командная система управления оказалась неприспособленной для решения главной задачи: получения прибыли.

1.2.2. Появилась необходимость не на словах, а на деле централизовать управление технической эксплуатацией всех типов основных фондов предприятия, сосредоточив его в одних руках: заместителя директора – главного инженера предприятия. На некоторых предприятиях централизацию технической эксплуатации еще более тесно связали с эффективным использованием основных фондов, подчинив ее заместителю руководителя предприятия по оборудованию.

1.2.3. На предприятиях необходимо:

уточнить организационную структуру управления отделом главного энергетика (ОГЭ; пример структуры ОГЭ представлен на рис. 1);

разработать систему (матрицу) распределения ответственности и полномочий каждого сотрудника ОГЭ, отдела главного механика (ОГМ), отдела главного прибориста (ОГП) и других подразделений (табл. 1.1);

конкретизировать их функции и ответственность в отношении содержания работ, срокам их выполнения, объемов информации, получаемой от руководства предприятия, служб и отдельных подразделений.

1.2.4. Для выполнения работ п. 1.2.3. создается комиссия в составе: руководитель: заместитель руководителя – главный инженер предприятия;

члены: заместитель руководителя предприятия по персоналу, главный энергетик, заместитель главного инженера по качеству и производственной безопасности, начальник отдела охраны труда и заработной платы, начальник юридического отдела, инженер по организации управления производством, главный механик.

Разработанные комиссией материалы утверждаются руководителем предприятия и вводятся в действие в виде «Регламента по функционированию энергетической службы предприятия».

1.2.5. После утверждения регламента руководителем предприятия уточняются обязанности и права главного энергетика (Приложение 7).

Реализация рекомендаций Системы ППР ЭО на предприятии возлагается на ОГЭ, а на предприятиях, где в силу малочисленности энергетической службы ОГЭ не создан, – на ОГМ. На ОГЭ кроме указанных выше функций возлагаются следующие задачи.

1.2.6. Основными задачами ОГЭ являются:

организация бесперебойного снабжения предприятия энергоресурсами требуемых параметров (электроэнергией, паром, перегретой водой, промышленной и питьевой водой, природным газом, сжатым воздухом);

организация качественной очистки промышленных и хозяйственных сточных вод;

организация надежной и безопасной работы энергетического хозяйства предприятия;

организация и контроль эксплуатации и ремонта энергетического хозяйства предприятия, а также технический надзор и методическое руководство деятельностью энергетического и технологического персонала, обслуживающего энергетическое и энерготехнологическое оборудование цехов и водооборотные циклы производств;

осуществление взаимодействия с региональными органами Федерального надзора по вопросам безопасной эксплуатации оборудования;

осуществление взаимодействия с поставщиками и потребителями энергоресурсов.

Рис. 1. Организационная структура ОГЭ (вариант)

Таблица 1.1

Распределение ответственности и полномочий руководства ОГЭ (вариант)

Обозначения: О – несет ответственность; У – обязательно участвует; O1 – ответственность по электроснабжению и водоснабжению; 02 – ответственность по теплогазоснабжению и очистке сточных вод; О3 – ответственность по ведомственному надзору; 04 – ответственность по рациональному использованию энергетических ресурсов; O5 – ответственность по планово-предупредительному ремонту.

1.2.7. В соответствии с основными задачами на ОГЭ возлагается выполнение следующих работ:

составление энергобаланса предприятия. Разработка суточных и месячных лимитов энергопотребления, анализ их выполнения в целях снижения нагрузок в часы пик;

составление (с привлечением сторонних организаций) текущих и перспективных планов развития энергохозяйства;

систематический контроль энергонагрузки предприятия и принятие своевременных мер по соблюдению установленного лимита потребления электроэнергии, природного газа и других энергоресурсов;

координация работы подразделений, входящих в службу главного энергетика: тепловой электростанции, цеха электроснабжения, цеха водоснабжения и канализации, отделения газоснабжения, цеха нейтрализации и очистки промышленных сточных вод, электроремонтного цеха, централизованного энергоремонтного цеха;

разработка (совместно с производственным, техническим отделами и отделом экономического анализа) дифференцированных технологических цеховых и общезаводских удельных норм расхода всех видов энергии на выпуск продукции и вспомогательные нужды, контроль соблюдения цехами этих норм и установленных лимитов энергопотребления;

разработка мероприятий, направленных на рациональное использование и экономию всех видов энергии и топлива на оборудовании, обслуживаемом персоналом службы главного энергетика, а также на максимальное использование вторичных энергетических ресурсов;

периодический контроль качества энергетического топлива (природного газа, угля, мазута);

составление планов организационно-технических мероприятий, направленных на повышение надежности и экономичности работы энергетического оборудования, в том числе обеспечивающих: рационализацию энергопотребления, экономию энергоресурсов, высвобождение дефицитных видов топлива, использование вторичных энергетических ресурсов, увеличение коэффициента мощности, рационализацию тепловых и электрических схем, уменьшение потерь в электросетях, трансформаторах, пароводяных, воздушных газовых коммуникациях, установление рационального топливно-энергетического режима;

организация и контроль подготовки исходных данных и заданий для проектирования новых и реконструкции действующих энергетических установок, утверждаемых главным инженером;

контроль разработки и выполнения цехами предприятия планов организационно-технических мероприятий по экономии топливно-энергетических ресурсов в соответствии с установленными основными и дополнительными заданиями;

анализ себестоимости вырабатываемой энергии (совместно с планово-экономическим отделом) и разработка мероприятий по ее снижению;

организация и контроль работы цеха нейтрализации и очистки промышленных сточных вод.

1.2.8. Руководство ОГЭ на правах единоначалия осуществляет начальник ОГЭ. Должностная инструкция приведена в Приложении 7.

1.3. Структура отдела главного энергетика

1.3.1. Единое централизованное управление ТО и ремонтом всех основных фондов на предприятии осуществляет главный инженер – заместитель руководителя предприятия.

1.3.2. В отношении энергохозяйства он отвечает за выполнение ОГЭ требований, изложенных в п. 1.2, в полном объеме.

1.3.3. В энергохозяйстве предприятия и его подразделениях должен быть организован (по установленным формам) учет показателей работы оборудования (сменный, суточный, месячный, квартальный, годовой). Результаты учета используются для последующей оценки экономичности и надежности оборудования.

Руководители подразделений, служб и цехов должны обеспечить достоверность показаний контрольно-измерительных средств и систем, правильную постановку учета и отчетности в соответствии с действующей нормативно-технической документацией (НТД).

1.3.4. На предприятии должен быть организован анализ технико-экономических показателей работы энергохозяйства и его отдельных подразделений для оценки состояния отдельных элементов и всей системы энергоснабжения, режимов их работы, соответствия нормируемых и фактических показателей функционирования энергохозяйства, эффективности проводимых организационно-технических мероприятий. Целью анализа должно быть принятие плановых решений по улучшению конечного результата работы энергохозяйства всего предприятия, каждого цеха, участка, смены.

1.3.5. На основании анализа должны разрабатываться и выполняться мероприятия по повышению надежности, экономичности и безопасности энергоснабжения предприятия и его отдельных структурных подразделений.

1.3.6. На предприятиях, имеющих в составе систем энергоснабжения собственные источники электрической и тепловой энергии, должно быть организовано круглосуточное диспетчерское управление их работой, задачами которого являются:

разработка, согласование с энергоснабжающей организацией и ведение режимов работы собственного энергооборудования, обеспечивающего бесперебойность энергоснабжения;

выполнение требований к качеству электрической и тепловой энергии;

обеспечение экономичности работы системы энергоснабжения и рационального использования энергоресурсов при соблюдении режимов потребления;

предотвращение и ликвидация аварий и других технологических нарушений при производстве, преобразовании, передаче и распределении энергии.

1.3.7. Организация диспетчерского управления на таких предприятиях по согласованию с местными органами Федерального надзора должна осуществляться в соответствии с требованиями действующих «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок».

1.3.8. Диспетчерское управление должно быть организовано по иерархической структуре, предусматривающей распределение функций оперативного контроля и управления между уровнями, а также подчиненность нижестоящих уровней управления вышестоящим.

1.3.9. Основными задачами оперативно-диспетчерского управления при ликвидации аварийных нарушений являются:

предотвращение развития нарушений, исключение поражения персонала электрическим током (перегретым паром) и повреждения оборудования, не затронутого аварией;

срочное восстановление электро– и теплоснабжения потребителей и нормальных параметров электрических и тепловых энергоносителей;

создание наиболее надежной послеаварийной системы электро– и теплоснабжения предприятия в целом и отдельных его частей;

выяснение состояния отключившегося и отключенного оборудования и при возможности – включение его в работу.

1.3.10. Выполнение задач и работ, перечисленных в пп. 1.1, 1.2, требует наличия работоспособной структуры управления энергослужбой, четкого распределения обязанностей и личной ответственности сотрудников ОГЭ, учета поступающей информации.

На рис. 1 приведена структура управления ОГЭ, в табл. 1.1 – распределение ответственности между сотрудниками отдела.

1.3.11. ОГЭ выполняет приказы и распоряжения руководства предприятия, предписания сторонних организаций, взаимодействует со службами и подразделениями.