Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы и задачи исследования 13
1.1. Общие вопросы исследования потребления электроэнергии и повьшюния эффективности ее использования промышленными щіедприятиями ІЗ
1.2. Структура потребления электроэнергии горнообогатительными комбинатами 20
1.3. Анализ потребления электроэнергии рудообогатительными 24
1.4. Основные закономерности потребления электроэнергии процессом измельчения 33
1.5. Задачи исследования 55
2. Экспериментальное исследование потребления электроэнергии шаровый мельницами 59
2.1. Методика опытного исследования потребления электроэнергии шаровыми мельницами 59
2.2. Исследование энергетики процесса измельчения руды в шаровых мельнщах 66
2.2.1. Исследовєние влияния шаровой загрузки мельницы на потребляемую мощность и производительность 67
2.2.2. Выявление связи между производительностью шаровой мельницы и средней потребляемой ею мощностью 77
2.2.3. Исследование влияния стадии измельчения железной руды на потребление электроэнергии шаровой мельницей 92
2.2.4. Исследование влияния износа футеровки шаровой мельницы на ее электроэнергети ческие показатели 100
2.3. Выводы по главе 104
3. Метод вывода энергетических характеристик механизмов с электроприводом, включащий решение гоюхо обуслов ленных систем линейных алгебраических уравнений 106
3.1. Математическая модель потребления электроэнергии шаровой мельницей 106
3.2. Метод статистического моделирования потребления электроэнергии механизмом с электроприводом в случае, когда задача моделирования становится некорректной, плохо обусловленной (на примере вывода энергетической характеристики шаровой мельницы с устойчивыми параметрами) 118
3.3. Выводы по главе 147
4. Шерго-технологические методы поиска рациональных режїм0в потребления электроэнергии и повышения эффективности ее использования шаровыми мельницами и секциями обогащения руди 149
4.1. Метод составления электроэнергетического баланса технологического процесса обогащения руды 149
4.2. Метод анализа электроэнергетического баланса и способы повышения эффективности использования электроэнергии секциями обогащения руды с применением зависимости 157
4.3. Выводы по главе 165
5. Основные результаты и выводы 166
6. Литература
- Общие вопросы исследования потребления электроэнергии и повьшюния эффективности ее использования промышленными щіедприятиями
- Основные закономерности потребления электроэнергии процессом измельчения
- Математическая модель потребления электроэнергии шаровой мельницей
- Метод составления электроэнергетического баланса технологического процесса обогащения руды
Введение к работе
Экономия топлива, материалов и электроэнергии, эффективное и рациональное их использование является важнейшей народно-хозяйственной и научно-технической проблемой. В настоящее время масштабы потребления сырьевых и энергетических ресурсов всеми отраслями народного хозяйства СССР чрезвычайно возросли и продолжают непрестанно увеличиваться высокими темпами. Так, в 1980 г. общее производство электроэнергии в СССР составило -1295 млрд. кВт.ч [і], что более, чем в 1,7 раза превысило количество электроэнергии, произведенной в нашей стране в 1970 г.
Дальнейшее значительное увеличение объемов народно-хозяйственного производства, предусматриваемое текущим пятилетним и перспективными планами развития СССР [2], вызывает еще более существенный рост его потребностей в топливе и электроэнергии. Уже в настоящее время эти потребности удовлетворяются с некоторым напряжением в топливно-энергетическом балансе страны. Поэтому одной из основных и актуальных задач, решение которой необходимо для дальнейшего поступательного развития экономики СССР, стала задача повышения эффективности использования материальных ресурсов, в том числе и электроэнергии [2, 3].
Решение этой задачи в области электроэнергии требует всесторонних исследований потребления электроэнергии и эффективности ее использования как отдельными отраслями народного хозяйства СССР, так и их подразделениями, - отдельными предприятиями, цехами, технологическими линиями, процессами и т.п. Естественно, первостепенного внимания при этом требуют энергоемкие потребители электроэнергии.
Наиболее значительным объемом и темпами роста потребления электроэнергии характеризуется промышленное производство, В настоящее время на его долю приходится около 60 % [I, 4] от общего
количества электроэнергии, производимой в народном хозяйстве СССР. Электровооруженность труда в этой отрасли народного хозяйства возрастает примерно в 1,5 раза за каждое десятилетие [I, 4].
Среди различных отраслей промышленного производства одной из наиболее энергоемких является черная металлургия, имеющая в нашей стране очень высокий уровень развития. По уровню производства продукции черной металлургии СССР давно превзошел наиболее развитые капиталистические страны и вышел на первое место в мире. Добыча железной руды в СССР составила в 1980 г. 245 млн. тонн, а выплавка чугуна и стали - соответственно 107 млн.т и 148 млн. т [I]. На производство продукции черной металлургии затрачивается более 16 % [4] от общего количества электроэнергии, потребляемой промышленностью.
Развитие черной металлургии СССР потребовало увеличения добычи и улучшения качества рудного сырья, вызвало необходимость вовлечения в переработку бедных (с содержанием железа до 16-45 % [Ъ] ) железных руд и дальнейшего их обогащения. Ежегодная добыча таких руд в нашей стране непрерывно и планомерно увеличивается. В 1980 г. доля обогащаемых железных руд в общем их производстве в СССР составила более 80 % [5-7]. Добыча и обогащение железной руды в СССР производится на 51 [8] (по данным [5] - 53) горнорудном промышленном предприятии, в число которых входят 18 горнообогатительных комбинатов (ГОКов), 21 рудоуправление (РУ), 9 рудников и 2 районные обогатительно-агломерационные фабрики. Причем основное производство и обогащение железной руды сосредоточено на ГОКах.
Для черной металлургии наиболее развитых капиталистических стран (США, Японии, Ш1 и др.) характерно интенсивное использование богатых железных руд, ввозимых из слаборазвитых в промышленном отношении стран Африки, Азии, Южной Америки и Австралии. Од-
нако, наряду с этим, в связи с ограниченными запасами богатых руд, наступающим их истощением, в эксплуатацию вовлекаются также и бедные железные руды [9, 10] с последующим их обогащением. В настоящее время обогащение бедных железных руд производится в США (20 рудообогатительных фабрик - РОФ), в Канаде (17 РОЮ, в Швеции (10 Р0), в Бразиии, Венесуэле, Либерии, Австралии. Намечено строительство 4 новых РОФ в Мексике и Аргентине (по две РОФ в каждой стране) [5] . Дальнейшее динамичное развитие черной металлургии СССР, определяемое пятилетним и перспективным планами развития народного хозяйства нашей страны требует расширения и реконструкции действующих и строительства новых крупных промышленных предприятий черной металлургии, в частности ГОКов и рудообогатительных фабрик (РОФ).
Современный железорудный ГОК является крупным высокомеханизированным и весьма энергоемким промышленным предприятием. Он включает в себя различные технологические объекты (комплексы), связанные между собой технологическим процессом добычи и обогащения руды и получения концентрата, агломерата, окатышей. Такой ГОК оснащен большим количеством (17-20 тыс.единиц) разнообразных технологических механизмов и агрегатов [13-17]. Мощность электродвигателей отдельных технологических механизмов колеблется в сравнительно широких пределах и достигает 3-4 тыс. кВт [II-I8J. Суммарная установленная мощность электродвигателей отдельных ГОКов составляет 200-300 и более мВт, а годовое потребление электроэнергии достигает 1-2 млрд. кВт«ч [13-17]. Электроснабжение ГОКов осуществляется в основном от электрических сетей напряжением ПО-220 кВ [13-15].
Дальнейшее совершенствование черной металлургии СССР требует производства высокосортных концентратов с содержанием железа 65-70 % и выше [6, 7, 19-24]. В соответствии с этим усложняется
структура технологических процессов обогащения руды, устанавливается новое более производительное технологическое оборудование, как правило, более энергоемкое [б, 7, 17-20, 25]. Прослеживается тенденция дальнейшего роста энергоемкости ГОКов - увеличения количества механизмов (до 25 тыс. единиц) и суммарной установленной мощности электроприводов механизмов до 400 мВт [13, 16, 17, 25]. Мощность приводных электродвигателей отдельных технологических механизмов увеличивается до 4-8 тыс. кВт (а в перспективе - до 20 тыс. кВт) [17, 25-32].
Развитие обогащения бедных железных руд в капиталистических странах в техническом отношении также связывается с совершенствованием технологических процессов, усложнением схем обогащения руд, разработкой, производством и внедрением в практику нового, более энергоемкого оборудования [5, 9, 33-39]. Однако, это развитие несет в себе все противоречия и пороки капиталистической экономики, и главный из них - дальнейшая, еще более жестокая эксплуатация рабочего класса.
Значительные масштабы и темпы роста горнообогатительного производства в СССР, его энергоемкости, быстрое развитие действующих и введение в строй новых ГОКов и РОФ требуют особого внимания к вопросам рационального потребления электроэнергии и повышения эффективности ее использования этими предприятиями. Как показывает практика, горнообогатительные комбинаты имеют реальные возможности для экономии электроэнергии и повышения эффективности ее использования. Важнейшим направлением в решении этой задачи в условиях ГОКов является оптимизация потребления электроэнергии отдельными технологическими механизмами, группами механизмов, цехами и т.п., на основе совершенствования технологических процессов и операций, определения оптимальных по производительности механизмов режимов работы технологического оборудования. При этом,
естественно, могут быть выявлены и энергетически эффективные режимы работы электрической сети, при которых обеспечение электроэнергией ГОКа в целом и отдельных технологических комплексов осуществляется с меньшими потерями. Это может быть сделано только на основе глубокого и всестороннего изучения закономерностей изменения потребления электроэнергии технологическими механизмами с учетом изменения различных технологических факторов, характеризующих горнообогатительное производство. Следует, однако, отметить, что большой ряд этих закономерностей изучен еще недостаточно четко или вообще не выявлен. Поэтому выявление и изучение этих закономерностей становится первостепенным в решении задачи повышения эффективности использования электроэнергии ГОКами.
С учетом сказанного основной целью диссертационной работы является:
разработка методов исследования и повышения эффективности использования электроэнергии технологическим процессом обогащения руд;
разработка рекомендаций по снижению затрат электроэнергии на обогащение руды.
Указанная цель достигается на основе выявления и изучения закономерностей влияния ряда важнейших (с точки зрения потребления электроэнергии) технологических факторов, характеризующих процесс обогащения руды, на потребление электроэнергии этим процессом. Выявление и изучение этих закономерностей проводится на примере потребления электроэнергии наиболее энергоемкими технологическими механизмами, участвующими в процессе обогащения руды - измельчительными агрегатами (в частности, шаровыми мельницами).
диссертационная работа является результатом исследований, выполненных автором в Новочеркасском политехническом институте имени Серго Орджоникидзе. Экспериментальные исследования проводи-
лись в производственных условиях ГОКов, расположенных в районах Кривбасса и Курской Магнитной Аномалии (КМА). Однако применение и использование полученных в работе результатов не ограничивается только ГОКами указанных районов производства железорудных концентратов. Вопросы, рассматриваемые в диссертации, включались в планы научно-исследовательских работ, выполняемых кафедрой электропривода и автоматизации промышленных установок Новочеркасского политехнического института в 1976-1980 гг. по комплексным научно-техническим программам "Повышение эффективности и надежности электроэнергетических систем и электроснабжения Северного Кавказа и создание устройств управления режимами электросистем" и "Охрана и использование земных недр" (Приказ Минвуза РСФСР № 489 от 19.II.1975 г.).
Диссертационные исследования включены в планы научно-исследовательских работ, проводимых этой же кафедрой в I98I-I985 гг., по проблеме "Охрана и рациональное использование недр" комплексной научно-технической программы "Человек и окружающая среда" (Приказ Минвуза РСФСР № 392 от 06.09.1978 г.), входящей в число важнейших проблем (Письмо ХНО № 11-36-246/15-04 от 23.02.1981 г.) и по региональной программе "Энергетика" (Утвержденной решением № 49 Президиума Совета Северо-Кавказского Научного Центра Высшей Школы от 21.12.79 г.).
Основные теоретические положения, результаты, выводы и рекомендации диссертационной работы дополнены, обсуждены и получили положительные отзывы на научно-технических семинарах секции "Промышленная энергетика" Московского Дома научно-технической пропаганды им. Ф.Э.Дзержинского и Московского управления НТО Э и ЭП в 1974, 1975, 1979 гг.; на 24-32 научно-технических конференциях Новочеркасского политехнического института (г.Новочеркасск 1975-1983 гг.); Всесоюзном научно-техническом совещании "Рациональные
режимы энергопотребления" (г.Ташкент, 1976 г.); УШ-ой международной конференции по промышленной энергетике (Польская Народная Республика, г.Гданьск, 1975 г.); на Ш-ей и 1У-ой сессиях Всесоюзного научного семинара "Кибернетика электрических систем" по тематике "Электроснабжение промышленных предприятий" (г.Новочеркасск, 1981 г. и г.Киев, 1982 г.); Всесоюзном научно-техническом совещании "Повышение качества энергоснабжения и эффективности промышленной энергетики" (г.Ташкент, 1983 г.); на заседаниях научно-технических советов Южного и Михайловского горнообогатительных комбинатов (г.Кривой Рог, 1973 г., г.Железногорск, 1978 г.).
Материалы, отражающие основное содержание диссертации, опубликованы в соответствующих журналах, сборниках и отчетах по научно-исследовательской работе, депонированных в ВНТЩ [40-53].
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы и четырех приложений. Работа содержит 219 страниц сквозной нумерации, в том числе: основной текст (на 125 страницах), 24 рисунка (на 20 страницах), 21 таблицу (на 23 страницах), перечень использованной отечественной и зарубежной научно-технической литературы из 325 наименований (на 31 странице) и приложение (на 20 страницах).
Общие вопросы исследования потребления электроэнергии и повьшюния эффективности ее использования промышленными щіедприятиями
В решении задачи экономии электроэнергии и повышения эффективности ее использования промышленными предприятиями СССР важнейшее значение имеет исследование и повышение эффективности использования электроэнергии технологическими механизмами с электроприводом, поскольку ими потребляется около 60 % [54] электроэнергии, потребляемой промышленностью в целом. В настоящее время достижение этих целей осуществляется в основном по двум направлениям.
В основу первого из них [55-65] положено снижение потерь электроэнергии в отдельных элементах электропривода в зависимости от нагрузки на валу механизма или приводного электродвигателя. Причем, нагрузка при этом выражается через потребляемый ток или момент. Полезное потребление электроэнергии (полезная нагрузка) определяется теоретическим путем - расчетом по известным технологическим формулам в соответствии со спецификой рабочего механизма или машины. Потери электроэнергии определяются с помощью коэффициента полезного действия (к.п.д.) отдельных частей электропривода. Следует заметить, что теоретический путь определения полезного потребления электроэнергии на осуществление технологического процесса и ее потерь является нередко затруднительным, а его результаты неточными, так как указанные формулы во многих случаях получены эмпирически, основаны на большом ряде упрощений и, следовательно, являются приближенными. Так как значение к.п.д. механизма зависит от нагрузки, то для определения потерь электроэнергии в этом случае требуется измерение нагрузки (тока или момента) каким-либо из известных методов. Однако, на практике измерение этой нагрузки в большинстве случаев не производится, так как для нормального протекания технологического процесса ее измерения зачастую не требуется. Поэтому осуществление этого метода исследования потребления электроэнергии (и повышения эффективности ее использования) технологическими механизмами требует дополнительных материальных затрат.
Второе направление, сформулированное членом-корреспондентом РБ. СССР В.И.Вейцем [66, 67] и получившее широкое развитие в работах многих советских ученых [14, 19, 26, 32, 68-99], основано на интегральной оценке энергетических качеств электропривода и технологических режимов работы механизмов с помощью единого обобщенного показателя - полезной работы, которую совершает механизм. Полезная работа выражается в этом случае через производительность механизмов с электроприводом. Эта величина измеряется повседневно, так как по ней оцениваются результаты работы как отдельного механизма, так и группы механизмов, цеха и предприятия в целом. Отсутствие необходимости установки дополнительной измерительной аппаратуры для измерения нагрузки механизма является важнейшим преимуществом применения на практике второго метода исследования и повышения эффективности использования электроэнергии технологическими механизмами.
Указанный метод позволяет рассматривать потребление электроэнергии механизмом в тесной взаимосвязи с разнообразными технологическими факторами, характеризующими технологический процесс и влияющими на уровень электропотребления механизмом. Это дает возможность сравнительно просто и быстро проводить анализ потребления электроэнергии и эффективности ее использования технологическими механизмами с электроприводом при их работе в различных режимах и условиях эксплуатации, и, следовательно, выявить оптимальные по производительности и рациональные по потреблению электроэнергии (т.е. энергетически эффективные) режимы работы механизмов.
Для определения энергетически эффективных режимов работы производственных механизмов, прежде всего, требуется выявить взаимосвязи между электроэнергетическими показателями и различ-ними технологическими факторами, характеризующими работу механизмов. Основными зависимостями, которые позволяют оценить электроэнергетические качества электропривода с учетом режима работы механизма, являются так называемые энергетические характеристики механизмов. Энергетические характеристики механизмов с электроприводом представляют собой зависимости общего или удельного потребления электроэнергии механизмом от одного какого-либо переменного технологического фактора, характеризующего режим работы механизма, или от нескольких изменяющихся технологических факторов. Основным технологическим фактором, характеризующим работу механизма и влияющим в подавляющем числе случаев на общее и удельное потребление электроэнергии механизмом, является его производительность. В работах [66, 67, 79, 80, 90-9$] показано, что этот фактор (производительность механизма) является интегральной оценкой и режима работы механизма, и условий его эксплуатации. Таким образом, основными энергетическими характеристиками технологического механизма с электроприводом являются характеристики p = f(A), w=f (A) , w=f (сі), где Р - потребляемая механизмом часовая мощность, кВт; А -производительность механизма, единиц продукции/ч; иг - удельный расход электроэнергии, кВт-ч/единицу продукции; ос - производительность механизма в относительных единицах [74, 80J.
Основные закономерности потребления электроэнергии процессом измельчения
Следует отметить, что в рассмотренной литературе приводятся различные формулы, выражающие зависимость энергетических затрат на дробление и измельчение твердых материалов от разнообразных технологических факторов. Однако, указанные формулы могут быть использованы лишь для качественной оценки энергетических затрат на измельчение материала. Практический же расчет энергетических затрат по этим формулам невозможен вследствие неопределенности входящих в них коэффициентов пропорциональности (в частности, коэффициентов/ ,/ , / ). Количественное значение этих коэффициентов определяется физико-механической природой измельчаемого материала и, следовательно, изменяется по мере его измельчения. Точному теоретическому расчету значения этих коэффициентов не поддаются вследствие невозможности учета всех реальных факторов, влияющих на силы взаимного сцепления частиц из мельчаемого материала [166-179, 255-260].
Другой группой факторов, весьма существенно влияющих на уровень электроэнергии, потребляемой процессом измельчения, являются факторы, характеризующие вид используемой для разрушения материала деформации и машины, создающие эти деформации. Известны различные способы измельчения твердых материалов [II, 12, 15-17, 22, 166-177, 179, 263]. В настоящее время для измельчения полезных ископаемых (в том числе железной руды) наибольшее применение получил механический способ, как более простой по практической реализации, более экономичный по сравнению с другими способами, а также позволяющий обеспечить высокую производительность при измельчении большого ряда полезных ископаемых и удовлетворить многие из требований, предъявляемых к измельченному продукту.
Однако, в отношении энергетических затрат механический способ измельчения нельзя считать высокоэффективным. Полезные затраты энергии, т.е. затраты энергии, расходуемой непосредственно на измельчение твердого полезного ископаемого, при этом способе измельчения зависят от вида деформаций, используемых для разрушения материала, и колеблются по теоретическим расчетам в широком диапазоне значений: от долей процента [191] до 1,7-26,5 % [36, 173, 179, 264]. Остальная (большая) часть энергетических затрат расходуется на преодоление различных потерь, связаннных как с техническим осуществлением механического способа измель чения, так и реальными условиями его протекания. Очевидно, что эта часть энергетических затрат очень сильно снижает эффективность использования электроэнергии и, следовательно, требует специального и всестороннего исследования с целью ее уменьшения.
При обогащении железной руды ставится задача получения концентратов высокого качества (с содержанием железа не ниже 65 %), Выполнение этой задачи с точки зрения технологии обогащения связано с обеспечением требования полного раскрытия рудного минерала [ 6, 7, II, 12, 22-25, 173].
Железные руды, подвергаемые обогащению (гематитовые, магне-титовые и др.), имеют весьма тонкую [21, 22, 178, 250, 262, 265, 266] вкрапленность рудных минералов. Размеры отдельных вкраплений минералов (рудных зерен) в неизмельченном куске руды колеблются в сравнительно широких пределах [22, 178] и по экспериментальным данным располагаются, как правило в диапазоне ЗНаЧе-ний 20-100 мкм или (20 - 100) 10 м. Поэтому выполнение требования полного раскрытия рудного минерала на практике предполагает необходимость получения весьма высокой степени измельчения железной руды (при которой в измельченном продукте доля готового класса составляет 95-99 % [22-24, 265, 266]. Размер зерен готового класса при обогащении железной руды принят равным 74 мкм (или 74 Ю""6 м).
На железорудных обогатительных фабриках указанная степень помола руды достигается на основе широкого использования для измельчения руды высокопроизводительных барабанных мельниц.
Математическая модель потребления электроэнергии шаровой мельницей
Практика показывает, что задача моделирования потребления электроэнергии механизмом с электроприводом, в частности, вывода энергетической характеристики его по экспериментальным данным может оказаться достаточно сложной. Эта сложность проявляется чаще всего в получении результата, трудно поддающегося дальнейшему анализу, что, естественно, ограничивает его использование. Одной из причин получения такого результата является формализованный подход (формальное применение методов математической статистики) к выводу энергетической характеристики механизма, как статистической связи.
Наиболее общий случай такого подхода состоит в следующем. Имеется ряд L = I, 2, ..., п опытных числовых значений производительности А,- механизма и ряд соответствующих значений од-ного из электроэнергетических показателей, характеризующих энергетическую сторону работы механизма, например, ряд значений потребляемой механизмом мощности /J
По указанным экспериментальным данным требуется разыскать энергетическую характеристику механизма P=f(A) . Формальное решение этой задачи состоит в том, что известными методами математической статистики разыскивается зависимость P f(A) , которая наиболее точно аппроксимирует опытные данные, т.е. для каждого из опытных значений А і с необходимой точностью дает соответствующее опытное значение Р.
Однако, математическая задача получения статистической зависимости P f(A) , наиболее точно аппроксимирующей опытные данные, решается неоднозначно [108-120, 289-294], так как можно указать сколь угодно статистических зависимостей P=f (А) разной степени сложности и структуры, которые выражают с большей или меньшей степенью точности опытные значения Р- при данных значениях А; . В качестве энергетической характеристики механизма принимается чаще всего наиболее точная зависимость P=f(A ) , т.е. такая зависимость, от которой опытные точки отклоняются меньше всего. Степень приближения выведенной зависимости P=f(A) к опытным данным обычно оценивается по средней квадратической ошибке (5 , определяемой по формуле: где с - число отыскиваемых параметров зависимости P=f(A). Наиболее точной зависимостью P=f(A) будет зависимость, для которой значение d будет минимальным ( О =min ). Соответствие же выведенной статистической связи p=f(A) физической стороне процесса потребления электроэнергии механизмом с электроприводом ограничивается при этом лишь общей количественной стороной [289-294]. Очевидно, что среди множества статистических зависимостей P=f (А) » имеются такие зависимости, которые выражают опытные значения р. с почти одинаково высокой степенью точности (d & mLn ), т.е. дают практически одинаковые значения Р(А), однако существенно отличающиеся по своей структуре. В этом случае в качестве энергетической характеристики механизма с электроприводом может быть принята любая из выше указанных статистических зависимостей P=f(A) Таким образом при формальном подходе к выводу энергетической характеристики механизма P=f(A) , как статистической связи, структура энергетической характеристики выбирается относительно произвольно. Поэтому полученные стати стические энергетические зависимости зачастую обнаруживают свою несостоятельность в отношении соответствия их физическому смыслу (в частности потреблению электроэнергии механизмом). В связи с этим дальнейшее их использование для более глубокого и детального анализа изучаемого явления (потребления электроэнергии механизмом, определения рациональных режимов его работы, применения для прогнозирования и управления и т.п.) оказывается достаточно трудным или вообще невозможным [302-308]. Очевидно, что статистическую зависимость P f(A), удовлетворяющую условию б= mLn еще нельзя считать энергетической характеристикой механизма. Такая зависимость представляет собой в общем случае лишь "наилуч-шую" (по значению ошибки d ) эмпирическую формулу, аппроксимирующую опытные данные в заданном при проведении эксперимента интервале их изменения. На наш взгляд, энергетической характеристикой механизма P=f(A) является такая зависимость, которая для каждого из опытных значений А,- дает с необходимой точностью соответствующие значения Р. и, кроме того, отражает существен-ные стороны потребления электроэнергии механизмом в удобной для понимания форме [іОб, 116, 302-308].
Требование отражения в энергетической характеристике механизма существенных сторон потребления электроэнергии механизмом в удобной для понимания форме являются весьма существенным, так как только при определенной форме энергетической характеристики возможно дальнейшее более детальное исследование процесса потребления электроэнергии механизмом, что необходимо при решении задачи повышения эффективности использования электроэнергии механизмами, линиями, цехами и предприятиями в целом.
Метод составления электроэнергетического баланса технологического процесса обогащения руды
Электроэнергетический баланс технологического процесса является одним из способов исследования потребления электроэнергии этим процессом, позволяющим повысить эффективность ее использования [83-91, 164, 165]. В [14, 83-91, 164, 165, 323-325] приведены электроэнергетические балансы промышленных предприятий и процессов и методика их составления. Однако в реальных условиях РОФ применение этого средства ограничено, прежде всего, трудоемкостью составления баланса. Поэтому вопросы составления электроэнергетического баланса различных технологических процессов обогащения руды и его применения для указанных целей требуют своего дальнейшего совершенствования. Решение этих вопросов в условиях РОФ предполагает разработку методик составления электроэнергетических балансов технологических процессов в такой форме, которая была бы относительно простой и доступной, и сравнительно оперативной и позволяла определять действительные значения удельных расходов электроэнергии отдельными технологическими операциями, и, самое главное, выявить возможные пути повышения эффективности использования электроэнергии и экономного ее расходования. Одной из таких форм электроэнергетического баланса технологического процесса, по нашему мнению, является форма баланса, которая удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым к балансу [83-91, 164, 165], и отражает фактическое использование установленной мощности электроприводов технологиче 150 ских механизмов и агрегатов.
В диссертационной работе предлагается экспериментально-расчетный метод составления нормализованного электроэнергетиче ского баланса технологического процесса обогащения руды в форме, которая дает возможность решать поставленные вопросы.
Метод состоит из двух частей - подготовительной и экспериментально-расчетной.
В подготовительную часть входят: - изучение технологического процесса и составление перечня электрооборудования, участвующего в процессе; - выделение в технологическом процессе типовых технологических операций с указанием электрооборудования, выполняющего их, и его суммарной установленной мощности; - изучение схемы электроснабжения технологического оборудования, определение мест присоединения контрольно-измерительной аппаратуры и ее установка.
В экспериментально-расчетную часть входят: I. Проведение суточных замеров: - количества сырой руды Q . , переработанной секцией за -ые сутки, т/сутки; - количества электроэнергии Сут.са » израсходованной за с ые сутки агрегатами и машинами, выполняющими ту или иную ( -ую) типовую технологическую операцию, кВт -ч/сутки. сут-icj, $?, v \f су т. і і где N - количество всех механизмов, выполняющих а -ую технологическую операцию процесса обогащения руды, в течение суток; W,, - уровень электроэнергии, израсходованной {)) -ым) механизмом, участвующим в выполнении о -ой технологической операции, за фактическое проработанное в течение суток время tp) , кВт-ч; О - номер отдельного механизма, участвующего в выполнении я-ой технологической операции.
Общее число суточных замеров С п ) следует выбирать с таким расчетом, чтобы можно было исключить влияние случайных факторов на потребление электроэнергии, а также чтобы можно было считать технологический процесс обогащения руды установившимся. Практически в условиях нормальной работы РОФ для составления электроэнергетического баланса в предложенной форме достаточно иметь замеры за 3-5 суток.
Количество электроэнергии Wv » потребляемой отдельными технологическими агрегатами и машинами эа определенное в течение суток время работы t , определяется при этом одним из спосо-бов: а) опытным - по показаниям счетчиков активной энергии; б) расчетно-опытным, предусматривающим замер потребляемой агрегатом электрической мощности Ря , (кВт) и его времени ра боты tpv (ч), т.е. Ww-Py py , кВт-ч , (4.2) В связи с тем, что одной из задач электроэнергетического баланса является определение значений фактического потребления электроэнергии технологическими операциями, потери электроэнергии в электроприводах и питающих их электрических сетях при этом определению не подлежат, а включаются в потребление электроэнергии соответствующими технологическими операциями.
