Введение

Энергетические средства играют важнейшую роль в процессе производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Условно все энергетические средства можно разделить на две группы. К первой относятся средства, источником энергии которых служат двигатели внутреннего сгорания. Это транспортные, почвообрабатывающие и уборочные машины, традиционно они относятся к сфере деятельности инженера – механика. Ко второй можно отнести электрооборудование, за эксплуатацию которого несет ответственность инженер – энергетик.

Перед нами поставлены задачи, обосновать предложения по реорганизации парка энергетического оборудования предприятия и структуры его энергетической службы.

Поставленные производственные задачи позволяют сформулировать цель и конкретные задачи нашей работы направленные на достижение цели – скорректировать структуру энергетических средств предприятия в соответствии с принятой специализацией и выполнить оценку предложенного нами варианта структуры энергетических средств по мощности и затратам труда на техническую эксплуатацию.

1. Анализ структуры энергетических средств по мощности

1.1 Расчет мощности автотракторных средств

Мощность тепловых двигателей автомобилей

P_ав= N_ав×Р_{ср ав}

где N_ав и Р_{ср ав} – число автомобилей, средняя мощность автомобильного двигателя, кВт

P_ав= 118 = 4838 кВт

Мощность тепловых двигателей тракторов

P_т= N_т×Р_{ср т}

где N_т и Р_{ср т} – число тракторов, средняя мощность тракторного двигателя, кВт.

P_т= 134 = 3618 кВт

Мощность тепловых двигателей комбайнов

P_к=N_к×Р_{ср к}

где N_к и Р_{ср к} – число комбайнов, средняя мощность двигателя комбайна, кВт.

P_к= 190 = 3990 кВт

Общая мощность двигателей автотракторных средств

Р_ат=Р_ав+Р_т+Р_к

Р_ат= 4838+3618+3990 = 12446 кВт

Затем рассчитываем долю мощности двигателей автомобилей тракторов и комбайнов по этой группе в процентах.

По полученным данным строим диаграмму энергетических мощностей автотракторного парка.

Рис. 1. Диаграмма энергетических мощностей автотракторных средств.

1.2 Расчет установленной мощности электроэнергетического и электротехнического оборудования

Расчет мощности электроэнергетического и электротехнического оборудования проводится аналогично п. 1.1.

Суммарная мощность электроэнергетического оборудования рассчитываем путем умножения количества единиц оборудования данного вида на мощность единицы оборудования с последующим суммированием полученного результата по видам оборудования.

S_эн=S_{эн i}×N_{эн i}

где S_эн – мощность энергетического оборудования;

S_{эн i}, N_{эн i} – мощность и число i-го энергетического оборудования.

S_эн= (7)+()+()+() = 5000 кВА

Для электротехнического оборудования

S_эт=S_{эт i}×N_{эт i},

где S_эт – мощность электротехнического оборудования;

S_{эт i}, N_{эт i} – число и мощность единицы i-го электротехнического оборудования.

S_эт= (7,431)+()+()+(7,)+()+()+()+( +()+() = 5508 кВА

Суммарная мощность энергетического и электротехнического оборудования равна

S_э= S_эн+S_эт= 5000+5508 =10508 кВА

В среднем по любому предприятию должно выполняться соотношение S_эн/S_эт=1/3.

1.3 Расчет мощности теплоэнергетического оборудования

Мощность теплоэнергетического оборудования рассчитывается по формуле

S_т=S_тi×N_тi,

где S_тi, N_тi – число и мощность единицы i-того теплоэнергетического оборудования.

S_т= (2)+()+() = 12000 кВт

1.4 Анализ структуры энергетических средств и обоснование варианта её реорганизации

Общая мощность энергетических средств рассчитывается суммированием мощностей отдельных групп.

S = S_э+S_т+P_ат= 10508+12000+12446= 34954 кВт

Затем находится доля каждого составляющего в процентах

Рис. 2. Диаграмма мощностей энергетического оборудования хозяйства по группам

По полученным данным строим диаграмму мощностей по группам энергетических средств.

2. Расчет затрат труда и числа исполнителей для технической эксплуатации по группам энергетических средств

2.1 Расчет числа исполнителей для технической эксплуатации автотракторных средств

Традиционно в сельском хозяйстве сложился индивидуальный подход к обслуживанию автотракторной техники. За каждым автомобилем, трактором и комбайном закрепляется водитель, в обязанности которого входит выполнение технических обслуживаний и текущих ремонтов. С учетом сложности выполняемых работ к обслуживанию техники привлекаются также и ремонтные рабочие: станочники, слесари, автоэлектрики-аккумуляторщики и т.д.

Общее количество персонала, участвующего в технической эксплуатации автотракторного парка на 30% больше числа водителей. Поэтому штат производственных рабочих для ремонта и обслуживания автотракторных средств найдем по формуле

N_ат=1,3 (N_ав+N_т+N_к)

N_ат = 1,3 (41+27+21)= 116 рабочих.

2.2 Расчет объема работ и числа исполнителей для технической эксплуатации электроэнергетического и электротехнического оборудования по упрощенной методике

Для определения объема работ по ТО и ТР электроэнергетического и электротехнического оборудования в сельском хозяйстве, Всероссийским научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом механизации и электрификации сельского хозяйства предложена упрощенная методика, суть ее заключается в том, что различное по своим техническим характеристикам и конструкции электрооборудование пересчитывается из физических единиц в условные единицы электрооборудования (УЕЭ). За одну условную единицу электрооборудования приняты усредненные годовые затраты труда на техническую эксплуатацию комплекта электрооборудования – электропривода с двигателем мощностью 10 кВт и выше, снабженного приборами автоматического управления.

Расчет годового объема работ в УЕЭ не отличается высокой точностью. Он необходим для определения общего количества электромонтеров в хозяйстве и должностей руководителей энергетической и электротехнической службы.

Расчет произведем в табличной форме (таблица 1).

Таблица 1. Расчет годового объема работ по обслуживанию и ремонту электроэнергетического и электротехнического оборудования в УЕЭ

N п/п	Наименование и характеристика оборудования.	Ед. измерения	Кол-во Nэi	Объем работ в УЕЭ
				на единицу Кi	Общий Qi= Кi×Nэi
1	2	3	4	5	6
1	Мачтовые подстанции до 100 кВ×А	1 пункт	7	2.3	16,1
2	Закрытый трансформаторный пункт с одним трансформатором мощностью до 100 кВ-А и выше	1 км	5	2,5	12,5
3	То же, с двумя трансформаторами мощностью каждого 100 кВ-А и выше	1 км	8	3,5	28
4	Электростанции мощностью до 100 кВт, используемые в качестве аварийного резерва (холодный резерв и передвижные)	1 электростанция	3	5	15
5	Электроприводы стационарных и передвижных сельскохозяйственных машин и установок с электродвигателем мощностью

	1 двигатель	431	0,5	215,5
6	То же, с электродвигателем мощностью выше 10 до 20 кВт	1 двигатель (1 присоединение)	58	0,6	34,8
7	То же, с электродвигателем мощностью выше 20 кВт	1 двигатель (1 присоединение)	10	0,7	7
8	Электроприводы, снабженные приборами автоматического управления, с электродвигателем мощностью до 10 кВт	1 двигатель (1 присоединение)	7	0,7	4,9
9	То же, с электродвигателем мощностью выше 10 кВт	1 двигатель (1 присоединение)	5	0,1	5
10	Сварочные трансформаторы	1 установка	5	0,5	2,5
11	Сварочные преобразователи	1 присоединение	3	1,0	3
12	Водоэлектроподогрев ателитипа ВЭТ, УАП	1 присоединение	31	0,5	15,5
13	Электрокалориферы мощностью до 40 кВт	1 установка	17	1,0	17
14	Электродные котлы	1 установка	11	3,0	33
	Итого по хозяйству	Q			409,8

Общий объем работ по данной группе Q_i определяется как произведение.

Q_i = K_i×N_эi

Общий объем работ электрооборудования по хозяйству определяется простым суммированием Q_i.

у.е.

Общее количество электромонтеров в хозяйстве определяют по средней нагрузке на одного электромонтера.

N_э.м.=Q/70

N_э.м= 409,8/70 = 6 чел.

2.3 Расчет объемов работ и числа исполнителей для технической эксплуатации электроэнергетического и электротехнического оборудования по затратам труда

По данной методике расчет объема работ выполняем в условных единицах ремонта (УЕР). За одну УЕР приняты годовые трудозатраты на один ремонт (одно техническое обслуживание) трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя закрытого исполнения мощностью 5 кВт, напряжением 380/220 В и частотой вращения магнитного поля статора 1500 об/мин. Любое другое электрооборудование переводят в УЕР при помощи коэффициентов (категорий) ремонтной сложности.

Расчет произведем в табличной форме (таблица 2).

Годовое количество физических ТО () и ТР () оборудования в год определяем по приложению 4. Для конкретных условий эксплуатации оборудования количество ТО и ТР рассчитываем с учетом коэффициента сезонности.

Количество физических ТО () и ТР () в год на группу оборудования рассчитываем по формулам.

Коэффициенты пересчета физических ТО (К_ТОi) и ТР (К_ТРi) определяем по приложению 5. Общее годовое количество условных ТО (Q_ТОi) и ТР (Q_ТРi) рассчитываем как произведение годового количества физических ремонтов на коэффициент перевода соответствующего оборудования.

Q_ТОi=F_ТОi×К_ТОi

Q_ТРi=F_ТРi×К_ТРi

Количество условных ТО (Q_ТО) и ТР (Q_ТР) по всему хозяйству определяем суммированием соответствующих данных.

Годовые затраты труда определяем для каждого вида работ путем умножения норматива трудоемкости условной единицы ремонта на количество условных ремонтов данного вида. Нормативы трудоемкости определены системой ППРЭСХ и равны для ТО-t_ТО=0,5 ч., для ТР – t_ТР=4,8 ч. [1].

А_ТО= Q_ТО×t_ТО

А_ТР=Q_ТР×t_ТР

Общие годовые затраты труда по всему хозяйству определяем суммированием затрат труда по отдельным видам работ:

А=А_ТО+А_ТР

А= 10389,55+11642,4 = 22031,95

Количество электромонтеров в группе ремонта для проведения ТО и ТР определяем по формуле

,

где Ф=(d_к-d_в-d_п-d_о)×t×h_р-n×d_пп, действительный фонд рабочего времени одного электромонтера; d_к, d_в, d_п, d_о, d_пп – количество календарных выходных, праздничных, отпускных и предпраздничных дней; t – средняя продолжительность рабочей смены t=6,83 ч для шестидневной рабочей недели и t=8,2 ч для пятидневной рабочей недели; h_р=0,95–0,96 – коэффициент учитывающий потери рабочего времени по уважительным причинам; n – число часов, на которое укорочен предпраздничный день, [ч].

Ф=(365–116–5–28)∙8,2∙0,95–1∙5= 1677,64 (ч)

Количество электромонтеров в дежурной (оперативной) группе рассчитываем по формуле

где 0,15 – долевое участие затрат труда на дежурное (оперативное) обслуживание в плановых затратах труда на ТО и ТР.

Общее количество электромонтеров равно

N_э=N_э.рем+N_э.деж

2.4 Расчет объемов работ и числа исполнителей для ТО, ТР и КР теплоэнергетического оборудования

Методика расчетов трудозатрат на обслуживание и ремонт теплоэнергетического оборудования аналогична расчетам пункта 2.3. Для теплоэнергетического оборудования в хозяйствах выполняются 3 вида работ ТО, ТР и КР.

Расчет произведем в табличной форме (таблица 3).

В таблицу заносим перечень теплоэнергетического оборудования сгруппированного по номенклатуре, типажу и коэффициенту сезонности. Так как теплоэнергетическое оборудование (ТЭО) устанавливается в специальных помещениях и работает круглосуточно, то дальнейшей его дифференциации по условиям окружающей среды и продолжительности работы в течение суток не требуется.

Для определения годового количества физических ремонтов по каждому виду работ, необходимо для каждой группы ТЭО по приложению 6 определить годовое количество плановых физических ТО (), ТР () и КР () на единицу оборудования, а затем путем перемножения их на коэффициент сезонности – K_ci, определить количество физических ремонтов в год на единицу оборудования.

; ; ;

Годовое количество физических ремонтов на каждую группу ТЭО определяется умножением количества оборудования N_Тi на годовое количество физических ремонтов на единицу оборудования, и :

; ; ;

Коэффициенты перевода физических ремонтов в условные для групп оборудования по соответствующим видам принимается по приложению 7.

Количество условных ремонтов в год на каждую группу ТЭО рассчитывается по формулам:

; ; ;

Годовой объем работ по обслуживанию и ремонту ТЭО определяем суммированием объемов соответствующих ремонтов по группам оборудования

;

;

;

Общий объем работ по всему хозяйству определяем расчетом годовых затрат труда по отдельным видам работ.

A_ТТО=W_ТО×t_ТО; A_ТТР =W_ТР×t_ТР; A_ТКР =W_КР×t_КР;

где t_КР=12,5 ч. Норма трудоёмкости капитального ремонта по системе ППРЭсх [1].

A_ТТО= 7907,88∙0,5= 3953,94

A_ТТР = 7001,65∙4,8= 33607,92

A_ТКР =1238,69∙12,5= 15483,63

Общий объем работ определяется суммированием соответствующих объемов по видам работ.

A_Т=А_ТТО+А_ТТР+А_ТКР

A_Т=3953,94+33607,92+15483,63=53045,49

Количество рабочих в группе ремонта ТЭО определяется по формуле

Количество рабочих групп оперативного (дежурного) обслуживания

Общее количество рабочих равно

2.5 Анализ структуры энергетических средств по мощности, числу исполнителей и затратам труда на обслуживание и ремонт оборудования

Для проведения анализа рассчитываем общую мощность энергетических средств – S=P_АТ+S_Э+S_Т

S=12446+10508+12000=34954 кВт

годовые затраты труда на эксплуатацию и ремонт энергетического оборудования – А=А_Э+А_Т

А=22031,95+53045,49=37515,58

и общее число обслуживающего персонала по хозяйству – N.

N=N_АТ+N_Э+N_Т

N=116+15+37=168 чел.

Данные расчета заносим в таблицу 4.

Таблица 4. Анализ структуры энергетических средств по мощности, числу исполнителей и затратам труда на обслуживание и ремонт оборудования

Показатель	Автотракторные средства		Энергетическое и электротехническое оборудование			Теплоэнергетическое оборудование			В целом по хозяйству
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Абсолютное значение показателя	РАТ 12446	NАТ 116	SЭ 10508	АЭ 22031,95	NЭ 15	ST 12000	АТ 53045,49	NТ 37	S 34954	А 75077,4	N 168
Доля показателя по отношению к значению по хозяйству.	РАТ/S 0,36	NАТ/N 0,69	SЭ/S 0,3	АЭ/A 0,29	NЭ/N 0,09	ST/S 0,34	АТ/A 0,71	NТ/N 0,22	100	100	100
В расчете на 1 рабочего по группе обслуживания оборудования	РАТ/ NАТ 107	100	SЭ/ NАТ 90,59	АЭ/ NЭ 1468,8	100	ST/ NТ 324	АТ/NТ 1433,7	100	S/ N 208	А/ N 446,9	100

По данным таблицы 4 строим:

1. Диаграмма относительной мощности энергетических средств по группам в процентах общей мощности;

2. Диаграмма удельной мощности энергетических средств в расчете на одного производственного рабочего (кВ×А/чел.);

3. Диаграмма относительного числа производственных рабочих по обслуживанию и ремонту энергетических средств в процентах к общему количеству

На диаграмме относительной мощности энергетических средств видно, что автотракторные средства имеют наибольшее значение, поэтому число производственных рабочих по обслуживанию и ремонту требуется больше. А наименьших затрат требуется энергетическое и электротехническое оборудование, поэтому нужно увеличить энерговооруженность производства и это увеличит производительность труда и снизит число производственных рабочих. Однако, одновременно с этим возрастет численность рабочих, занятых обслуживанием энергетических средств, обеспечивающих его надежную и бесперебойную работу.