Obliczenia wskaźnika zużycia energii elektrycznej
Przy opracowywaniu standardów zużycia energii stosowane są trzy główne podejścia: eksperymentalne, obliczeniowo-analityczne i statystyczne.
Doświadczony sposób wymaga pomiarów zużycia energii elektrycznej dla każdej operacji w trybach procesu technologicznego określonych przez zasady. Zużycie energii elektrycznej na jednostkę produkcji ustala się sumując koszty eksploatacji.
Takie podejście wymaga użycia dużej liczby urządzeń pomiarowych i znacznych kosztów pracy. W celu uzyskania wiarygodnych wyników dla każdej operacji konieczne jest przeprowadzenie dużej liczby pomiarów i obróbka statystyczna wyników, a także porównanie uzyskanych danych z kosztami miejsca, warsztatu, produkcji. Dlatego metoda ta ma zastosowanie głównie do wyznaczania indywidualnych norm w określonym środowisku produkcyjnym.
Metoda obliczeniowo-analityczna polega na określeniu wskaźnika zużycia energii elektrycznej za pomocą obliczeń — zgodnie z danymi paszportowymi urządzenia technologicznego, biorąc pod uwagę stopień jego obciążenia, tryby pracy i inne czynniki. W przypadku ogólnych standardów produkcji należy również wziąć pod uwagę tryby zasilania i pracy wszystkich urządzeń pomocniczych (wentylacja, zaopatrzenie w wodę i kanalizację, oświetlenie elektryczne, potrzeby napraw itp.).
Tryby pracy odbiorców energii elektrycznej są uwzględniane za pomocą różnych współczynników (włączanie, ładowanie itp.), których empiryczny dobór i losowy charakter prowadzą do znacznych błędów. Obliczanie element po elemencie zestawu składowych zużycia energii sprawia, że metoda ta jest niezwykle czasochłonna.
Statystyczna metoda racjonowania polegająca na statystycznym przetwarzaniu danych o kosztach ogólnych i szczegółowych za określony okres czasu oraz identyfikacji czynników wpływających na ich zmianę. Obliczenia wykonywane są na podstawie wskazań liczników energii elektrycznej oraz danych wyjściowych produktu. Metoda ta jest najmniej czasochłonna, niezawodna i powszechnie stosowana w praktyce racjonowania zużycia energii. Przyjrzyjmy się praktycznym metodom jego realizacji.
Jednostkowe zużycie energii elektrycznej jest obliczane dla specjalnego obiektu — zakładu produkcyjnego, warsztatu lub wydzielonej jednostki energochłonnej, która ma swój „własny” licznik przy wejściu. Organizacja opomiarowania energii elektrycznej jest warunkiem skutecznej regulacji.
System techniczny do pomiaru energii elektrycznej często nie pokrywa się z podziałem administracyjnym przedsiębiorstwa ze względu na złożoność i rozgałęzienie systemów zasilania. Dlatego przy wyznaczaniu jednostek administracyjnych dokonujących reglamentacji należy je przyporządkować do jednostek rozliczeniowych.
Dla kontrolowanego obiektu wyróżnia się główne rodzaje produktów, których wielkość produkcji można obliczyć dla zmiany, dnia lub jednego cyklu pracy sprzętu. W związku z tym odczyty liczników energii elektrycznej są dokonywane w systemie zmianowym, dziennym lub dla każdego cyklu pracy.
Do obliczenia charakterystycznych wskaźników niezbędny jest etap przygotowawczy do zbierania danych statystycznych - co najmniej 50 okresów. Tabela 1 przedstawia przykładowy widok początkowej reprezentacji danych. Na koniec każdego przedziału czasowego rejestrowane jest całkowite zużycie energii elektrycznej w obiekcie (na metr) oraz wielkość produkcji. W ostatniej kolumnie wpisuje się wartości jednostkowego zużycia energii elektrycznej, otrzymane ze wzoru w = W/M, gdzie W jest rzeczywistym zużyciem energii elektrycznej do wytworzenia produktów w ilości M (ilość można zmierzyć w różne jednostki).
Sekcja. 1.
Rzeczywiste jednostkowe zużycie energii elektrycznej w różnych okresach czasu nie jest takie samo, co wynika z innego obciążenia wybranego obiektu, trybów pracy, składu surowców i innych czynników.Jeżeli wszystkie te warunki są takie same, to wartości kosztów jednostkowych są zbliżone dla różnych okresów, ich rozkład powinien być normalny (Gaussowski).W takim przypadku można uzyskać średnią wartość zużycia energii elektrycznej dla kilku okresów i używać go jako standardu.
Należy zauważyć, że rozkład danych eksperymentalnych jest normalny (gaussowski) tylko w przypadku tych samych warunków procesu technologicznego i tych samych parametrów wytwarzanego produktu. Dość często dane nie mają rozkładu normalnego z powodu dwóch czynników.
Po pierwsze, może dojść do zmiany parametrów produktów, surowców lub trybów pracy urządzeń. Na przykład gatunek stali i profil walcowanego metalu mają duży wpływ na zużycie energii (walcowanie zbrojenia określa jednostkowe zużycie energii 180 kWh, stal nierdzewna o tej samej średnicy — 540 kWh). W takich przypadkach monitoring powinien być zorganizowany w taki sposób, aby uzyskać wymaganą liczbę pomiarów z jednorodnych produktów.
Po drugie, naruszenie rozkładu normalnego tłumaczy się właściwościami technologicznymi, które w tym przypadku przejawiają się odchyleniami od technologii, odrzuconymi i pominiętymi gatunkami (na przykład objętość stopu jest znacznie mniejsza niż nominalna). To właśnie te przypadki odpowiedzialny technolog musi zidentyfikować i podjąć działania. Odchylenie rozkładu od normalnego określa pewien obszar, który określa możliwe wielkości oszczędności energii poprzez środki organizacyjne.
W celu uzyskania rozsądnych norm konieczne jest sprawdzenie zgodności statystycznego prawa rozkładu jednostkowego zużycia energii elektrycznej z rozkładem normalnym (Gaussa). Można zastosować test według kryterium χ2… Jeżeli uzyskana wartość kryterium przekracza wartość teoretyczną, należy odrzucić hipotezę o zgodności rozkładu statystycznego z rozkładem normalnym.
Oznacza to, że z uzyskanych danych nie można wypracować jednego wskaźnika zużycia energii elektrycznej na jednostkę produkcji, wówczas należy je podzielić według charakterystycznych trybów technologicznych, obliczając dla każdego wskaźnika zużycia energii lub określić statystyczną zależność specyficzne zużycie przez czynniki wpływające w = f (x1, x2, x3), gdzie wielkości produkcji mogą działać jako czynniki x1, x2, x3, temperatura, szybkość przetwarzania itp.
Jeśli kontrola potwierdzi, że rozkład kosztów jednostkowych jest zbliżony do normalnego, na podstawie tych danych można określić wskaźnik zużycia energii elektrycznej. Do monitorowania najwygodniej jest ustawić zakres, w którym powinno znajdować się określone zużycie energii.
Zakres jest najprościej określony przez średnie natężenie przepływu i odchylenie standardowe. σ... Upraszczając, dolną granicę przedziału można przyjąć jako równą wmin = wWed — 1,5σ, a górną — wmax = wcp + 1,5σ... Zgodnie z regułą 10 — 20% określonej energii elektrycznej zużycie otrzymane w rzeczywistych warunkach produkcji przekracza określony zakres, co jest spowodowane błędami pracowników, naruszeniami reżimu, odchyleniami w jakości produktu itp.Personel techniczny powinien zwracać uwagę na takie przypadki i podejmować działania.
Podkreślamy, że normy uzyskane za pomocą dowolnej z tych metod odzwierciedlają sposoby zużycia energii do produkcji produktów tylko w przedsiębiorstwie, w którym zostały uzyskane, i nie można ich rozszerzyć ani na przemysł jako całość, ani na inne przedsiębiorstwo. Wynika to z indywidualnych właściwości każdego przedsiębiorstwa jako złożonego systemu typu technologicznego.
Na przykład norma technologiczna produkcji walców została wyznaczona eksperymentalnie w zależności od temperatury metalu, prędkości walcowania, kalibracji, tarcia łożyska, strat technologicznych itp. prędkości skrawania i czasu obróbki.Jednak wyników tych nie można przenieść na wszystkie obrabiarki, nawet w obrębie jednego zakładu, ponieważ w praktyce istnieje wiele rodzajów obrabianych części i trybów obróbki.
Ponadto, w jaki sposób wykorzystujesz te prędkości uzyskane dla każdego szczegółu? Niemożliwe jest umieszczenie licznika energii elektrycznej w pobliżu maszyny i porównanie zużycia każdej części z normą. Uogólnienie norm, biorąc pod uwagę liczbę i zakres produkowanych części, doprowadzi do dużego błędu ze względu na brak możliwości uwzględnienia wszystkich czynników podczas pracy.
Również metodą obliczeniowo-analityczną nie można przejść od danych o mocy nominalnej poszczególnych odbiorników elektrycznych, uwzględniając wszystkie możliwe tryby technologiczne, rodzaje produktów, jakość surowców, do zużycia energii elektrycznej dla warsztatu lub przedsiębiorstwa na miesiąc, kwartał, rok.
Niemożliwe jest uzyskanie szacunkowej wartości zużycia energii przez przedsiębiorstwo poprzez zsumowanie różnych norm szczegółowych dla całego asortymentu produktów. Aby to zrobić, konieczne jest wcześniejsze zaplanowanie nie tylko całkowitej liczby produktów, które zostaną wydane w następnym miesiącu (kwartale, roku), ale także dokładne podzielenie jej według marek, charakterystyki trybów przetwarzania i wielu innych czynników. Było to niemożliwe w warunkach gospodarki planowej, a tym bardziej teraz.
Nie da się porównywać różnych przedsiębiorstw i według rozszerzonych standardów dla całego zakładu nawet przy ścisłych cyklach technologicznych. I tak w 1985 r. w zakładach hutnictwa żelaza jednostkowe zużycie energii elektrycznej na 1 tonę wyrobów walcowanych przyjęło wartości od 36,5 do 2222,0 kWh/t przy średniej branżowej 115,5 kW*h/t; dla stali konwertorowej — od 13,7 do 54,0 kW • h/t przy średniej branżowej 32,3 kW • h/t.
Tak znaczny rozrzut można wytłumaczyć różnicą czynników technologicznych, organizacyjnych i społecznych dla każdej produkcji i jasne jest, że przeciętnej normy branżowej nie można rozszerzyć na wszystkie przedsiębiorstwa. Jednocześnie nie można uznać przedsiębiorstwa za nieefektywne, jeśli przekracza ono średnią branżową.
Zmniejszona produkcja, niepełne i nieregularne wykorzystanie sprzętu prowadzi do wyższych kosztów jednostkowych, co jeszcze bardziej pogłębia lukę w danych. Dlatego w dzisiejszych warunkach średnie branżowe poziomy zużycia energii elektrycznej nie mogą służyć ani do prognozowania zużycia energii, ani do szacowania oszczędności energii.