Технологическое оборудование
Энергетическое обследование технологического оборудования позволяет определить, сколько энергии расходуется на выполнение производственных операций и какая часть потребления приходится на ожидание, переналадку и работу агрегатов без полезного выпуска. Обследуют производственные линии, механические установки и вспомогательные технологические системы, энергетическую функцию которых нельзя свести к работе отдельного насоса, компрессора или печи.
Главная задача — сопоставить энергопотребление с количеством годной продукции и фактическими режимами производственного процесса. При этом необходимо учитывать загрузку оборудования, длительность операций, простои, переналадки и долю брака. Увеличение расхода энергии на единицу продукции не всегда означает неисправность: причиной могут быть уменьшение производственной серии или изменение требований к качеству.
Энергетический баланс технологической линии
В отличие от обследования отдельного агрегата, при анализе производственной линии рассматривают совокупную технологическую операцию. Её энергетический результат зависит не только от характеристик машин, но и от последовательности их работы.
Для построения функционального баланса сопоставляют потребление энергии с продолжительностью основных производственных циклов, ожидания и переналадки. Необходимо установить, какие затраты непосредственно связаны с выполнением операции, а какие сохраняются в периоды отсутствия полезного выпуска.
Границы учёта — это состав оборудования и энергетических потоков, охваченных определёнными измерениями. Если один счётчик регистрирует потребление нескольких участков линии, его показания позволяют оценить общий расход, но не подтверждают индивидуальные затраты каждой машины.
Поэтому энергетические показатели необходимо соотносить с технологическим маршрутом продукции и фактическим расположением измерительных точек. Это позволяет установить, какие стадии процесса можно оценить раздельно, а какие пока характеризуются только общим потреблением.
Энергопотребление на годную продукцию
Для оценки производственной линии используют удельный расход энергии — количество потреблённой энергии, отнесённое к определённому результату производственной деятельности. В данном случае важен выпуск годной продукции, соответствующей установленным требованиям.
Такой подход необходим потому, что общий объём выпуска и количество годной продукции могут различаться. Если часть изделий оказывается бракованной, энергозатраты на их изготовление уже возникли, но полезный производственный результат оказывается меньше.
При обследовании сопоставляют данные энергоучёта, производительность линии, количество годной продукции и долю брака. Это помогает установить, связано ли изменение удельного показателя с расходом энергии оборудования или с изменением производственного результата.
При этом увеличение удельного расхода нельзя автоматически относить к техническому дефекту. Если предприятие перешло на более сложную продукцию или изменило требования к качеству, энергетические затраты на выполнение операции могут объективно измениться.
Рабочие циклы, ожидание и переналадка
При обследовании необходимо разграничить три состояния производственной линии: выполнение технологической операции, ожидание и переналадку.
Рабочий цикл связан с непосредственным выполнением предусмотренной производственной функции. Его энергопотребление сопоставляют с продолжительностью операции и полученным результатом.
Ожидание — период, когда оборудование остаётся включённым, но полезная продукция не выпускается. Например, конвейер может продолжать работать при временной остановке подачи изделий. В таком случае энергия расходуется на функционирование оборудования без соответствующего производственного результата.
Переналадка необходима при изменении условий изготовления продукции. Она также может сопровождаться энергопотреблением без выпуска годных изделий, но отличается от ожидания своим технологическим назначением.
Эти режимы нельзя объединять в одну причину потерь. Постоянная работа конвейера при простое и многократная переналадка создают разные источники энергетических затрат. Для первой ситуации требуется сопоставить продолжительность работы оборудования с фактической необходимостью его движения. Для второй — установить частоту и длительность переналадок в связи с производственной программой.
Линия с переменной номенклатурой продукции
Если на одной линии выпускают несколько видов продукции, сравнение общего расхода энергии за смену может быть недостаточным. Различные изделия способны требовать неодинаковых операций, продолжительности обработки и количества переналадок.
Поэтому энергетические показатели необходимо сравнивать по одинаковым или достаточно сопоставимым производственным операциям. Такой подход позволяет отделить изменение состава выпускаемой продукции от изменения энергетических характеристик самой линии.
Особенно важно учитывать размер производственной серии. При изготовлении небольшой партии затраты на подготовку и переналадку распределяются на меньшее количество изделий. В результате удельное энергопотребление может увеличиться даже при неизменных характеристиках работающих машин.
Базовый период — исходный интервал, с которым сравнивают последующие показатели. Сопоставимая нагрузка означает близкие условия по виду продукции, технологическим операциям, загрузке и требованиям к качеству либо наличие достоверных сведений для учёта различий.
Если эти условия существенно отличаются, вывод об ухудшении эффективности по одному удельному показателю будет преждевременным.
Документы и измерения для обследования
Основными исходными материалами являются технологические маршруты, паспорта машин, журналы выпуска продукции и записи энергоучёта по производственным участкам.
Технологические маршруты позволяют определить последовательность операций. Паспорта характеризуют оборудование, участвующее в процессе. Журналы выпуска содержат сведения о производительности, номенклатуре и результатах изготовления продукции. Данные энергоучёта необходимы для сопоставления этих сведений с фактическими энергетическими затратами.
При анализе учитывают загрузку линии, энергопотребление на производственную операцию, долю брака и продолжительность переналадок. Эти показатели должны относиться к согласованным временным периодам и известным участкам производственного процесса.
Если данные об энергопотреблении имеются только для всей линии, а длительность рабочих циклов известна по отдельным машинам, нельзя произвольно распределять общую энергию между оборудованием. В таком случае определяют, какие дополнительные измерения нужны для получения раздельных показателей.
Результат энергетического обследования
Итогом становится функциональный энергетический баланс технологической линии, связывающий расход энергии с рабочими циклами, ожиданием, переналадками и выпуском годной продукции.
На его основе можно определить условные резервы сокращения холостых циклов и выбрать участки для адресной проверки. Если значительное энергопотребление приходится на ожидание, рассматривают необходимость соответствующего режима оборудования. Если заметную долю времени занимают переналадки, оценивают их связь с номенклатурой и размерами производственных серий.
В результате отдельно фиксируют подтверждённые измерениями показатели, проверяемые предположения и сведения, которых недостаточно для окончательного вывода. Возможность изменения режима работы должна оцениваться с учётом требований технологического процесса и качества продукции.
Без достоверных данных нельзя считать конкретные потери, неисправности или величину предполагаемой экономии установленными. Практический результат обследования — понимание того, какие энергетические затраты необходимы для производства, какие связаны с организацией рабочих циклов и где дальнейшие измерения могут подтвердить возможность улучшения режима линии.
Обследование отдельных насосов, компрессоров и печей имеет собственные технические задачи. Для оценки производственного оборудования во взаимосвязи с другими энергетическими потребителями используется раздел «Технологические системы и оборудование».