Энергосбережение - путь к эффективности производства

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «Сервис транспортных систем»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: « Производственный менеджмент »

Вариант № 3

Выполнил:

студент гр.1122216

Хабибуллин.А.З

Проверил:

Доцент

Сотников Михаил Иванович

г. Набережные Челны

2015г

Содержание

Введение                                                                                                        3

1Общие основы энергообеспечения и энергосбережения                        5

2 Структура энергетического производства                                               8

3 Потери энергии при ее производстве и потреблении                           10

4 Энергосбережение - путь к эффективности производства                   16                                        

Список использованной литературы                                                         19

Введение

Область народного хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии, называют энергетикой. Под энергетическими ресурсами понимают материальные объекты, часть энергии которых, может быть использована человеком для получения нужных ему энергетических эффектов (механической, электрической и тепловой энергии). Энергетические ресурсы можно разделить на два вида: возобновляемые, которые природа непрерывно восстанавливает (энергия рек, морей, солнца, ветра и геотермальных вод) и невозобновляемые, ранее накопленные в природе (органическое топливо, ядерное топливо).

Под энергией, в современном научном представлении, понимается общая мера различных форм движения материи. Для количественной характеристики качественно различных форм движения материи и соответствующих им взаимодействий условно вводят различные виды энергии: тепловую, механическую, электрическую, ядерную, электромагнитную и др. Различают первичную и вторичную энергии.

Первичной называют энергию, непосредственно запасенную в природе, например, энергия топлива, ветра, тепло Земли и др. Энергия, получаемая после преобразования первичной энергии на специальных установках, называемых энергетическими, считается вторичной, например, энергия электрическая, пара, горячей воды и т.д.

Получение энергии необходимого вида и снабжение ею потребителей происходит в процессе энергетического производства, в котором можно выделить два этапа: первый - получение и подача энергетических ресурсов к месту их потребления и второй - преобразование первичной энергии во вторичную, её передача, распределение и использование.

Второй этап энергетического производства представляет наибольший интерес для специалистов в области теплоэлектроэнергетики. Основным источником энергии является топливо. Почти вся используемая ею энергия сначала превращается в тепловую энергию. Около 2/3 полученной тепловой энергии используется без дальнейшего преобразования в другие виды энергии: в промышленных и отопительных печах, двигателях, а также в виде пара, горячей воды и т.п. Примерно одна четвёртая часть полученной тепловой энергии идёт на выработку электрической энергии, претерпев предварительное преобразование в механическую энергию в турбинных установках. Менее одной десятой части тепловой энергии используется в форме механической энергии, главным образом, в двигателях внутреннего сгорания, применяемых на транспорте.

1Общие основы энергообеспечения и энергосбережения

Энергосбережение - основа функционирования и развития современного производства.

Энергосбережение - организационная, научная, практическая информационная деятельность, направленная на снижение расхода топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации. Основы энергосбережения - рациональное использование энергоресурсов и сокращение их потерь.

Энергетический кризис 70-х и 80-х годов на Западе и экологическое воздействие энергетики на окружающую среду внесли новые тенденции в развитие энергетики. В 80-90-х гг. увеличение валового внутреннего продукта в развитых странах достигалось только за счет энергосбережения. И время показало, что это экономически оправдано. Можно смело утверждать, что источник энергии в её экономии.

Оказывает на влияние на энергосбережение динамика цен на энергоресурсы - до 70% энергосбережения США обязана ценам. После отмены в развитых странах контроля государства за ценами на энергоресурсы и ориентирования на рыночный механизм, как главное средство решения проблем энергосбережения, повысилась эффективность использования энергии.

Чтобы раскрыть проблематику энергосбережения на современном этапе, следует заглянуть в нашу недалекую историю и проследить, какие факторы определяли становления энергетики в годы советской власти. Тогда мы были уверены, что природные ресурсы нашей страны неисчерпаемы. Главным традиционно считалась не эффективность производства, а справедливое распределение благ. Пренебрежение экономической стороной дела являлось одной из главных причин существующего положения в энергосбережении.

Оно привело, во-первых, к тому, что при сравнении вариантов стали использоваться натуральные показатели - расходы металла, цемента, трудозатрат и т.п., не дающие целостного представления об истинной экономической эффективности. В экономических взаимоотношениях между предприятиями и предприятиями с государством использовались волевее цены на энергоресурсы и другие виды продукции. Это «двойная» бухгалтерия содействовала тому, что заложенные в проекты энергосберегающие мероприятия и технологии на практике оказались экономически невыгодными и в большинстве случаев либо не реализовывались, либо бездействовали.

Во-вторых, государство всегда устанавливало приоритет плана над экономическими возможностями и эффективностью. Когда не хватало денег на строительство запланированных объектов, а не хватало их практически всегда, то шли по пути урезания сметных затрат, в первую очередь на экологические и энергосберегающие мероприятия. Поэтому сплошь и рядом не проводилась установка систем, предназначенных для улавливания загрязнений, использования уходящего тепла, регулирования энергопотребления и т.д.

В-третьих, существовал обман, а точнее самообман, в определении проектных показателей эффективности энергоиспользования посредством отрыва их от реальных условий эксплуатации. В действительности же реальные показатели эффективности теплофикации оказывались намного ниже определённых в проекте.

Современное энергосбережение базируется на трёх основных принципах:

во-первых, не столько чистая экономия энергоресурсов, сколько их экономное использование;

во-вторых, повсеместное использование приборов учёта и регулирования расхода электрической и тепловой энергии;

в-третьих, внедрение новейших технологий, способствующих сокращению энергоемкости производства.

Исходя из этого, в энергосбережении следует выделить следующие группы мероприятий, обеспечивающие эффективное энергоиспользование и рациональное использование топливно-энергетических ресурсов:

1. научно- технические;
2. организационно-экономические;
3. нормативно- технические;
4. информационные;
5. правовые.

В частности, научно- технические мероприятия по энергосбережению направлены на разработку и использование в производстве новых способов и устройств, отличающихся высокой энергоэффективностью. Организационно-технические мероприятия, направлены на совершенствование технологии производства, улучшение использования и структуры производственного оборудования, повышение качества сырья и применение менее энергоёмких его видов.

2 Структура энергетического  производства

Получение энергии необходимого вида и снабжение ею потребителей, происходит в процессе энергетического производства, в котором можно выделить два этапа: первый- получение и подача энергетических ресурсов к месту их потребления, и, второй- преобразование первичной энергии во вторичную, её передача, распределение и использование.

Основным источником энергии является органическое топливо (сюда же отнесено и ядерное топливо). Почти вся, подлежащая использованию ею энергия сначала превращается в тепловую энергию. Этот процесс осуществляется в установках непосредственного использования топлива - промышленных и отопительных печах, двигателях и механизмах, бытовых приборах (50%), в котельных (10%), в котлах тепловых электростанций и реакторах атомных станций (40%). Около 2/3 полученной тепловой энергии используется без дальнейшего преобразования в другие виды энергии (в промышленных и отопительных печах, двигателях, а также в виде пара, горячей воды и т.п.). Примерно одна четвёртая часть полученной тепловой энергии идёт на выработку электрической энергии, претерпев предварительное преобразование в механическую энергию в турбинных установках. Менее одной десятой части тепловой энергии используется в форме механической энергии, главным образом, в двигателях внутреннего сгорания, применяемых в транспорте.

Полученная электрическая энергия, в свою очередь, почти на 60% вновь превращается в механическую энергию, которая используется в силовых агрегатах, главным образом, для приведения в движение средств электрического транспорта, нагнетателей (компрессоров, насосов, вентиляторов), различного оборудования предприятий. Остальная часть электрической энергии используется на привод светозвуковых, электрохимических, электротермических (высокотемпературных и низкотемпературных) установок. Примечательно, что приблизительно шестая часть электрической энергии вновь превращается в тепловую.

Основой всей энергетики на обозримое будущее остаётся органическое топливо. В случае экономической целесообразности с учётом решения социальных задач и экологии возможно использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии и ядерного топлива. Расходы энергетических ресурсов за счёт ядерной энергии и прочих источников в 2000 году составили примерно 10% от суммарного производства энергоресурсов.

В котле при быстром протекании химических реакций в процессе сжигания топлива образуются продукты сгорания. Знание механизма процесса горения топлива необходимо для составления теплового баланса электростанции и определения эффективности её работы, а также для выяснения требований жаропрочности, предъявляемых к конструкционным материалам, из которых изготовлен котёл. К котлу предъявляется требование максимальной интенсивности передачи энергии от продуктов сгорания к воде или пару при нормальном температурном режиме разделяющих их поверхностей, представляющих собой систему стальных труб. Поэтому, для анализа процессов, происходящих в котле, его расчёта необходимы знания основ теории распространения и переноса тепловой энергии к рабочему телу, которые изучаются в разделе науки, называемой теплообменом.

3 Потери энергии при ее производстве и потреблении

На всех стадиях производства и преобразовании первичных источников энергии, транспортировки и конечного использования их энергетического потенциала имеют место значительные потери энергии. Потери энергии в условиях традиционного производства и потребления энергетических ресурсов в рамках больших систем (например, в народном хозяйстве страны) включают:

·потери энергии, связанные с начальной переработкой первичных энергоресурсов, например, с обогащением, облагораживанием первичного органического топлива;

·потери энергии на стадии ее преобразования, например, связанные с производством электроэнергии, тепла, а также с транспортировкой энергии;

·потери энергии на стадии ее конечного использования.

Суммарные потери энергии по пути к потребителю по укрупненной оценке составляют примерно 1/3 общего объема первичной энергии. Существенный вклад здесь вносят конденсационные электростанции.

Еще большие потери энергии допускаются при конечном ее использовании - в сфере материального производства и использования различного вида продуктов и энергоемких услуг.

Здесь на каждую единицу энергии, подведенной к конечному потребителю, теряется примерно до 0,75 0,95 единицы энергии.

Посчитано, что для нормальной жизнедеятельности одного человека в год перерабатывается до 20 т различного природного сырья.

При этом только 5-10% исходных ресурсов переходят в готовую полезную продукцию, а остальная в виде отходов попадает в окружающую среду.

В итоге во всех последовательных этапах добычи, переработки, преобразования, транспортировки и распределения энергии первичных источников и на всех ступенях использования энергии в материальном производстве, в сфере услуг вместе взятых, теряется в среднем около 90% энергии от первоначального уровня. В расчете на конечный продукт этому отвечает интегральный коэффициент полезного использования (КПИ) топливно-энергетических ресурсов, примерно равных 10%.

Особенно велики потери, например, в весьма энергоемком теплотехнологическом комплексе страны, где на реализацию всего многообразия теплотехнологических процессов, от низкотемпературного нагрева воды до высокотемпературной плавки металлов непосредственно расходуются около 2/3 органического топлива, более 1/3 вырабатываемой электрической и более ½ тепловой энергии.

Теплотехнологическая система производства стальных изделий, последовательно включающая в себя электроплавку лома, кристаллизацию слитков, несколько ступеней нагрева и охлаждения металла, прокатку и холодное волочение, имеет КПИ энергии первичного источника в расчёте на конечную продукцию (сортовой прокат) на уровне 5-7,5%.

Производству литейного чугуна отвечает КПИ энергии первичного источника около 10%. Таков же уровень КПИ совокупности ряда теплотехнологических систем машиностроительного предприятия производящего детали трактора.

Угольная промышленность России, являясь одной из базовых отраслей народного хозяйства, поставляет свою продукцию для нужд энергетики (48,6% общего объёма поставок), коксохимического производства (18,7%), коммунально-бытового хозяйства (5,5%), населения и сельского хозяйства (4,9%) и при этом сама потребляет и теряет большое количество топлива, тепловой и электрической энергии Технология угольного производства характеризуется высоким выходом вторичных тепловых энергетических ресурсов. Много тепла теряется с отходящими газами котельных ТЭЦ, сушильных установок обогатительных фабрик, охлаждающей водой шахтных компрессорных установок. Например, огромное количество тепла выделяется в атмосферу при эксплуатации шахтных котельных установок: у большинства котельных температура отходящих газов достигает 160-2200С. Значительные потери тепла несут вентиляционные установки, которые в зимнее время года выбрасывают в атмосферу шахтный воздух с температурой 15-200С. Источниками неиспользуемого тепла, загрязняющего окружающую среду, являются также породные отвалы, эндогенные пожары, шахтные и хозбытовые сточные воды.

В общем расходе электроэнергии имеется постоянная составляющая, которая определяется работой установок и не связанна непосредственно с процессом угледобычи (водоотлив, вентиляция, дегазация и частично другие установки). Удельный вес этой составляющей в общешахтных расходах электроэнергии в среднем по отрасли находятся на уровне 70%. Именно здесь имеет место максимальный непроизводительные потери электроэнергии.

Велики потери и основных, первичных энергоносителей. Сотни тысяч тон топлива теряются при транспортировке и хранении из-за того, что несовершенны погрузочно-разгрузочные узлы и транспортные средства, угольные склады и нефтебазы. Потери угля при перевозках составляют, по оценкам специалистов, 3-5 млн. тонн в год.

В стране теряется 6-8% общего количества добытой нефти, в том числе не менее 2% при складских операциях. Добываемая НЕФТЬ содержит в своём составе большое количество низкокипящих фракций и растворённый газ. В промысловых условиях, при сборе, транспортировке и хранении нефти часто теряются растворённые в ней газы. Кроме того, значительны потери и лёгких нефтяных фракций, так как они при испарении таких компонентов как метан, этан, содержащихся в газе, из нефти извлекаются и более тяжёлые углеводороды (бутаны, пентаны и высшие).

Далеко не всё благополучно и в использовании твёрдого топлива. В угольной промышленности эксплуатируется около 1,5 тыс. промышленных котельных, оборудованных почти 5 тыс. единиц котлоагрегатов. Из них котлы производительностью более 2 т пара в час составляют лишь немногим более половины. Почти две трети всех котлов имеют устаревшую конструкцию.

Недостатки мелких теплоисточников связаны с низкой энергоэффективностью, высокой степенью загрязнения окружающей среды, повышенными значениями удельных стоимостей и трудозатрат на обслуживание. Вместе с тем даже наиболее совершенные современные котельные по существу являются энергорасточительными устройствами. Причина кроется в самом принципе действия, основанном на сжигании топлива и последующей передачи теплоты низкотемпературному теплоносителю, в процессе которой теряется значительная часть работоспособности (энергии) топлива. Именно поэтому даже при тепловом КПД котлов, приближающемся к 100%, их энергетический КПД, характеризующий степень использования химической энергии топлива, обычно не превышает 15-20%. Один этот факт вызывает сомнение в целесообразности столь широкого распространения отопительных котлов и теплогенераторов, которое они получили благодаря простейшей технологии получения теплоты. Этот недостаток преодолевается двумя способами: старым - путём совместного производства электроэнергии и теплоты на ТЭЦ, и новым-с помощью тепловых насосов.

Однако совместное производство энергии означает, что города становятся производителями электроэнергии, которая вполне может вырабатываться в энергосистемах. Помимо ухудшения экологической обстановки, это ведёт к отчуждению дефицитных городских территорий, к усложнению проблемы транспортировки топлива. Кроме того, концентрация огромных мощностей в одном теплоисточнике приводит к гигантской структуре тепловых сетей в городах. К примеру, в Москве протяженность только наиболее ответственных сетей превышает 3000 км, а общая протяжённость, вероятно, на порядок больше.

Недостатки ТЭЦ можно дополнить значительной недогрузкой, достигающей для многих из них трети мощности, недопустимо высокими транспортными потерями энергии и энергоносителей, перегревом близлежащих и недонагревом отдалённых объектов. Отсутствие средств регулирования и автоматизации обусловливают перерасход тепла и топлива не менее 10-15%. Системы теплоснабжения малоуправляемы, расходы сетевой воды, как правило, превышают расчетные значения на 20-25%, температура обратной воды завышена на 5-100 С. В итоге, имеют место перерасход тепла, завышенное давление в отборах, перерасход топлива.

В системах охлаждения электростанций всё большее применение находит оборотное водоснабжение с использование градирен. Основным и существенным недостатком таких систем охлаждения является выброс в атмосферу огромного количества паров, капельной влаги и тела удельной мощностью до 40Вт\м2 на 1ГВт выработки энергии, что значительно превышает предельно допустимый уровень. Себестоимость электроэнергии наТЭС с градирнями на 5-6% выше, чем в случае прямоточного охлаждения.

Велики непроизводительные потери теплоты от топливоиспользующих агрегатов и установок в виде избыточных тепловых выделений из-за отсутствия необходимых мероприятий по усовершенствованию и внедрению средств промышленной теплозащиты. Так, тепловые потери в окружающую среду через стены теплоиспользующих установок достигают 20-30% теплоты сгорания используемого топлива. Естественно, это требует их тепловой изоляции.

Одним из определяющих условий снижения энергозатрат на единицу основной продукции является обеспечение надёжности энергоснабжения промышленных предприятий и совершенствование систем энергоснабжения. Транспортабельные энергоносители поступают на предприятие из энергосистем. Остальные энергоносители - технологический и энергетический пар, горячая вода, кислород, сжатый воздух общепромышленного применения и др. - имеют ограниченные пределы экономически - оправданной дальности передачи, что и определяет степень централизации и кооперации снабжения данными видами энергоносителей, а также границы энергосистем предприятий. Схемы энергоснабжения должны строится на основе централизации, комплексного использования и комбинированного производства энергоресурсов, использования новых технических достижений в области совершенствования технологических и энергетических процессов.

Таким образом, вышеизложенное позволяет заключить, что во всех отраслях народного хозяйства происходит, исключительно расточительное использование энергии, и существуют широкие принципиальные возможности многократного снижения расхода топливно-энергетических ресурсов во многих энергопотребляющих системах.

4 Энергосбережение - путь к эффективности производства

Интересы реформирования экономики, укрепления рыночных отношений, подъёма производства настоятельно требуют обратить внимание на проблемы энергоресурсосбережения. Перевод экономики России на энергосберегающий путь развития - это не просто снижение затрат, удешевление выпускаемой продукции и повышение конкурентоспособности, но это и переход на качественно новый уровень производства и потребления. В повышении эффективности использования топлива и энергии заложены значительные возможности не только для выхода страны из кризиса, но и для мощного ускорения на самых разных направлениях развития.

Потенциал энергосбережения России, постепенно накапливаясь из-за неразумного, расточительного расходования имеющихся ресурсов, достиг грандиозной величины и составляет по разным оценкам от 460 до 540 млн. т. у.т., или 40-45% всего энергопотребления в стране.

Энергозатраты на единицу валового продукта (энергоёмкость) в России едва ли не самые высокие в мире и почти в 2,5 раза больше, чем в среднем по Западной Европе. Это обусловлено тем, что в нашей стране не придавали особого значения вопросам сбережения энергии, и расточительное отношение к ресурсам как бы вошло в плоть и кровь российской экономики.

Несмотря на гигантские энергетические ресурсы страны, нехватка энергии и топлива даёт о себе знать, то замерзающими трубами отопления, то очередями к бензоколонкам, то периодическим отключением электричества в отдельных регионах.

Между тем огромные средства-до 40% и более - тратятся из федерального и местного бюджетов на поддержание жилищно-коммунального хозяйства, дотации на оплату энергии, газа, воды. В целом они более чем в 2,2 раза превышают совокупные затраты на оборонные нужды страны, содержание армии.

Нужно иметь в виду, что без проведения комплексных мероприятий по энергоресурсосбережению невозможно вывести в разряд конкурентоспособности продукцию отечественной промышленности, поскольку доля энергозатрат в цене этой продукции значительно превосходит соответствующий показатель в зарубежных аналогах. В некоторых производствах доля таких затрат в себестоимости продукции составляет от 20 до 40%, а кое-где даже до 60%. Отсюда и высокая цена, и проблемы со сбытом, несмотря на новизну и высокое качество отдельных товаров.

Производители и всё население в этом случае несут двойные потери: через значительные затраты на энергоресурсы и через неполученные доходы как на отечественном, так и на зарубежном рынке. В свою очередь массированный импорт аналогичной продукции подрывает отечественных производителей, лишает значительной доли рабочих мест, что влечёт за собой уменьшение налогооблагаемой базы для государства и снижение уровня жизни населения.

Доля энергозатрат в себестоимости продукции и услуг составляет в нашей стране в среднем: в прмышленности-18%, на транспорте-17%, в сельском хозяйстве-11%. Высокая энергозатратность нашей экономики, в значительной мере, определяется устаревшими производственными фондами, изношенностью оборудования, несовершенством технологий и другими объективными причинами. Но существуют и субъективные факторы: прямое энергорасточительство и бесхозяйственность, отсутствие единой системы учёта и контроля, недостаточное использование энергосберегающей техники, а главное-несовершенство управленческих механизмов, на устранение которых не требуются значительные затраты, сравнимые со структурной перестройкой энергоёмкого промышленного производства. Очевидно, требуется применение быстроокупаемых энергосберегающих мероприятий, которые уже в ближайшее время могут дать существенный экономический эффект.

При реализации имеющегося потенциала энергосбережения необходимые ежегодные инвестиционные затраты только в топливно-энергетическом комплексе могут быть уменьшены на 50 млрд. руб. Это, в свою очередь, позволит сократить расходы на геолого-разведывательные работы, снизить цены на продукцию топливно-энергетического комплекса (ТЭК) и тем самым повысить конкурентоспособность отечественных товаров.

Громадные резервы энергосбережения имеются в жилищно-коммунальной сфере, в отдельных отраслях промышленного производства. Как показывает анализ, снижение удельной энергоёмкости ВВП хотя бы на 1% даёт рост национального дохода на 0,3-0,4%. К позитивным моментам энергосбережения следует отнести не только экономические, но и политические, которые связаны, например, с возможностью уменьшения зависимости страны по импорту.

Это тем более актуально, что на ближайшие годы прогнозируется существенное увеличение спроса на энергетические услуги. Прогнозы обосновываются, во-первых, естественным приростом населения Земли, особенно в развивающихся странах, а во _ вторых - неуклонным повышением уровня жизни людей, который требует не только количественного, но и качественного изменения услуг. От эффективности энергосбережения и использования энергии будет зависеть, какое количество топлива, электроэнергии, тепла понадобится в итоге для полного удовлетворения спроса и удастся ли вообще полностью решить эту проблему.

Список использованной литературы

1. Багиев Г.Л., Златопольский А.Н. Организация, планирование и

управление промышленной энергетикой.– М.: Энергоатомиздат,

2013.

2. Дьяков А.Ф., Максимов Б.К. Молодюк В.В. Рынок электрической

энергии в России: состояние и проблемы развития: учебное пособие/ 2011.

3. Колпаков В.М., Ящура А.И. Производственная эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт энергетического оборудования: справочник. – М.: ЗАО Энергосервис, 2012.
4. Менеджмент в электроэнергетике: учебное пособие/ А.Ф. Дьяков,
5. В.В. Жуков, И.М. Левченко и др./ под ред. А.Ф. Дьякова. – М.: Изд-во МЭИ, 2010.
6. Можаева С.В. Экономика энергетического производства: учебное пособие. – СПб: Изд-во «Лань», 2013.
7. Организация, планирование и управление в энергетике/ под ред.

В.Т. Кузьмина – М.: ВШ., 2014.

8. Прузнер С.Л., Златопольский А.Н., Журавлев В. Г. Организация,

планирование и управление энергетическим предприятием – М.: ВШ,2014.

9. Рынки электроэнергии: проблемы развития/ Отв. ред. В.П. Пфаф-фенберг, Л.Б. Меламед, М.В. Лычагин. – Новосибирск: Изд-во СОРАН, 2012.
10. Экономика и управление энергетическими предприятиями: учебник для студ. высш. учеб. заведений/ Т.Ф. Басова. Е.И. Борисов, В.В. Бологова и др./ под ред. Н.Н. Кожевникова. – М.: Издательский центр«Академия», 2014.