Введение к работе
Актуальность проблеми. В условиях структурной переотройки отраслей народного хозяйства и перехода на рыночную экономику особую значимость приобретают работы, направленные на энергосбережение и снижение затрат на электрическую и другие еиды энергии.
Актуальность таких работ увеличивается в связи с отсутствием на федеральном и региональном уровнях документации, регламентирующей в рамках формирующегося рынка энергоносителей взаимоотношения злектрознергетических систем (ЭЭС) и предприятий-потребителей электрической энергии (правила пользования электрической энергией, методики построения тарифов на электрическую анергию, стимулирующих потребителя активно проводить политику энергосбережения и т.п. )
Трудами многих ученых разработаны принципы системного подхода к решению проблемы формирования эффективных режимов электропотребления предприятий (РЭП).
Существенный вклад в создание механизма формирования РЭП промышленных предприятий сделали Багиев Г.Л., Вагин Г.Я., Гордеев В. И., Жежеленко И. В., Кудрин Б. И., Михайлов В. В., ЧокинШ.Ч., Шкдловский А. К. и др.
Применительно к горным предприятиям такие работы выполнены Праховником А.В., Розеном В.П., ЭкелемП.Я., Бондаренко А.Ф., Шпиганозичем А.Н. и др.
Как показал анализ состояния вопроса, наиболее эффективным в решении проблемы формирования рациональных режимов электропотребления горных предприятий оказывается подход, разработанный в Уральской государственной горно-геологической академии ка основе применения комплексов потребителей-регуляторов мощности (П-РМ).
Комплекс П-РМ является совокупностью системы электроснабжения, функционирующих на предприятии энергоемких злектроприемни-ков, технических средств и программ, обеспечивающих планирование и формирование заданных режимов злектролотребления предприятия в темпе управления процессом электропотребления и изменения производственных ситуаций. В состав потребителей-регуляторов мощности горнодобывающего предприятия входят все энергоемкие злектроприем-ники, в том числе подъемные, компрессорные, водоотливные и вентиляторные установки.
Методологические основы формирования режимов внепикового
электропотребления шахтных стационарных установок, выполняющих функции П-РМ предприятия, разработаны в трудах многих ученых. Ко для обеспечения возможности их практического, использования необходимо провести специальные исследования, создать методику расчета эффективных РШ и разработать алгоритмы управления стационарными установками - потребителями-регуляторами мощности предприятия. Изложенные в диссертационной работе исследования посвящены решению задачи формирования эффективных режимов электропотребле-ния шахтных грузовых подъемных установок (ПУ), входящих в комплекс П-РМ горнодобывающего предприятия. -
Выбор грузовых ПУ в качестве объекта исследований не случаен. Грузовые ПУ являются энергоемкими электроприемниками. Например, удельный вес электропотребления и оплачиваемой нагрузки грузовых ПУ АО "Севуралбокоитруда" составляет 8-11 X от соответствующих показателей РЕЯ] предприятия. Длительность работы грузовых ПУ в течение суточных интервалов времени, как правило, составляет 8-1б ч. Например, грузовые ПУ АО "Севуралбокоитруда" работают до 10 ч. в сутки. Создаетоя временной резерв, позволяющий рационально использовать технологические емкости для формирования режимов вйепикового электропотребления грузовых ПУ.
Для внедрения эффективных режимов функционирования грузовых ПУ, как правило, требуются минимальные материальные нетрудовые затраты, по сравнению с такими П-РМ, как водоотливные, компрессорные и главные вентиляторные установки. Например, для нормального функционирования водоотливных установок в режиме П-РМ необходимо постоянно поддерживать водосборники в рабочем состоянии посредством их очистки от ила; для компрессорных установок необходимо строить специальные гидропневмоаккумуляторы, требующие значительных капитальных затрат; главные вентиляторные установки должны иметь дорогостоящий и сложный в эксплуатации регулируемый привод.
В условиях создания рыночных отношений между предприятиями целесообразно проводить исследования тех объектов, которые дадут хороший экономический эффект о минимально возможными затратами.
На шахтах находятся в 8ксплуатации_и_кледевые-Л]одъемные—уо^-тановки, которые тоже можно рассматривать как потенциальные П-РМ. Но эти установки, как правило, осуществляют спуск-подъем людей в периоды прохождения максимума мощности в ЭЭС. Сдвиг рабочих смен для остановки клетевых ПУ требует корректировки графиков работы
- з -социально-бытовых служб предприятия. Это вряд ли оправдано, если учесть, что регулировочные характеристики клетевых ПУ по активной мощности составляют 10-15 % от регулировочных характеристик грузовых подъемных установок.
Работы выполнены по программе 1.23.004 Министерства цветной металлургии СССР "Разработать способы и средства повышения эффективности использования электрической внергии в горном производстве цветной металлургии", утвержденной заместителем министра МЦМ СССР 15.11.85 г.
Несмотря на перестройку структуры управления горнодобывающей отраслью, выполненные исследования не потеряли своей значимости и являются актуальными.
Целью работы является повышение эффективности использования электроэнергии на горнодобывающих предприятиях путем снижения затрат на электроэнергию, потребляемую грузовыми подъемными установками.
Задачи исследований
-
Проведение системного анализа режимов злектропотребления грузовых подъемных установок с целью выявления и формализации взаимосвязей факторов, формирующих процесс" злектропотребления, и определения показателей, характеризующих регулирующие возможности установок.
-
Разработка методов регулирования активной и реактивной мощности грузовых подъемных установок, обеспечивающих разуплотнение суточных графиков электрической нагрузки предприятия на заданных интервалах контроля.
-
Разработка методики планирования и оценки показателей режимов электропотребления грузовых подъемных установок, выполняющих функции потребителей-регуляторов мощности предприятия.
Методы исследований. Для решения излаженных задач использованы систекгаыи анализ, методы экспертных оценок, численные методы прикладной математики, экономике-статистические методы.
Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов подтверждается корректностью используемых при выполнении исследований методов, учетом взаимосвязи факторов, формирующих процесс .электропотребления шахтных грузовых подъемных установок, применением ЭВМ и длительным опытом внедрения методик и рекомендаций на горнодобывающих предприятиях.
Нзучная новизна диссертационной работы заключается в разрз-
- 4 -ботке оригинальных методов регулирования активной и реактивной мощности грузовых подъемных установок, обеспечивающих формирование эффективных суточных графиков электрической нагрузки объектов на контролируемых интервалах времени; в создании методики планирования и оценки эффективности функционирования грузовых подъемных установок в составе комплекса П-РМ предприятия.
Практическое значение работы
Практическое значение работы заключается в разработке методической документации, обеспечивающей эффективное использование грузовых подъемных установок в качестве потребителей-регулятороз мощности горнодобывающих предприятий.
Полояешш, быносмыш на аащету
-
Математическая модель процесса злектропотребления грузовых подъемных установок, на основе которой проводится анализ режимов нагрузки агрегатов по отдельным энергетическим показателям с учетом структуры системы злектроснабжения горнодобывающего предприятия.
-
Метод оценки эффективности формирования режимов злектропотребления подъемных установок по коэффициентам плотности графиков нагрузки электроустановок..
В диссертации введено и формализовано новое понятие - коэффициент плотности графика электрической нагрузки объекта по активной (реактивной) мощности, характеризующий степень разуплотнения графика и позволяющий эффективно оценить глубину регулирования показателей фактических и планируемых режимов электропотребления исследуемых подъемных установок.
-
Методика определения моментов принятия решения о регулирований электрической нагрузки подъемных установок, позволяющая существенно уменьшить количество управляющих воздействий на объекты регулирования без снижения эффективности конечного результата.
-
Методика расчета и экономической оценки фактических и рекомендуемых графиков функционирования грузовых подъемных установок в режиме потребителей-регуляторов нагрузки.
Апробация работы. Основшелоложения-И-результаты,—полученные в диссертационной работе, долодены на научно-технических семинарах и совещаниях федерального и регионального уровней по оптимизации режимов электропотребления промышленных предприятий (г.миаос, 1987-1989 гг.); на областных совещаниях работников
- 5 -энергослудб предприятий по вопросу ограничения электрических нагрузок потребителей в периоды возникновения дефицита мощности в энергосистеме (г.Екатеринбург, 1991-1993 гг.); на заседаниях технического совета АО "Сезуралбокситруда" по вопросам сбережения энергоресурсов на шахтах Североуральска (г.Североуральск, 1992-1994 гг.).
Реализация результатов работы
Основные результаты работы использованы при разработке руководящих технических материалов МЩА СССР по оценке энергетических характеристик и нормированию электропотребления горнодобывающих предприятии отрасли и внедрены на шахтах АО "Севуралбокситру-да" в течение 1992-1994 гг. с суммарным годовым экономическим эффектом 518,9 млн.рублей по ценам на электроэнергию, действующим с 01.10.94 г.
Публкяаірш. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и оСїйи диссертация. Диссертационная работа состоит из Введения, четырех глав; Заключения и Списка использованной литературы из 143 наименовании. Содержит 19 рисунков, 4 таблицы и 3 приложения. Обіций объем работы - 256 страниц.
