Содержание к диссертации
Введение
1 Постановка вопроса и обоснование задач исследования 9
1.1 Исходные положения 9
1.2 Обзор литературных источников по вопросам электропотребления и повышения эффективности применения электроэнергии на горных предприятиях 10
1.3 Основные методы исследования и повышения эффективности электропотребления 14
1.4 Обоснование задач исследования 17
2 Разработка методики экспериментального исследования электропотребления на горных предприятиях 20
2.1 Исходные положения 20
2.2 Методические принципы исследования электропотребления на горных предприятиях 21
2.3 Методика экспериментального исследования процесса электропотребления 23
2.4 Методика обработки и математического моделирования электропотребления 26
2.5 Выводы 31
3 Исследование процесса электропотребления на горных предприятиях Узбекистана 33
3.1 Исходные положения 33
3.2 Общая характеристика экспериментальных исследований электропотребления 33
3.3 Статистические характеристики и вероятностные законы электропотребления 39
3.4 Временные модели электропотребления 43
3.5 Факторные модели электропотребления 53
3.6 Прогнозные модели электропотребления 62
3.7 Выводы 70
4 Разработка рекомендации по повышению эффективности применения электроэнергии на горных предприятиях Узбекистана 73
4.1 Исходные положения 73
4.2 Разработка рекомендации по повышению уровня прогнозирования и оперативного планирования электропотребления на горных предприятиях Навоийского ГМК 73
4.3 Рекомендации по повышению уровня планирования, оперативного управления и отчетности за энергопотребление 77
4.4 Внедрение результатов исследований и экономическая эффективность при их применении на горных предприятиях Навоийского ГМК 82
4.5 Выводы 82
Заключение 84
Литература 85
Приложения 1 Законы распределения электропотребления экскаваторов Восточного и Западного участка 94
Приложения 2 Рекомендации по повышению уровня прогнозирования и оперативного планирования электропотребления на горных предприятиях Навоийского ГМК 103
Приложения 3 Акт внедрения результатов 119
Приложения 4 Пример использования рекомендаций по повышению уровня прогнозирования и оперативного планирования электропотребления на горных предприятиях Навоийского ГМК и расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения предлагаемой рекомендации 121
- Обзор литературных источников по вопросам электропотребления и повышения эффективности применения электроэнергии на горных предприятиях
- Методика обработки и математического моделирования электропотребления
- Факторные модели электропотребления
- Рекомендации по повышению уровня планирования, оперативного управления и отчетности за энергопотребление
Введение к работе
Актуальность работы. Горные предприятия, наиболее энергоемкие потребители промышленности, занимает существенную часть в энергетическом балансе республики Узбекистан. Увеличение затрат на электропотребление в горной промышленности вызывается не только ростом производства, но и ростом стоимости энергоресурсов. Это приводит к необходимости рассмотрения вопросов повышения эффективности использования электроэнергии на горных предприятиях.
Решение этой задачи связано с необходимостью решения вопросов, направленных на повышение эффективности электропотребления за счет улучшения планирования, повышения уровня управления, на основе установления моделей режимов электропотребления. Особое значение имеют эти вопросы для горных предприятий Узбекистана, так как при разработке рудных месторождений затраты на электроэнергию составляют значительную долю в общих затратах на продукцию.
Вопросы повышения эффективности электропотребления на горных работах должны решаться с учетом особенностей разработки месторождений полезных ископаемых, систем вскрытия и добычи, технологии разработки, типа горных машин и механизмов. В настоящее время методы расчета, анализа и планирования электропотребления не в полной мере учитывают указанные особенности.
В этой связи повышение эффективности электропотребления на основе совершенствования методов расчета, анализа, планирования электропотребления на основе математического моделирования с учетом специфики работы горных предприятий Узбекистана является актуальной научной задачей.
Целью работы является установление моделей электропотребления для обоснования рекомендаций и мероприятий по повышению эффективности использования электроэнергии на горных предприятиях Узбекистана.
В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи:
-
Разработана методика и проведены исследования электропотребления на годных предприятиях Узбекистана.
-
Определены энергетические характеристики экскавации горной массы при разработке рудных месторождений в условиях открытых горных предприятий Узбекистана.
-
Выполнен анализ режимов и установлены временные модели электропотребления при разработке рудных месторождений.
-
Выполнена оценка влияния производственных факторов и установлены факторные модели режимов электропотребления.
-
Разработаны рекомендации и мероприятия по повышению эффективности применения электроэнергии при разработке рудных месторождений в условиях Узбекистана.
!/?
Основные научные положения, выносимые на защиту:
-
Энергетические характеристики экскавации горной массы при разработке рудных месторождений в условиях открытых горных предприятий Узбекистана.
-
Математические временные модели электропотребления горных предприятий, полученные на основе данных производства с использованием методов теории вероятности и математической статистики с установлением устойчивой тенденции изменения потребления электроэнергии.
3. Математические модели режимов электропотребления горных предприятий, отражающие факторные аспекты их формирования, использование которых обеспечивает эффективный прогноз потребления электроэнергии.
Научная новизна полученных результатов исследования состоит:
-в получении энергетических характеристик экскавации горной массы на открытых работах горных предприятий Узбекистана;
-в установлении временных моделей, адекватно отражающих режимы электропотребления в условиях горных предприятий, разрабатьгоающих рудные месторождения;
-в установлении факторных моделей, отражающих влияние основных производственных факторов на режимы электропотребления на горных предприятиях Узбекистана с открытой разработкой.
Научное значение работы заключается в установлении временных и факторных математических моделей, на основе которых были разработаны рекомендации по повышению уровня прогнозирования и оперативного планирования электропотребления на горных предприятиях Навоийского ГМК, повышающих эффективность электропотребления в условиях горных предприятий Узбекистана.
Практическое значение работы состоит в разработке рекомендаций по повышению уровня прогнозирования и планирования электропотребления горных предприятий при разработке рудных месторождений, которые основаны на использовании полученных математических моделей электропотребления и позволяют повысить точность прогнозирования и планирования потребления электроэнергии.
Реализация результатов работы. Рекомендации по повышению уровня прогнозирования и оперативного планирования электропотребления на горных предприятиях Навоийского ГМК приняты к использованию на карьере «Му-рунтау» Навоийского ГМК.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором и обсуждались на международных конференциях: Республиканской научно-технической конференции «ISTIQLOL» (с международньш участием) «Геотехнология: инновационные методы недропользования в XXI веке» Москва-Навои (Республика Узбекистан, Навои, 2007); Международной научно-технической конференции «ISTIQLOL» «Современная техника и технология горно-металлургической отрасли и пути их развития», НГГИ (Республика Узбекистан, Навои, 2008); Международной научно-технической конференции
«ISTIQLOL» «Современная техника и технология горно-металлургической отрасли и пути их развития», НГТИ (Республика Узбекистан, Навои, 2010).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 научных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 21 рисунок, 26 таблицы. Список использованной литературы включает 90 наименования.
Обзор литературных источников по вопросам электропотребления и повышения эффективности применения электроэнергии на горных предприятиях
Одним из первых вопросам электропотребления посвятил свои исследования В.И. Вейц [17], который установил связи между электропотреблением и технологическими параметрами, а также рассмотрел формы этих связей в виде энергетических характеристик как отдельных механизмов, так и предприятия в целом. Эти исследования имеют большое значение, однако их решением не охвачен ряд важных вопросов, например, вопрос о использовании энергетических характеристик для прогнозирования электропотребления.
Дальнейшее развитие теоретических и практических вопросов нормирования и анализа электропотребления в промышленности на базе энергетических характеристик получило в работах И.В. Гофмана и А.А. Тайца [24,74]. В этих работах приведен обзор различных типов энергетических характеристик и рекомендована методика нормирования электропотребления на основе построения энергетических характеристик, связывающих расходы энергии с производительностью и другими важнейшими факторами энергоиспользования.
Исследования В.И. Вейца, И.В. Гофмана, А.А. Тайца позволили выявить общие закономерности потребления электроэнергии и создали основу для исследования и построения энергетических характеристик, анализа электропотребления в различных отраслях промышленности, в частности в горной промышленности.
В исследованиях Б.П. Белых, Б.И. Заславца, В.К. Олейникова и др. [8,63], развиты методические основы статистического моделирования режимов электропотребления, определены энергетические характеристики для машин и механизмов, технологических процессов горно-металлургического производства. Вероятно-статистический подход к нормированию электропотребления развиты в работах Б.А. Константинова, П.П. Ястребова, С.Д. Волобринского [38,20]. В этих исследованиях применены расчетно-статистический и экспериментальный методы для построения энергетических характеристик. Применения этих методов позволило повысить достоверность нормирования удельного расхода электроэнергии.
Особое место в исследованиях электропотребления занимают работы проф. Б.Н. Авилова-Карнаухова [1]. В этих работах впервые рассматриваются зависимости электропотребления, отражающие различные качества механизмов и условия их работы. Это обстоятельство характеризует режимы электропотребления, определяемые не только известными основными показателями, но и некоторыми второстепенными, случайными в практике факторами, нарушающими жесткую функциональную зависимость между основными показателями. Таким образом, функциональным зависимостям противопоставляются статические связи, идентифицированных на основе опытных данных.
Принимая энергетические характеристики как многомерные статические связи, Б.Н. Авилова-Карнаухов разработал методику нормирования и анализа электропотребления на шахтах с использованием положений математической статистики и теории вероятностей. В дальнейших исследованиях на основании опытных данных им были установлены энергетические зависимости для отдельных механизмов.
В работах Г.В. Никифорова, В.К. Олейникова, Б.И. Заславца [61,63] установлены закономерности электропотребления энергоемких машин и механизмов, дан анализ факторов, влияющих на электропотребление, и проведена количественная оценка степени их влияния. Используя статистический подход (корреляционно-регрессионный метод), были установлены закономерности электропотребления в зависимости от горно-технологических параметров отдельных энергоемких потребителей. Рассмотрены научно-методические вопросы нормирования и прогнозирования электропотребления. Вопросам рационального использования электроэнергии на горных предприятиях посвящены работы Киевского политехнического института (А.В. Праховник, В.П. Розен, и др.)- Работы охватывают широкий круг задач, связанных с учетом, контролем электрической нагрузки, контролем электропотребления и т.д. [69]. Рассмотрены вопросы анализа электропотребления горных предприятий, вопросы проблемы оптимизации режимов электропотребления. В работах дается системный подход к оптимизации режимов электропотребления, даны варианты создания технических средств, базирующихся на современных микропроцессорных средствах вычислительной техники и предназначенных для учета, контроля и управления электропотреблением. Большое внимание уделено вопросам выявления потребителей-регуляторов, оперативного прогнозирования нагрузок, управления режимами электропотребления угольных шахт, планирования нагрузок и нормирования электропотребления.
Значительные исследования проведены в ИГД им. А.А. Скочинского (Серов В.И., Миновский Ю.П. и др.), в которых развиты вопросы нормирования, планирования электропотребления на угольных шахтах [56].
Исследования режимов электропотребления горных предприятий проводились также в Московском государственном горном университете (В.И. Щуц-кий, А.В. Ляхомский, Л.А. Плащанский, Н.А. Ковальчук, Ю.Ф. Крицевый и др.) [87,50,68,37,42]. Процесс электропотребления на горных предприятиях рассматривается в этих исследованиях как случайный процесс на разных временных уровнях (часовом, сменном, месячном, годовом). Для анализа влияние факторов на потребление электроэнергии, при расчетах параметров электропотребления предложено использовать методы многомерного анализа, методы теории распознавания образов, что позволяет в условиях слабой информативности факторов, определяющих режим электропотребления, наиболее полно использовать статистическую информацию для получения математических моделей, достаточно точно описывающих реальный процесс электропотребления. В этих исследованиях: разработана методология и проведены исследования по оценке состояний и моделированию статически неоднородных режимов электрических нагрузок электроприемников горных предприятий; выполнены исследования энергозатрат и установлены энергетические характеристики основных электроприемников горных предприятий; разработаны рекомендации по совершенствования методов определения расчетных нагрузок электроприемников со статически неоднородными электрическими режимами, по оценке энергозатрат, синтезу математических моделей для определения перспективных уровней электропотребления, в условиях неопределенности и неполноты информации.
В указанных исследованиях дана оценка состояний процесса электропотребления на горных предприятиях. В методологическом плане здесь можно выделить два основных направления, отражающих производственно-технологический аспект использования электроэнергии на горных предприятиях, а именно: исследования электропотребления машин, механизмов, установок; исследования электропотребления горных предприятий (рисунок 1.1).
Исследования режимов электропотребления на горных предприятиях, выполненные в МГТУ, позволили также: установить закономерности, расчетные коэффициенты режимов электропотребления горных машин и установок, вы полнить совершенствование методов определения электрических нагрузок; определить составляющие электробалансов технологических процессов, их моделирование и нормализацию; определить энергозатраты на энергоемкие технологические процессы и энергетические характеристики машин и установок; установить режимы расхода электроэнергии горными предприятиями, выявить их зависимости от производственных и климато-метерологических факторов, обеспечить совершенствование методов прогнозирования электропотребления.
Вместе с этим: разработаны электробалансы технологических процессов полиметаллических рудников, а также статическое моделирование составляющих электробалансов на основе метода Монте-Карло; разработаны рекомендации по рационализации электробалансов и определению норм расхода электроэнергии на технологические процессы горных предприятий.
Проведенный обзор исследований по вопросам электропотребления позволяет выполнить анализ методов исследования и повышения эффективности электропотребления.
Методика обработки и математического моделирования электропотребления
На электропотребление горных предприятий оказывает влияние большое количество горно-геологических, технологических и организационных факторов.
Поскольку строгой функциональной зависимости между электропотреблением и определяющими его факторами не наблюдается, для определения закономерностей электропотребления можно применить математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.
Корреляционно-регрессионные методы позволяют, не только определить закономерности, но и оценить их количественно.
Две случайные величины являются корреляционно связанными, если математическое ожидание одной из них меняется в зависимости от изменения другой.
Корреляционный анализ дает возможность установить, как в среднем изменяется электропотребление в зависимости от изменения факторов и какова теснота связи между функцией и факторами.
При моделировании электропотребления задача формулируется следующим образом: найти аналитическое выражение, показывающее связь моделируемого явления с определяющими его факторами
Приведенная зависимость должна быть нормализована в конкретной модели того или иного вида. Для этого из большой массы факторов-аргументов необходимо отобрать те, которые оказывают влияние на моделируемый показатель, принять гипотезу о форме связи между факторами и моделируемой функцией, сформировать исходные статистические данные и на их базе найти параметры модели.
Формирование первичной статистической информации является важным этапом моделирования, поскольку необходимо имеет не только достоверную информацию, но и данные, характеризующие работу машин и механизмов, технологического процесса с высокими технико-экономическими показателями, прогрессивной организацией труда ипроизводства.
Предположение, что энергетические характеристики представляют собой связи статистического вида, подтверждается многочисленными опытами, выполненными в эксплуатационных условиях, когда при неизменных основных показателях работы механизма каждому значениями одной переменной (например, производительности) соответствовало несколько значений (распределение) другой переменной — расхода электроэнергии. Причем, как показали исследования, такое распределение в большинстве случаев подчиняется так называемому нормальному закону. Это позволяет при переменных значения определяющих факторов xi, х2,...,хп рассматривать получаемые опытные данные расхода электроэнергии у как случайную выборку из нормальной генеральной совокупности.
Параметры случайной выборки процесса электропотребления находятся по выражениям.
При установлении формы связи рассчитывают коэффициенты уравнения регрессии. Выбор формул связи между функцией и аргументами является наиболее сложным вопросом построения корреляционных зависимостей, так как сам корреляционный метод не дает на него ответа. Поэтому предположение о форме связи устанавливают на основе энергетического, логического анализов с окончательной проверкой статистическими методами.
В общем случае уравнение прямолинейной регрессии п. переменных имеет вид
В этом уравнении коэффициенты регрессии bj,b2,...,bn показывают среднюю величину прироста электропотребления при изменении одного из факторов на единицу и постоянстве всех остальных. При том, что все факторы выражаются в натуральных единицах, измерения и соизмерения степени влияния их на функцию становится невозможно. Кроме того, выявление степени влияния каждого фактора затрудняется взаимозависимостью аргументов, т.е. каждая из парных зависимостей осложняется неявным влиянием других аргументов.
Сравнение становиться возможным при выражении всех переменных в долях их среднеквадратических отклонений, т. е. при стандартизации переменных. Значения электропотреблении у и факторов х в стандартизованном масштабе рассчитывают по формулам
Приведенные уравнения (2.10, 2.11, 2.12, 2.13) в общем виде выражают множество прямых, из которых необходимо выбрать прямую, более всего приближающуюся к эмпирической линии регрессии. Это означает что рассчитанные по уравнению значения расхода электроэнергии должны, возможно меньше отличаться от ее фактических значении. Согласно способу наименьших квадратов это будет линия, отвечающая условию
Коэффициенты р2ръ,...,рп показывают, насколько при изменении средних квадратических отклонений факторов в среднем изменится электропотребления, если соответствующий ему фактор изменится на свое среднее квадратиче-ское отклонение. Все переменные выражены при этом в сравнимых единицах измерения а, поэтому по коэффициентам /?2/?3,—,Р„ можно судить о силе влияния изменения каждой переменной на изменение функции.
Для перехода к зависимости, отражающей связь между рассматриваемыми величинами в натуральном масштабе, необходимо в уравнении (2.9) подсчитать значения коэффициентов bj, Ьг, Ьз, ...,Ьп по формуле
С помощью указанных преобразований и оценки степени влияния различных факторов на электропотребление выявляют наиболее существенные и решающие факторы, которые использует затем для определения окончательной корреляционной зависимости электропотребления механизмов. Эти зависимости получают, рассчитывая по эмпирическим данным параметры уравнения регрессии. Для этого числовые значения всех предварительно выбранных в экспериментальном порядке признаков подвергают корреляционному анализу и вычисляют:
1) парные коэффициенты корреляции между расходом электроэнергии и каждым фактором;
2) парные коэффициенты корреляции между факторами;
3) средние квадратические отклонения по всем переменным;
4) стандартизованные коэффициенты регрессии;
Парные коэффициенты корреляции между признаками учитывают при выделении наиболее существенных факторов, чтобы в одну и ту же зависимость не были включены факторы, отличающийся тесной корреляционной связью между собой, так как иначе созданная модель не отражала бы достоверно моделируемое явление.
Рассмотрение парных коэффициентов корреляции и стандартизированных коэффициентов регрессии в сочетании с логическим анализом позволяет отобрать группы существенных факторов, подлежащих включению в зависимость для расчета расхода электроэнергии для данного механизма.
Для оценки полноты влияния на функцию отобранных в модель наиболее существенных факторов рассчитывают множественный коэффициент корреляции по формуле
Факторные модели электропотребления
Особенностью эксплуатации машин и механизмов на карьере «Мурунтау» является большое разнообразие режимов работы, определяемых горногеологическими условиями и технологическими схемами разработки. Вследствие этого имеется значительное количество факторов, влияющих на электропотребление. Определение и учет этих факторов представляет собой важную задачу исследования и анализа электропотребления. Некоторые из рассматриваемых факторов оказывают наибольшее, решающее влияние на электропотребление, другие же характеризуется незначительным влиянием, носящим, как правило, случайный характер. Поэтому настоящее время выделение и учет этих факторов осуществляется на основании предварительного энергетического анализа расхода электроэнергии тем или иным карьерным механизмом.
Использование полученных временных моделей электропотребления горных предприятий для целей планирования расхода электроэнергии эффективно в том случае, когда отсутствуют резкие быстропротекающие изменения, ведущие за собой значительные отклонения в процессе электропотребления. Для повышения эффективности управления электропотребления горных предприятий целесообразно использовать зависимости режимов электропотребления от горно-геологических, технологических, организационных и других факторов [45, 64, 66].
Использовать основные горно-геологические и технологические факторы, затруднительно, в связи с секретностью информации о них. В этой связи целесообразно использовать планово-производственные факторы, которые косвенно характеризуют основные горно-геологические и технологические факторы. К таким факторам следует отнести: объем горной массы Восточного участка; объем горной массы Западного участка; объем бурения Бурового участка.
Для получения факторных моделей электропотребления производственных участков карьера «Мурунтау» были собранны статистические данные электропотребления и объемы горной массы с 2003 по 2009 года. Исходные данные го дового электропотребления и объемы горной массы производственных участков карьера «Мурунтау» приведены в таблице 3.10. В таблице 3.11. приведены значения в относительных единицах годового электропотребления и объемы горной массы производственных участков карьера «Мурунтау».
Первый столбец соответствует временному ряду годового электропотребления предприятия за 7 лет - W(I), тыс. кВт.ч; второй столбец объему горной массы Восточного участка - Fj (I), тыс. м ; третий столбец объему горной мае-сы Западного участка - F2(I), тыс. м ; четвертый столбец объему бурения Бурового участка — F3(I), тыс. п.м; Значения элементов, вектор столбцов приведены в относительных единицах.
Анализ статистик, приведенные в таблице 3.12, показывает, что распределение факторов одномодальны, имеют незначительные рассеяния вокруг средних (коэффициент вариации не превышает 20%), а расчетные значения асимметрии и эксцесса незначительно отличаются от гипотетических. Таким образом, можно говорить, что распределения факторов-аргументов близки к нормальному закону
Вышеизложенное предварительное рассмотрение статистической природы факторов позволило применить для нахождения зависимостей между ними методы множественного корреляционного анализа.
Анализ парных коэффициентов корреляции (в качестве примера приведена корреляционная матрица данных по карьеру «Мурунтау» - таблица. 3.13) показывает, что для различных участков взаимосвязи между электропотреблением и факторами различны как по силе, так и по знаку. Достаточно сильные связи между W(t) и F] (i) иГ2 (t), слабая связь между W(t) F3 (t).
Определение степени влияния факторов-аргументов на W(t) выполнялось методом пошаговой регрессии посредством последовательного включения в модель факторов, имеющих наибольший частный коэффициент корреляции с W(t), и расчетом на каждом шаге характеристик, показывающих адекватность полученной модели электропотребления [26,78].
Таким образом, факторная модель для карьера «Мурунтау» получена в виде
Для оценки адекватности полученной факторной модели необходимо значения, полученные по факторной модели сравнить с фактическими данными электропотребления.
Проверка на адекватность модели (3.7) показывает небольшое процентное расхождение — 4,7 % между данными модели и фактическим электропотреблением.
Вместе с этим выполнено моделирование годовых факторных моделей режимов электропотребления приведенные в таблице 3.15.
Для подтверждения адекватности факторных моделей выполнено моделирование процесса электропотребления в 2009 год и сопоставление его с фактическими данными. Результаты приведены в таблице. 3.16 и представлены в графическом виде на рисунке 3.13.
Полученные факторные модели режимов электропотребления могут использоваться при определении оперативных плановых оценок электропотребления в зависимости от вариации планово-производственных показателей работы карьера «Мурунтау». Вместе с этим разработанные модели могут использоваться совместно с временными моделями, обеспечивая поправку значений расхода электроэнергии, определенную по последним [45,64,76].
Рекомендации по повышению уровня планирования, оперативного управления и отчетности за энергопотребление
Режимы электропотребления горных предприятий зависят от множества горно-технологических факторов, значительное число которых недостаточно учитывается при анализе и планировании расхода электроэнергии. Для повышения уровня анализа и планирования электропотребления необходимо установление взаимосвязей между технологическими и энергетическими режимами производственных процессов.
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 технико-экономического уровня производства в целом.
В изменяющихся условиях работы горных предприятий анализ электропотребления с целью оценки затрат электроэнергии является важным звеном в вопросах повышения энергоэффективности. Для исследования и планирования электропотребления, разработки методики нормирования расхода электроэнергии необходимо установление энергоемкости технологических процессов основного энергопотребляющего оборудования.
Основными потребителями электрической энергии при открытой добыче руды являются экскаваторы и буровые станки. Установление и использование энергетических характеристик является трудоемкой задачей из-за большого количества машин и механизмов, имеющих различные конструктивные особенности и режимы работы. Поэтому для анализа и планирования электропотребления при добыче руды целесообразно определить закономерности электропотребления в целом по карьерам и рудникам. Для практического использования энергетических характеристик необходимо совместно с показателями электропотребления рассматривать показатель, характеризующие процесс производства, такой как объем горной массы.
Расход электроэнергии при открытых горных работ 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 количества выпускаемой продукции. С целью повышения уровня планирования выполнено исследование электропотребление в условиях открытых горных работ Навоийского горнопромышленного района. Анализ полученных удельных расходов электроэнергии проводился с использованием методов корреляционного анализа. Результаты анализа целесообразно использовать для количественной оценки влияния производственных и технологических факторов на изменение удельных расходов электроэнергии. Достоверность математических моделей электропотребления оценивалась коэффициентом соответствия, который представляет отношение фактического удельного расхода электроэнергии в отчетном году к удельному расходу электроэнергии, рассчитанному по полученной модели электропотребления. При планировании электропотребления на перспективу необходимо учитывать изменение удельного расхода электроэнергии при проведении мероприятий по экономии электрической энергии.
В результате обработки данных об электропотреблении и объемах производства получена модель удельного электропотребления для карьера «Мурун-тау», имеющая выражение
В настоящие время планирование электропотребления ведется по утвержденной норме удельного расхода электроэнергии, не учитывающей изменение удельного электропотребления при отклонении объемов производства в отчетном периоде по сравнению с плановым.
Утвержденная плановая норма на разработку горной массы карьера «Му-рунтау» показана на рисунке 4.3 прямой 1 — со = 0,78кВт ч/м3 — «точечное» планирование.
Более целесообразно планировать норму расхода электроэнергии в зависимости от объема производства в соответствии с полученной энергетической характеристикой показанной на рисунке 4.3 прямой 2 - со = 0,87 -3,73x10-6 Q— «областное» планирование.
В результате выполнения производственной программы за отчетный период производственные объемы имеют определенную вариативность и не всегда могут совпадать с плановыми, в связи с чем должен быть скорректирован нормативный удельный расход электроэнергии.
Так, в рассматриваемом примере при запланированном объеме добычи горной массы существующая плановая норма удельного электропотребления о) = 0,78кВт ч/м3 (точка В).
В результате осуществления производственной программы, добыча гор-ной массы составило 27000 тыс.м (точка Е). В этом случае нормативное плановое удельное электропотребление следует скорректировать (точка D со = 0,775кВт ч/м3). Фактическое удельное электропотребление может составить значения, соответствующие точкам Fl,F2,Fi.
При фактическом удельном электропотреблении Fx план по электропотреблению не выполнен. При фактическом удельном электропотреблении F2 имеется экономия электроэнергии против запланированной по «точечным» оценкам (точка F). Однако, с учетом имеющейся закономерности снижения удельного электропотребления при увеличении объемов производства норми руемое удельное электропотребление должно быть скорректировано (точка D) и, таким образом, фактически происходит перерасход электроэнергии. И только в при электропотреблении, соответствующем точке F2 имеется достоверная экономия электроэнергии.
Аналогичное рассуждение и соответствующие оценки могут быть проведены, если фактические объемы производства за отчетный период меньше плановых. В этом случае для достоверного анализа плановые нормы электропотребления следует скорректировать в сторону увеличения по сравнению с запланированной по «точечному» планированию.
Таким образом, планирование электропотребления с учетом влияния на электропотребление объема добычи горной массы приводит к повышению точности планирования и отчетности за электропотребление, что, в свою очередь, обеспечит более адекватный анализ электропотребления и принимаемые меры по повышению энергоэффективности.
Повышение уровня оперативного управления электропотреблением следует обеспечивать за счет управленческих действий, сформированных на базе оценок отклонений фактического электропотребления и планируемого с использованием полученных в отчете энергетических характеристик.
Указанное отклонение формируются в технологическо-временном масштабе:
по карьеру на базе фактического месячного удельного месячного расхода электроэнергии и планового месячного расхода, установленного по энергетической характеристике карьера.
Указанные управленческие действия позволяют повысить уровень оперативного управления электропотреблением как во временном (месяц), так и в организационно-техническом масштабах.
Повышение уровня отчетности за электропотребление должно позволять, с одной стороны, повысить точность, своевременность и достоверность отчетов, с другой стороны, повысить мотивацию персонала за счет более адекватной оценки со стороны руководства его усилий в области обеспечения эффективного использования электроэнергии.
Точность, своевременность и достоверность отчетов повышается за счет:
более высокого уровня планирования на базе разработанных энергетических характеристик и рекомендаций,
адаптации к изменению объемов производства (структурирование в организационно-технологическом и временном масштабах),
повышение уровня оперативного управления электропотреблением (систематическое формирование и оценка отклонений фактического и планового удельного расхода электроэнергии).
При реализации предлагаемых рекомендаций улучшаются условия для более адекватной оценки со стороны руководства усилий персонала в направлении эффективного использования электроэнергии [52].
