Введение

Энергетика  является для экономики России ключевой отраслью. Это определяется приоритетным развитием отраслей энергетики, испытавшим по сравнению с другими отраслями  наименьший спад производства в период проведения экономической реформы, их высоким ресурсным потенциалом, определяющей ролью в обеспечении  валютных и бюджетных поступлений. Стартовые условия вхождения  энергетики в рынок были относительно благоприятными, однако она, как и  все народное хозяйство, переживает кризис. Перспективы развития отрасли  пока неопределенны и тревожны. Две  трети основных производственных фондов ТЭК выработали свой ресурс. При  этом внешние и внутриотраслевые факторы развития энергетики России складываются неблагоприятно. При планово-распределительной  системе энергетический комплекс постоянно  получал крупномасштабные капиталовложения из государственного бюджета. В современных  условиях хронического бюджетного дефицита, высокой процентной ставки ЦБ предприятия  энергетических отраслей не могут рассчитывать на долгосрочные государственные вложения и кредиты, а вынуждены ориентироваться  на самостоятельный поиск источников финансирования. Одновременно в самих энергетических отраслях накопилось много острых проблем, и действуют такие разрушительные факторы, как высокая дебиторская задолженность, нарастание числа убыточных предприятий, резкое снижение собственных оборотных средств, хроническое недофинансирование производства, понижение уровня управляемости и, в конечном итоге - постепенная потеря конкурентоспособности продукции ряда отраслей ТЭК на внешнем рынке и трудности сбыта на внутреннем из-за высоких сбросовых ограничений. Особенностью ТЭК России, обладающего громадным ресурсным потенциалом, являются широкие мирохозяйственные связи, его тесная связь с мировым энергетическим хозяйством, а также с такими общепланетарными проблемами, как обеспечение экономической, энергетической и экологической безопасности. Решение этих глобальных проблем в перспективе потребует нарастающих крупномасштабных затрат. Острота перечисленных проблем, их весомость, а также то, что многие аспекты перспективного развития ТЭК недостаточно разработаны и дискуссионные, определили выбор темы и цель исследования. Цель и задачи исследования состояли в выработке рекомендаций по устранению или нейтрализации негативных тенденций и факторов в развитии энергетического хозяйства России и предложений по реформированию организационно-экономического механизма, обеспечивающего устойчивую работу энергетики в перспективе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать  современное состояние энергетического  комплекса и его ресурсного  потенциала и на этой основе  выявить особенности и тенденции  развития ТЭК; 

- оценить  состояние нормативно-правовой базы  и методологии управления энергетическим  хозяйством страны (на примере  электроэнергетики), в том числе  - с точки зрения их соответствия  стратегическим целям развития  энергетики;

- исследовать  взаимосвязь энергетики России  с мировым энергетическим хозяйством  как с точки зрения мирохозяйственных  связей по экспорту и импорту  товаров и услуг, так и решения общепланетарных проблем обеспечения экологической и энергетической безопасности, в том числе - ядерной;

- обосновать  и сформулировать предложения,  направленные на устранение нарушений  производственно-технологических связей  между отраслями и предприятиями  ТЭК, укрепление организационной  структуры его управлением как  единым целым; 

- исследовать  работу финансового и расчетно-кредитного  механизмов, обеспечивающих функционирование  отраслей и предприятий ТЭК  в переходной экономике: выявить  ее недостатки, предложить набор  финансово-кредитных инструментов, способствующих повышению надежности  энергоснабжения потребителей и  развитию энергетики.  

Предметом исследования явились условия, факторы  и организационно-экономический механизм текущего и перспективного развития энергетики России. Объектом исследования выбран энергетический комплекс РФ.

В качестве теоретико-методологической основы исследований, дающей возможность разносторонне  рассмотреть проблему, взяты системный  анализ объектов и процессов, методы математического моделирования, диалектический метод в анализе развития цивилизации, труды Российских и западных экономистов  по проблемам энергетики, управления и современного менеджмента. Фактологическую и статистическую основу составляют опубликованные в открытой печати материалы Госкомстата Российской Федерации, Статистического комитета СНГ, Минтопэнерго РФ, РАО «ЕЭС России» и других российских ведомств, научно-техническая литература, а также аналитические записки и другие материалы отраслевых НИИ и Академии народного хозяйства при Правительстве РФ, труды ООН и других международных организаций, материалы АО «Энергофининвест». В процессе исследования использовались законодательные и иные нормативные акты по вопросам развития энергетики.

Научная новизна исследования определяется следующими его результатами:

- комплексным  характером анализа отрицательных  и положительных последствий  проведения экономической реформы  на состояние отраслей энергетического  комплекса страны и его ресурсного  потенциала. При этом впервые  энергетические проблемы страны  рассмотриваются во взаимосвязи с состоянием и путями развития мирового рынка энергоносителей и энергетического потенциала;

- обоснованием  неправомерности оценки результатов  работы энергетики только на  основе стоимостных показателей  без учета эколого-экономической  ущербности развития энергетики, необходимости перехода экономики  в перспективе на принципы  ресурсной цивилизации; 

- оценкой  современных и перспективных  источников финансирования производства  энергии и инвестиций в развитие  энергетики;

- оценкой  реальности использования {для  выхода из затяжного кризиса  энергетической отрасли народного  хозяйства России) отдельных видов  ценных бумаг, бюджетного финансирования, внутреннего и внешнего заемного финансирования;

-определением  условий и границ привлечения  иностранных инвестиций;

- предложением  механизма и путей минимизации  издержек производства и доставки  энергии (на примере электроэнергетики);

- критической  оценкой альтернативного источника  получения прибыли путем использования  механизма ценовой дискриминации; 

- обоснованием  необходимости кардинального повышения  управляемости энергетическим хозяйством  страны, уточнения функций и исключения  дублирования в работе федеральных  органов; 

-разработкой  рекомендаций и предложением  конкретной программы улучшения  организационно-экономического механизма и законодательной базы государственного регулирования электроэнергетикой.

Практическая  значимость работы заключается в  возможности использования его  результатов и рекомендаций:

-для  совершенствования деятельности  топливно-энергетического комплекса  России и повышения ее эффективности; 

-для  совершенствования взаимодействия  федеральных, региональных и местных  органов управления по регулированию  деятельности энергетической отрасли  в условиях переходной экономики  методами, присущими рыночной экономике; 

Основные  научные идеи, разработки и выводы автора частично уже апробированы и  реализованы с его участием при  разработке Программы стабилизации электроэнергетической отрасли  России, представленной Правительству, руководителям заинтересованных ведомств и регионов; рекомендации автора нашли  отражение при подготовке ряда постановлений  Правительства по государственному регулированию отраслей ТЭКа, а также  проекта Закона «Об энергосбережении и повышении эффективности и  использования топлива и энергии», были обсуждены в печати и рассмотрены  заинтересованными ведомствами.

Электроэнергетика, ведущая составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию хозяйства  страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Электроэнергетика имеет важное значение в хозяйстве любой промышленно развитой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электроэнергии является одновременность её генерирования и потребления.

  Основная  часть электроэнергии вырабатывается  крупными электростанциями: тепловыми  (ТЭС), гидравлическими (ГЭС), атомными (АЭС). Электростанции, объединённые  между собой и с потребителями  высоковольтными линиями электропередачи  (ЛЭП), образуют электрические системы.

Электроэнергетика всегда были в числе основных вопросов развития народного хозяйства. Советская  Электроэнергетика занимает передовые  позиции в мире.

На базе научных достижений Электроэнергетика  созданы электротехническая промышленность и энергетическое машиностроение, которые  производят практически все основные виды электротехнического и энергетического  оборудования: котло- и турбоагрегаты, электродвигатели и электромашинные генераторы, трансформаторы, электрические аппараты, средства автоматики и защиты, оборудование для ЛЭП. Значительно возрос уровень проектирования энергетических объектов и эксплуатации электроэнергетических систем, разработаны методы достижения совместной устойчивой работы электрических сетей большой протяжённости. Принцип концентрации реализован при сооружении тепловых электростанций единичной мощностью до 3 Гвт (Криворожская ГРЭС-2 и др.), гидроэлектростанций мощностью 4—6 Гвт (Братская, Красноярская и др.), атомных электростанций мощностью 4 Гвт (Ленинградская) и др.

Сегодня по потреблению электроэнергии на душу населения Россия уступает 17 странам  мира, среди которых США, Франция, Германия, от многих из этих стран отстает  по уровню электровооруженности труда в промышленности и сельском хозяйстве . Потребление электроэнергии в быту и сфере услуг в России 2-5 раз ниже, чем в других развитых странах . При этом эффективность и результативность использования электроэнергии в России заметно меньше, чем в ряде других стран .    Таблица 2. “Потребление электроэнергии.”1 Годы потребление электроэнергии, млн. квт/ч всего в промышленности в сельском хозяйстве в транспортном комплексе в других отраслях 1995г 856,4    447,0     97,7      68,4  243,3 1996г 840,4    440,2     88,6      65,2  246,4 1997г 827,7    424,9     85,9      64,4  254,0 1998г 835,7    439,6     81,0  62,1  253,0 1999г 820,8    432,5     79,6      58,3  250,4    Электроэнергетика - важнейшая часть жизнедеятельности человека. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.

Основателем науки  о металлах на Руси по праву считается  Михаил Васильевич Ломоносов. Он многое сделал для понимания геологических  процессов, нашел способ рациональной промышленной разработки полезных ископаемых. Ломоносов впервые создал стройную, подлинно научную теорию металлургического  производства, сыгравшую огромную роль в развитии горнозаводской промышленности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Общая часть

1. Описание технологического процесса

Основой прокатного стана является рабочая клеть, в  которой осуществляется собственно прокатка металла. Конструкция, размеры  и масса рабочих клетей зависят  от назначения и специализации прокатных  станов, условий процесса прокатки металла, числа рабочих валков в  самой клети, уровня технического прогресса  в прокатном производстве. Основными  элементами рабочих клетей являются станина, валки, подшипники, подушки, механизмы  для установки и уравновешивания  валков.

Станины рабочей  клети относятся к самым ответственным  деталям рабочей клети. Две станины, соединенные стяжными болтами или  траверсой, образуют основу рабочей  клети. Каждая станина состоит из двух стоек, а также верхней и  нижней поперечин.

Рабочая клеть крепится к плитовине либо болтами, либо специальными гидравлическими зажимами, которые позволяют быстро производить замену станины.

Валки являются основным рабочим инструментом прокатного стана, в них непосредственно осуществляется деформация металла. Прокатные валки  классифицируют по назначению, форме  бочки валка, конструкции, материалу. По назначению валки бывают сортовые и листовые, кантующие, разрезные, правильные и т.д. По форме бочки валки  бывают гладкие или цилиндрические, с калибрами. По конструкции различают валки бывают стальные, чугунные и из твердых сплавов.

Подшипники. Валки  прокатных станов устанавливаются  в подшипниках, которые размещаются  на шейках прокатных валков. Через  подшипники передаются усилия, возникающие  при прокатке, от валков на станину. Также подшипники удерживают валки  в заданном положении. В настоящее  время используют открытые подшипники скольжения; подшипники жидкостного  трения; подшипники качения.

Подушки. Подшипники прокатных станов размещаются в  подушках, представляющих собой специальные  стальные отливки. Подушки предназначены  для сохранения точного положения  валков и передачи усилия прокатки от валков к станине рабочей клети. Они перемещаются по направляющим, прикрепленным к станинам. Для  предотвращения перемещения подушек  в направлении горизонтальных осей валков применяются регулирующие планки и зажимы, которые скользят в пазах  подушки и станины. Чтобы скомпенсировать  термическое расширение валков подушки  закрепляют только со стороны, противоположной  приводу, что позволяет им несколько  перемещаться в осевом направлении.

Механизм вертикальной и осевой установки валков. В процессе прокатки валки должны занимать определенное положение в рабочей клети. С  этой целью используются механизмы  вертикальной и осевой установки  валков. Установочные механизмы представляют собой совокупность нажимного и  уравновешивающего механизмов.

Нажимной механизм выполняет перемещение, а уравновешивающий механизм предназначен для выбора зазора в системе нажимной механизм-подушки верхнего валка с целью исключения ударов. Установочные механизмы обеспечивают возможность раздельной регулировки положения каждой подушки валка.

Нажимные винты. На толстолистовых, тонколистовых и  полосовых четырехвалковых станах горячей и холодной прокатки, где скорость перемещения валков невелика, применяются тихоходные нажимные механизмы с приводом от электродвигателя через глобоидные червячные передачи. В последнее время на листовых и обжимных станах применяются гидравлические и комбинированные нажимные устройства, которые обладают значительно меньшей инерционностью и имеют высокую точность установки и способность воспринимать большие усилия прокатки. В гидравлических нажимных устройствах усилие прокатки воспринимают гидравлические цилиндры, под поршни которых подается рабочая жидкость (масло) под постоянным давлением, поэтому перед прокаткой валки прижаты друг к другу с постоянным усилием. В комбинированных устройствах грубое регулирование производится электромеханическим устройством, а тонкое - - гидравлическим.

Уравновешивающее  устройство. Для уравновешивания  верхнего валка применяют грузовое, пружинное и гидравлическое устройства. Грузовое уравновешивающее применяют при перемещении верхнего валка на большую высоту. Пружинное уравновешивающее устройство применяется на заготовочных, сортовых, проволочных, листовых двух- и трехвалковых и ленточных четырехвалковых станах, там где перемещение валков и масса уравновешиваемых деталей невелики.  

1.2 Назначение, конструкция, кинематика механизма. 

Моталки применяют  для сматывания прокатанного металла  в рулоны (полоса,лента) и бунты(катанка).По назначению и конструкции моталки можно разделить на четыре группы: 1)ролико-барабанные моталки для горячей полосы; 2)барабанные моталки для холодной полосы; 3)моталки- свертывающие машины для горячей полосы-штрипса;4)моталки для сматывания в бунты горячих мелкосортных профилей(круг, квадрат) и проволоки(катанки).

Моталки являются весьма ответственными машинами непрерывного широкополосного стана. От их работы зависят успешная эксплуатация всего  стана и качество готовой полосы. На современных широкополосных станах скорость прокатки полосы достигает 20-25м/с, масса рулона30-50 т.

Конструкция моталок  должна обеспечивать технологические  и эксплуатационные требования:

1)Рулон должен  быть плотным ,без телескопичности витков;с этой целью сматывание необходимо производить при натяжении полосы и при правильном ее направлении специальными устройствами. При неплотном рулоне облегчается доступ кислорода воздуха к внутренним виткам, образуется окалина, ухудшается микроструктура металла вследствие неравномерного охлаждения витков;при наличии телескопичности витков кромки полосы повреждаются при последующей транспортировке рулонов и их хранение на складе.

2)При захвате полосы  моталкой и сматывании ее в  рулон не должны образовываться  петли и складки полосы на  рольганге перед тянущими роликами.

3)Моталка должна  иметь жесткую и износостойкую  конструкцию в условиях непрерывной  работы при высоких температурах(500-700 С), при охлаждении водой, наличии  окалины и при динамических  нагрузках.

4)Ремонт моталок  должен производиться в минимальное  время.

5)Приемно-передающие  устройства должны сохранять  правильную форму рулона(без повреждения).

Учитывая большие  габариты и массу вращающихся  деталей моталки, качество ремонта  моталки должно быть весьма высоким. Горизонтальные оси и образующие цилиндрические поверхности верхних  тянущих роликов, барабана моталки  и формирующих прижимных роликов  должны быть строго параллельными. Только при выполнении этого условия  можно смотать полосу в плотный  рулон без телескопичности его витков. Перед началом наматывания переднего конца полосы окружные полосы тянущих роликов , барабана моталки и формирующих роликов должны быть больше скорости полосы(на 10-20%). Для обеспечения захвата переднего конца полосы зазор между верхними тянущими роликами необходимо точно регулировать , что способствует также уменьшению динамических нагрузок.

Сматывание горячекатаной  полосы на барабан моталки в плотные  рулоны можно осуществить двумя  способами:

1)Барабаном моталки , создающим натяжение(без прижима к полосе формирующих роликов).

2)Формирующими роликами, плотно прижатыми к полосе  на барабане моталки, но без  натяжения полосы барабаном моталки.

Практика показывает , что при сматывании полосы рулон имеет эксцентричность, которая вызывает динамические нагрузки на формирующие ролики, поэтому по первому способу моталки работают более спокойно.

При сматывании относительно тонкой горячей  полосы (1-4 мм) после  образования 2-3 первых витков формирующие  ролики отводятся от рулона и дальнейшее сматывание

осуществляется  с натяжением полосы  барабана моталки; верхние тянущие ролики при этом работают в генераторном (тормозном)  режиме или же они имеют зазор  между роликами. Формирующих роликов  достаточно  двух с концентрирующими проводками между ними.

Сматывание более  толстой полосы (5-16 мм) можно осуществлять по этому первому способу, но при этом потребуется большая мощность электродвигателя привода барабана моталки. Поэтому в большинстве случаев сматывание толстой полосы осуществляется по второму способу, причем в моталке устанавливают 2-3 пары прижимных роликов более жесткой конструкции. После захвата переднего конца полосы барабаном моталки прижимные ролики остаются прижатыми к полосе и сматывание ее в рулон с натяжением осуществляется как прижимными роликами, так и барабаном моталки; верхние ролики в этом случае работают в режиме тянущих для полосы на рольганге и подающих для полосы, направляемой в моталку.

Очевидно, что для  упрощения конструкции на непрерывном  широкополосном стане целесообразно  применять моталки двух типов:  для сматывания полос толщиной 1,2-4 и 4-16 мм; последние должны быть удалены  от первых 30-50 м для обеспечения  охлаждения более толстой полосы перед сматыванием.

По выходе из последней  чистовой клети и при движении по отводящему рольгангу к моталке  передний конец полосы изогнут кверху. Для улучшения захвата переднего  конца полосы верхний ролик тянущего устройства имеет увеличенный диаметр  по сравнению с нижним роликом; для  этой же цели верхний ролик смещают  на угол 15-20* вперед(по направлению движения полосы) по отношению к нижнему ролику. При изменении направления движения(из горизонтального перед роликами в наклонное за роликами по проводке к барабану моталки) полоса испытывает пластический изгиб в натяжных роликах относительно оси нижнего ролика. Для того чтобы не было проскальзывания роликов по полосе(что приводит к появлению рисок на поверхности полосы), необходимо, чтобы окружная скорость верхнего ролика(со стороны растянутых волокон металла) была несколько больше(с учетом толщины полосы) окружной скорости нижнего ролика. Это требование может быть выполнено только в том случае, если верхний и нижний ролики имеют индивидуальный привод от отдельных электродвигателей постоянного тока с автоматическим регулированием их скорости в зависимости от скорости и толщины полосы.

В прежних конструкциях натяжных роликов привод роликов  осуществляли от одного электродвигателя через редуктор, передаточное число  которого определялось из условия равенства  окружных скоростей роликов, имеющих  различные диаметры. Эта схема  привода имеет существенный недостаток, так как между полосой и  роликами всегда имеется проскальзывание, вызывающее дефекты на поверхности  полосы.

Чтобы рулон не имел по торцам телескопичности витков, необходимо при наматывании правильно направлять полосу на барабан моталки, т.е. сохранять неизменное положение полосы перед и за тянущими роликами. Для этого на рольганге перед моталкой устанавливают направляющие линейки, которые имеют двойной привод: электрический и пневматический.

Расстояние между  линейками предварительно в зависимости  от ширины полосы устанавливается при  помощи электропривода, перемещающего  два ползуна, имеющего гайки, в которых  перемещается винт; ползуны перемещаются при этом по круглым направляющим. При приближении переднего конца  полосы к тянущим роликам автоматически  включаются пневматические цилиндры, штоки которых перемещают линейки  и центрируют полосу относительно тянущих  роликов в течение периода  сматывания полосы в рулон. Консольный барабан имеет большую жесткость  с целью уменьшения его пригиба от массы рулона и натяжения полосы при сматывании.

Для снятия рулона с  барабана моталки применяют тележки-съемники(вместо ранее применявшихся сталкивателей, повреждавших кромки витков).

Формирующие ролики и барабан моталки имеют безредукторные приводы от электродвигателей, нетребующие зубчатых зацеплений высокой точности.

2. Специальная часть.

                    2.1 Расчёт мощности электродвигателя, выбор двигателя

2.2 Расчет и выбор аппаратуры

Расчет  параметров силовой  части электропривода в абсолютных единицах

Рисунок 1 Схема замещения главной цепи

Rγ= ,

где Rγ — фиктивное  сопротивление преобразователя, обусловленное  коммутацией тиристоров, Ом

Rγ = 10/3,14*0,0031*55= 1,96 Ом

Rэ = Rя + Rс + Rγ + 2Rт ,

где Rэ — эквивалентное сопротивление главной цепи, Ом

Rэ = 0,65 + 0 + 1,96 +2*0,11 = 2,83Ом

Lэ = Lя + Lс + 2Lт ,

где Lэ — эквивалентная индуктивность главной цепи, Гн

Lэ = 0,014 + 0 + 2 * 0,00032 = 0,015 Гн

Тэ = ,

где Тэ — электромагнитная постоянная времени главной цепи, cек

Тэ = 0,015/2,83= 0,005 сек

Кп = ,  

где Кп — коэффициент передачи преобразователя;

Uy(max) – напряжение на входе системы импульсно-фазного управления тиристорного преобразователя (напряжение управления), при котором угол управления равен нулю и ЭДС преобразователя в режиме непрерывного тока максимальна, Uy(max) = 10 В

Кп = = 27,68

Выбор базисных величин  системы относительных  единиц

Принимаем следующие  основные базисные величины силовой  части электропривода:

Базисное напряжение: Uб = ЕяN = 220 В

Базисный ток: Iб = IяN = 165 А

Базисная скорость: Ωб = ΩN = 55,6 рад/с

Базисный момент: Мб = МN = 1320 Нм

Базисный магнитный  поток: Фб = ФN = 16,5 Вб

Принимаем следующие  основные базисные ток и напряжения регулирующей части электропривода:

Базисное напряжение системы регулирования:

Uбр = 10 В

Базисный ток системы  регулирования:

Iбр = 2мА

Rб = ,

где Rб — базисное сопротивление для силовых цепей, Ом

Rб = 220/165= 1,3 Ом

Rбр = ,

где Rбр — базисное сопротивление для системы регулирования, Ом

Rбр = 10/0.002= 10 кОм

Тj = ,