Анализ электропотребления на предприятиях ОАО «Апатит» Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Н.М. Кузнецов, В.И. Щуцкий, 2006

УДК 658.26:658.511.3

Н.М. Кузнецов, В.И. Щуцкий

АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ОАО «АПАТИТ»

Семинар № 21

я ж отребление электроэнергии в

Л.А. горной промышленности зависит от множества горнотехнологических факторов, большинство которых в настоящее время не учитывается при анализе и планировании на всех уровнях. В связи с этим необходимо установление взаимосвязей между технологическими и энергетическими режимами производственных процессов. При этом во многих случаях оптимальным режимам электропотребления соответствует максимальная производительность технологического оборудования с минимальными удельными расходами электроэнергии. Поэтому интенсификация производственных процессов и улучшение их организации почти всегда обуславливают экономию электроэнергии. В этом смысле удельный расход электроэнергии представляет собой обобщающий показатель техникоэкономического уровня производства в целом.

В изменяющихся условиях деятельности горных предприятий важным является анализ электропотребления для оценки затрат электроэнергии. Для исследования и планирования электропотребления, разработки методики нормирования расхода электроэнергии в условиях ОАО «Апатит» необходимо установление энергоемкости каждого технологического передела и места, занимае-

мого этим переделом в балансе электропотребления.

Структура потребления электрической энергии предприятиями ОАО «Апатит» представлена на рис. 1. Обогатительное производство как одно из самых энергоемких переделов составляет существенную часть в балансе электрической энергии. Одним из основных показателей электропотребления предприятий являются удельные расходы электроэнергии на единицу продукции (рис. 2). Для установления энергетических характеристик наиболее целесообразен способ пассивного эксперимента, при котором регистрация контролируемых технологических и энергетических параметров производится в режиме нормальной работы без внесения каких-либо преднамеренных возмущений. Однако при этом необходимо иметь в виду, что расход электроэнергии и выпуск продукции за любой период времени, зависящие от многих факторов, являются случайными величинами. Погрешность определения электропотребления определяется величиной ошибок технологических параметров и видом зависимости расхода электроэнергии. При расчетах и планировании расхода электроэнергии необходимо уменьшать число учитываемых технологических показателей производства и рассматривать только те, которые оказывают непосред-

ственное влияние на величину электропотребления.

При подземной добыче руды режимы работы горного оборудования определяются горно-геологическими условиями и технологическими схемами разработки. Основными потребителями электрической энергии при открытой добыче руды являются экскаваторы и буровые станки. Нахождение и использование энергетических характеристик трудоемкая задача из-за большого количества машин и механизмов, имеющих различные конструктивные особенности и режимы работы. Поэтому для анализа и планирования электропотребления при добыче руды необходимо определять закономерности электропотребления в целом по карьерам и рудникам.

Для практического использования энергетических характеристик необходимо рассматривать показатели, которые учитываются в процессе производства. Это позволяет проводить анализ, контроль и планирование электропотребления. При определении влияния на расход электрической энергии при подземной и от-

крытой добыче апатито-нефелиновой руды учитываются следующие факторы: добыча горной массы, добыча руды, проходка горных выработок, вскрыша. Анализ коэффициентов корреляционных матриц показывает, что наибольшее влияние на электропотребление оказывает добыча горной массы. Энергетические характеристики по рудникам при добыче апатито-нефелиновой руды приведены на рис. 3.

Обогатительное производство является самым энергоемким и составляет около 70 % в балансе потребления электрической энергии ОАО «Апатит». Наиболее энергоемкими потребителями на обогатительных фабриках являются процессы измельчения, флотации и сушки, которые потребляют более 80 % электроэнергии. Анализ энерготехнологических данных показал, что для обогатительных фабрик наблюдается постоянное увеличение удельных расходов электроэнергии, что связано с уменьшением содержания полезного компонента в руде (рис. 4).

Рис.2. Удельные расходы электроэнергии по рудникам и обогатительным фабрикам ОАО "Апатит"

1GG

1G

G,1

2GrG7 24,43 24,66 25,41 27,GB 25,81 3G,G2 26,48

21rG7 21,11 21,98 21,49 2G,95 2G,9B 2G,99 19,71

1,27 1,38 1,18 1,2 1,G2 g," 1,96 1,85

G,93 1,G9 G,9B G,94 G,91 i— G,87 0,89 0,85

-Кировский

рудник

-Центральный

рудник

-Восточный

рудник

-Расвумчоррский

рудник

14G

12G

1GG

BG

6G

4G

2G

G

91

т

М7

/-

Т2—ST 7

□ АНОФ -2

□ АНОФ -3

1995 1996 1997 199B 1999 2GGG 2GG1 2GG2

1

Расход электроэнергии обогатительной фабрики состоит из двух составляющих: постоянной, не зависящей от величины выпуска продукции, и переменной, в первом приближении прямо пропорциональной величине выпуска продукции. Поэтому при анализе и нормировании электропотребления важную роль играют энергетические характеристики, которые выражают зависимость электропотребления от уровня производственной программы, т.е. от количества выпускаемой продукции и от факторов, влияю-

щих на электропотребление. Для условий обогатительной фабрики причинами, серьезно влияющими на уровень производства, являются недопоставка руды, срывы в материально-

техническом снабжении (обеспечение основными материалами и реагентами), поставка вагонов под отгрузку готовой продукции, аварийность оборудования и др. Из-за высокой энергоемкости обогатительных производств анализ влияния выпуска продукции на энергетические затраты имеет большое значение. Диапазон построения энер-

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

□ Удельный расход

электроэнергии,

кВт-ч/т

□ Выпуск концентрата, млн.т

□ Содержание полезного компонента в руде, %

□ Товарное извлечение, %

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Рис.4. Электротехнологические показатели АНОФ-2

2

гетических характеристик определяется индивидуально для каждого производства характерными пределами колебания выпуска продукции (рис. 5).Учет основных технологических показателей при анализе электропотребления повышает научную обоснованность и точность определения норм удельного расхода электроэнергии (рис. 6).

Анализ полученных удельных расходов электроэнергии производится путем сравнения фактических и расчетных показателей отчетного года с использованием прогнозной модели электропотребления. Результаты анализа целесообразно использовать для количественной оценки степени влияния изменения производственных и технологических факторов на изменение удельных расхо-

Выпуск концентрата, млн.т/мес Рис.5. Энергетические характеристики обогатительных фабрик

дов электроэнергии. Достоверность математических моделей электропотребления оценивается коэффициентом соответствия, который определяется отношением фактического удельного расхода электроэнергии в отчетном году к удельному расходу электроэнергии, рассчитанному по значениям факторов, которые сложились в отчетном году. При прогнозировании электропотребления с достаточной точностью для практических расчетов можно применять математическую модель, если коэффициент соответствия изменяется от 0,95 до 1,05 (рис. 7).

При планировании электропотребления на перспективу необходимо учитывать изменение удельного расхода электроэнергии при проведении мероприятий по экономии электрической энергии.

Спрос на энергию в рыночных условиях определяется тремя главными факторами - развитием экономики, эффективностью энергоиспользования и ди-

намикой цен на энергоносители, которые тесно взаимосвязаны и совместно формируют возможные сценарии развития экономики. Поэтому проведение мероприятий по энергосбережению имеет важное значение.

Проекты по энергосбережению выполняются в пять этапов: идентификация проекта, сканирование, энергоаудит, осуществление, работа (рис. 8). Этап идентификации проекта включает:

• диалог со специалистами предприятий, для которых предполагается выполнение проекта энергосбережения;

• сбор энерготехнологической информации;

• оценку возможностей предприятия и его интереса к осуществлению проекта энергосбережения.

Если идентификация проекта покажет, что его осуществление будет положительным, то процесс выполнения проекта энергосбережения

Рис. 6. Зависимость удельного расхода электроэнергии от выпуска концентрата и содержания полезного компонента в руде

Рис.6. Зависимость удельного расхода электроэнергии от выпуска концентрата и содержания полезного компонента в руде

АНОФ-2

I I 100

I I 90

I I 80

I I 70

I I 60

Ч

г

%

У*

£

Ь

4.

\1

м ф у" \

ф А

ф ф 15

р

<?

ф С

*4.

Рис. 8. Блок-схема реализации проекта энергосбережения

продолжается на стадии сканирования, где определяется экономия энергии и получаемая прибыль.

При решении продолжить выполнение проекта энергосбережения выполняется этап энергоаудита, в результате которого определяется экономия и окупаемость каждого энергосберегающего мероприятия энергосберегающего проекта.

Следующим этапом выполняется осуществление намеченных мероприятий по энергосбережению, который включает в себя следующие пункты: проектирование, руководство проектом,

контроль за доставкой энергосберегающего оборудования, обучение персонала, строительная документация, энергоуправление, мониторинг, помощь в обслуживании энергосберегающего оборудования.

Анализ электропотребления выполняется на информационно-моде-лирующей системе, которая постро-ена на основе концепции единства исследуемые системы с различной степенью детализации и на разных иерархических уровнях в соответствии с многоуровневым характером изучаемых систем.

Программное обеспечение включает общесистемные и прикладные программы, предназначенные для реализации математических моделей, организации вычислительных процедур, обеспечение диалога пользователя с системой, выдача информации в удобном для пользователя виде. Программы должны разрабатываться на основе модульного принципа, обеспечивающего наращиваемость и нерасстраиваемость структуры комплекса. Другими словами, базовым строительным блоком и наименьшей заменяемой единицей модели является программный модуль, воплощающий расчетную методику или алгоритм обслуживания. Связи между модулями должны иметь иерархическую структуру: связи верхнего уровня, определяющие конфигурацию системы, и связи нижнего уровня - по входу и выходу.

1. Кузнецов Н.М. Особенности прогнозирования энергопотребления в горнорудной промышленности // Проблемы энергообеспечения Мурманской области. - Апатиты, 1992.-с.94-96.

2. Кузнецов Н.М., Коробко Ю.Г., Токарева Е.А. Информационно-моделирую-щая система анализа энергопотребления промыш-

Техническое обеспечение базируется на использовании современных средств вычислительной техники, обладающих необходимым быстродействием, объемом памяти и широким набором сервисных возможностей, предоставляемых пользователю.

Анализ энергопотребления предприятия, проводимый системой, дает возможность прогнозировать электропотребление, разрабатывать рекомендации по формированию политики технического перевооружения, рассчитывать как плановые, так и фактические удельные расходы электроэнергии при отклонении технологических параметров от плановых, указывая при этом, какие факторы повлияли на изменение удельных расходов.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ленного предприятия // Энергетика Мурманской области в переходный период. - Апатиты, 1994.-с.113-126.

3. Кузнецов Н.М., Щуцкий В.И. Рациональное энергопотребление на горнодобывающих и горно-обогатительных предприятиях. -Апатиты, 1997.- 211 с.

— Коротко об авторах ----------------------------

Кузнецов Н.М. -кандидат технических наук, доцент, Щуцкий В.И. - профессор, доктор технических наук,

Московский государственный горный университет.