CC BY
36
© А. В. Ляхомский, С. В. Вахрушев М.Г. Петров, 2006
УДК 658.26
А.В. Ляхомский, С.В. Вахрушев М.Г. Петров
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Семинар № 21
Горнорудные предприятия являются энергоемкими потребителями, причем в последнее время для них характерен опережающий рост уровня электропотребления по сравнению с ростом выпуска продукции. Это связано с изменением условий добычи и переработки полезных ископаемых, уменьшением полезного содержания в руде, использованием энергоемких механизмов, внедрением природоохранных мероприятий и т. д.
Потребление электрической энергии на горных предприятиях при добыче и обогащении руд в условиях различных регионов имеет специфические особенности:
- случайный характер электропотребления, на которое влияет значительное число горно-геологических, технологических, производственных и других факторов;
- разнообразные климатические условия;
- ухудшающиеся условия ведения горных работ, снижения полезного компонента в руде;
- значительная протяженность и разветвленность распределительных сетей при добыче руды.
Рациональное использование электроэнергии связано в значительной степени с внедрением технически обоснованных норм ее расходов, которые определяют с учетом специфики горного
производства и принятых на нем технологических процессов на основе использования научно обоснованных методов нормирования и планирования электропотребления.
Для эффективного управления расходами энергоресурсов требуются знания закономерностей электропотребления, его зависимости от технологических факторов.
В связи с этим, важным этапом в повышении энергоэффективности является определение меры влияния технологических факторов на электропотребление. Наиболее наглядно влияние одного фактора на другой представляется в виде графических схем, таких как графики, гистограммы и т.п. Одними из наиболее информативных являются п-мерные графики. Графики поверхностей пре-дставляют визуальную картину функции электропотребления от двух других переменных (технологические факторы).
В свете изложенного к основным технологическим факторам, влияющим на удельное электропотребление обогатительного производства руд черных металлов, можно отнести:
• содержание железа в руде (%);
• содержание влаги в итоговом концентрате (%);
• объем переработанной руды (т);
• производительность шаровых мельниц (т-ч);
• потребляемая мощность шаровых мельниц (кВт);
• объем руды, поступившей на повторное измельчение (т);
• плотность классификатора на выходе из мельницы мокрого самоиз-мельчения (гр/литр);
Для синтеза моделей использованы данные статистического обследования обогатительного производства Лебединского горно-обогатительного комбината. Данные представляют собой сменные показатели электропотребления и обуславливающих обогатительный процесс факторов. Данные сгруппированы для цехов обогащения и обогатительного производства в целом. Объем данных принятых к анализу со-
чек для производственных подразделений.
Среди выше перечисленных технологических факторов наибольшее влияние на удельное электропотребление оказывают "содержание железа в руде" и "объем переработанной руды". Зависимость удельного электропотребления от содержания железа в руде и объема переработанной руды представлена на рис. 1.
Анализ 3-мерных графиков целесообразно проводить на графиках "карта линий уровня". "Карта линий уровня" представляет собой проекцию трехмерной поверхности на двумерную плоскость. Значения поверхности в терминах переменной Z изображаются при помощи областей различных оттенков на Х-У диаграмме рассеяния. По графикам "карта
линий уровня" просто определить какие диапазоны значений переменных X и
Рис. 1. Экспериментальная зависимости удельного электропотребления от объема переработанной руды и содержания общего железа в руде
ставляет 421672 экспериментальных то-314
ЦП
ГГ/'/
а
>к
о
Н
О
ю
(Й
а
ю
\
75000 I
70000
65000
60000
■ М і . , , ,
11 \ \ \
А\\\\ \1и
\\\\\\\\\ и
»\\\ \\ \ \ \ \ \ щ
к\\\\\\\\ \\ \ \ \ л\\\\\\\\\\ \ \ кк\\\\\\\\ \ \ \ \ \\\\\\\\\\\\ \ к\\\\\\\\\\\ \ к\\\\\\ \\\\ \\ \\\\\\\\ \ \ \ \ '
V \ \ \ \ \ \ \ \ \\ \
.\\\\\\\\Л\\
29 30 31 32 33 34 35 36
Содержание общего железа в руде (%)
Рис. 2. График "карты линий уровня" зависимости удельного электропотребления от объема переработанной руды и содержания общего железа в руде
Объем переработанной руды (т)
РЕ общее в руде
1 ---- 29,29%
2 ---- 30,57%
> ---- 31,86%
* ----33,14%
5 ---- 34,43%
« ----35,71%
Рис. 3. Зависимость удельного электропотребления от объема переработанной руды при фиксированном содержании железа в руде
Y необходимо добиваться, что бы значение Z находилось в заданном диапазоне. График "карты линий уровня" для зависимости удельного электропо-
требления от содержания железа в руде и объема переработанной руды представлен на рис. 2.
6 -- 78 571,43 т
Содержание общего железа в руде (%)
Рис. 4. Зависимость удельного электропотребления от содержания железа в руде при фиксированном объеме переработанной руды
Для разработки рекомендаций по оперативному управлению энергопотреблением, необходимо выявить зависимость удельного электропотребления от одного из факторов, при фиксированном значении другого фактора. Результат удобно представить в виде семейства линий на 2-мерном графике.
Зависимость удельного электропотребления от объема переработанной руды при фиксированном содержании железа в руде представлен на рис. 3. Зависимость удельного электропотребления от содержания железа в руде при фиксированном объеме переработанной руды представлен на рис. 4.
Анализируя графики на рис. 3 можно сделать следующие рекомендации. При значении содержания общего железа в руде меньше 32 % выгодно увеличивать объем перерабатываемой руды, т.к. это
приводит к снижению удельного электропотребления. При значении содержания общего железа в руде больше 32 % увеличивать объем перерабатываемой руды выше определенного порогового значения не выгодно, т.к. это ведет к повышению удельного электропотребления. Анализируя графики на рис. 4 можно сделать следующие рекомендации. При значении содержания общего железа в руде равным ~33 % значение удельного электропотребление стабилизируется при изменении объема перерабатываемой руды в широких пределах в области от 54 до 56 кВт-ч/т.
Синтезированные модели и разработанные рекомендации приняты для оперативного управления электропотреблением на Лебединском горно-
обогатительном комбинате.
— Коротко об авторах -------------------------------------------------
Ляхомский Александр Валентинович - профессор, доктор технических наук, Вахрушев С.В. - инженер,
Петров М.Г. - аспирант,
Московский государственный горный университет.
