CC BY
51
А.В. Ляхомский Ю.П. Миновский Е.Н. Перфильева Н.Б. Дьячков С.В. Петухов
ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОГО КОМПЛЕКСА
МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»
2013
А
УДК 622: 621.311: 652.26 Л 98
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.12
Ляхомский А.В., Миновский Ю.П., Перфильева Е.Н., Дьячков Н.Б., Петухов С.В.
Л 98 Интегрированная система управления энергоресурсами предприятий минерально-сырьевого комплекса: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельная статья (специальный выпуск). — 2013. — № 12. — 12 с.— М.: издательство «Горная книга»
ISSN 0236-1493
Рассмотрена интегрированная система управления энергоресурсами предприятий минерально-сырьевого комплекса и ее реализация с помощью программно-аналитического комплекса.
Ключевые слова: система управления энергоресурсами, программно-аналитический комплекс, повышение энергоэффективности.
УДК 622: 621.311: 652.26
ISSN 0236-1493 © А.В. Ляхомский, Ю.П. Миновский,
Е.Н. Перфильева, Н.Б. Дьячков, С.В. Петухов, 2013 © Издательство «Горная книга», 2013 © Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2013
Повышение энергоэффективности является государственной задачей, на решение которой направлен ряд нормативно-правовых документов [1—3]. Затраты на обеспечение страны топливно-энергетическими ресурсами значительны. Доля продукции топливно-энергетического комплекса достигает почти 30 % от общего объема промышленного производства в стране, при этом две трети всего объема добываемых и производимых энергоресурсов расходуется на внутренние нужды России.
Анализ реализации вышеуказанных нормативно-правовых документов позволяет сделать вывод, что повышение энергоэффективности в настоящее время в большей степени происходит по сценарию инерционного развития. В этой связи требуется разработка мероприятий, обеспечивающих повышение энергоэффективности по сценарию инновационного развития. В числе указанных мероприятия, направленные на системное управление энергетическими ресурсами в рамках положений, методов и способов энергетического менеджмента.
В России имеется первоначальный, еще недостаточный опыт системного управления энергетическими ресурсами и интеграции этого управления в существующие структуры управления.
Предприятия минерально-сырьевого комплекса имеют первоначальный, еще недостаточный опыт системного управления энергетическими ресурсами и интеграции этого управления в существующие структуры управления.
Следует отметить, что существующие стандарты управления энергоресурсами [4, 5] содержат общие функционально -документарные требования по управлению энергетическими ресурсами. Вместе с этим системное управление энергетическими ресурсами требует рассмотрения вопросов, связанных с обеспечением управления процессом энергопотребления, представляющим собой человеко-машинный процесс. В этой связи энергосбережение и повышение энергетической эффективности должно базироваться на системном управлении энергетическими ресурсами, интегрирующем техно-технологические, организационные, мотивационные, информационные, маркетинговые и инвестиционные аспекты, факторы управления.
В этой связи представляется актуальным разработка интегрированной системы управления энергоресурсами предприятий минерально-сырьевого комплекса [6-8].
В процессе управления энергоресурсами имеют место два аспекта: технический и управленческий. Технический аспект характеризует вопросы повышения энергоэффективности и управления энергетическими ресурсами за счет повышения к.п.д., улучшения коэффициента мощности, повышения загрузки оборудования, снижения потерь энергоресурсов и т.д.
Управленческий аспект характеризуется представлением процесса энергопотребления как сложного процесса с участием персонала.
В этой связи управление энергоресурсами, в основе которого лежит процесс энергопотребления, должен рассматриваться не только как технический процесс, но и как сложный человеко-машинный процесс, включающий организационные, мотивацион-ные, информационные, маркетинговые, инвестиционные вопросы.
В соответствии с вышеизложенным интегрированную систему управления энергетическими ресурсами целесообразно представить в виде структурной схемы, приведенной на рис.1.
Объектом управления является процесс потребления энергетических ресурсов, включающий энергонерирующие объекты, энергораспределительные объекты и энергопотребляющие объекты, а также участников процесса энергопотребления - персонал предприятия (от лиц, управляющих, эксплуатирующих энергоге-нерирующие, энергораспределительные, энергопотребляющие объекты до руководителей предприятия).
Задающим элементом в системе является энергетическая политика предприятия, определяющая на основе требуемых ключевых показателей энергоэффективности (КР1вх): декларацию заинтересованности в эффективном управлении энергоресурсами; основные положения политики предприятия в достижении энер-го-экологоэффективности; долгосрочные цели в повышении энергоэффективности предприятия; ближайшие задачи; делегирование ответственности в области обеспечения эффективного энергопотребления; структуру подотчетности при управлении энергоресурсами; взаимодействие персонала в деятельности повышения энергоэффективности; план действий на ближайший период; ресурсы на повышение энергоэффективности; процедуры проверок, мониторинга выполнения, пересмотра энергетической политики.
Рис. 1. Структурная модель
системы управления энергетическими ресурсами
На основании положений энергетической политики задаются функционалы для управления энергетическими ресурсами с целью повышения энергоэффективности Fз={f1,
В качестве функционалов задаются: объемы потребления энергоресурсов, удельные расходы энергоресурсов на определенные виды работ, выпуск продукции, качественные параметры управления процессом потребления энергоресурсов как сложным «человеко-машинным» (эргатическим) процессом, отражающие учет организационных, мотивационных, информационных, маркетинговых и инвестиционных аспектов.
Задающие функционалы Fз поступают в аналитический блок, в который с выхода системы управления энергоресурсами через блок контроля и мониторинга также поступают фактические значения функционалов, полученные в процессе управления Fф={fф1,
Фактические значения функционалов формируются в процессе потребления энергоресурсов и могут отличаться от значений управляющих функционалов Fу={fу1, ^2,... ^Л, входящих в этот процесс.
В аналитическом блоке (АБ) на основании сравнения задающих и фактических значений функционалов, анализа отклонений происходит корректировка и формирование скорректированных значений функционалов Fск={fск1, ^к2,... £жП}, которые поступают на вход операционного блока (ОБ).
В ОБ на базе скорректированных сигналов формируются управляющие функции Fу по факторам, определяющим все аспекты управления энергоресурсами: техно-технологический, организационный, мотивационный, информационный, маркетинговый, инновационный. Управляющие функционалы поступают на вход процесса потребления энергоресурсов (ППЭ).
Таким образом, отрабатывается системное управление энергетическими ресурсами.
Система управления энергетическими ресурсами должна реализовываться как техно-управленческая иерархическая система с целью непрерывного улучшения эффективности энергоресурсов при их получении, распределении и потреблении во всех сферах энергопотребляющей деятельности предприятий угольной отрасли.
Системность управления энергетическими ресурсами должно обеспечиваться тем, что:
— управление охватывает все виды потребляемых энергоресурсов, а также потребляемые холодную и горячую воду, сжатый воздух, а также воздух на обогрев, вентиляцию и кондиционирование;
— управление осуществляется на всех производственно-управленческих уровнях: от нижнего - «точек» потребления энергоресурсов (персонала, управляющего энергопотребляющим оборудованием) до высшего — управление предприятием (включая сменный, участковый, цеховой уровни, уровень предприятий);
— управление энергоресурсами в структурных подразделениях осуществляется как в подсистемах, входящих в систему предприятия, которая, в свою очередь может входить как подсистема в общую систему энергоменеджмента отрасли.
Систему управления энергетическими ресурсами в техническом аспекте целесообразно реализовать как организационно-функциональную распределённую на всех производственно -управленческих уровнях предприятия систему автоматизированных рабочих мест (на базе существующих или организуемых компьютеризованных рабочих мест персонала), объединенных программно-аналитическим комплексом, интегрированным в существующие компьютерные сети предприятий (рис.2).
Работа приведенной схемы сбора и обработки информации разбита на уровни следующим образом:
— уровень энергопотребляющих установок - уровень, на котором происходит сбор первичной информации об одной или группе технологически зависимых установок, которыми в свою очередь управляет ключевой персонал (операторы энергопотребляющих установок);
— уровень смены - уровень, на котором консолидируется информация от нескольких энергопотребляющих установок;
— уровень участка - уровень, на котором объединяется информационные потоки энерготехнологических данных о работе различных смен;
— уровень цеха - уровень, позволяющий синтезировать энерготехнологическую информацию со всех участков цеха;
Рис. 2. Структурная информационная схема системы управления энергетическими ресурсами.
Уровень предприятия
ЫфМ = 28876,32-20,54* Орм +0,0095* Орм*2
мм1 - 43.42-0.253' Орч +0 0004' Орч"2 ши2 - 44.66-0,228' Орч +0.0004' Орч*2 ШИЗ =43.33-0.21' Орч ->0.0003' Оочл2 шм4 = 31.45-0.165' Ооч +0.0003' Орчл2 ши5 = 30.17-0.147' Орч +0.0002' Орч"2 шиб - 46.25-0,241' Орч +0.0004' Орч'2 ым7 = 39.05-0.179' Орч +0,0003* Орчл2
шн1 = 2.609-О.ООЭ5'Орр+1.704Е-6'Рррл2 и>н2 = 2.579-0.0035'Орр+1.678Е-6'Оррд2 цнЗ = 2.52В-0.С022'Орр-В.424Е-7'арр'2 шн4 5 2 34-0 ОС 42'0р р+ 2 04 Е-6*Оррл 2 шн5 - 3.233-0.0057'Орр+3.323Е-6'Оррл2 ^нй - 2.99-0.0049*С!рр+2.688Е-6'С1рр"2 (ин7 - 2.847-0.0045'Орр+2.439Е-6'Орр'2 цн8 - 2,906-0.0044'Орр+2,201Е-6'Орр'2
Готовая продукция
Рис. 3. Структурная модель процесса электропотребления обогатительного процесса ГОКа
— уровень предприятия - уровень, позволяющий получить энерготехнологическую информацию о всех цехах предприятия.
Сбор первичной информации о расходе энергоресурсов и технологических параметрах, характеризующих объем выполненных работ, осуществляется первичными приборами. Дальнейшее движение энерготехнологических данных осуществляется при помощи коллекторов информации, которые формируют пакеты данных для отправки в базу данных, хранящуюся на сервере.
Собранная в соответствии со схемой информация об энергопотреблении и факторах, влияющих на энергопотребление, хранится в банке данных, который обрабатывается программно-аналитическим комплексом. Следствием обработки является синтез энерготехнологических характеристик (моделей) для различных уровней управления энергопотреблением. Энерготехнологические характеристики, полученные в ходе обработки передаются на соответствующие энергопотребляющие объекты (уровни управления).
Описанная выше структура сбора и анализа информации на горно-обогатительном предприятии является одним из возможных вариантов реализации информационной схемы системы энергетического менеджмента. Пример реализации энерготехно-
Руда Электроэнергия
логического моделирования обогатительного процесса ГОКа, которое положено в основу управления энергопотреблением в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2, показан на рис. 3.
Управление энергоресурсами должно обеспечивать методическую, техно-технологическую, организационную, мотивационную, информационную, маркетинговую, инвестиционную составляющие управления, включая мониторинг и управление программами энергосбережения и повышения энергоэффективности предприятия.
Внедрение и эффективное функционирование интегрированных систем управления энергетическими ресурсами обеспечивает снижение затрат энергоресурсов на первоначальном этапе функционирования (2-3 года) на 8-12 % с достижением до 20-25 % при последующем развитии рассмотренных систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Государственная программа РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 г.», утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2010 г. № 2446-р.
2. Государственная программа РФ «Энергоэффективность и развитие энергетики (2013-2020 г.г.), утвержденная распоряжением Правительства РФ от 3 апреля 2013 г. №512-р.
3. «Долгосрочная программа развития угольной промышленности России до 2030 г.», утвержденная распоряжением Правительства РФ от 24 января 2012 г. №14-р.
4. Международный стандарт ISO 50001:2011 «Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению».
5. ГОСТ Р 50001 «Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению».
6. Ляхомский А.В., Бабокин Г.И. Управление энергетическими ресурсами горных предприятий: учебное пособие - М.: Из-во Горня книга. -2011. - 232 с.
7. Ляхомский А.В., Петров М.Г., Дьячков Н.Б., Перфильева Е.Н. Концептуальные основы и разработка программно-аналитического комплекса «Управление энергоресурсами промпредприятий». // Проблемы энергосбережения безопасности экологии в промышленности и коммунальной энергетике / Мат-лы XXI международной конференции — Ялта: 2007. — С. 28-30.
8. Ляхомский А.В., Дьячков Н.Б., Перфильева Е.Н. Программно-аналитический комплекс для управления энергоресурсами горных предприятий — // ГИАБ, №4, 2011, С. 12—26.
СОДЕРЖАНИЕ
Ляхомский А.В., Миновский Ю.П., Перфильева Е.Н., Дьячков Н.Б., Петухов С.В.
ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОГО КОМПЛЕКСА.......................................................................3
CONTENT
LyakhomskiyA.V.,Minovskiy Yu.P., Perfil'eva E.N., D 'yachkov N.B., Petukhov S. V.
THE INTEGRATED CONTROL SYSTEM OF ENERGY RESOURCES OF THE ENTERPRISES OF A MINERAL AND RAW COMPLEX............3
The integrated control system of energy resources of the enterprises of a mineral and raw complex and its realization by means of a program and analytical complex is considered.
Key words: control system of energy resources, program and analytical complex, energy efficiency increase.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Ляхомский Александр Валентинович — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой,
Перфильева Евгения Николаевна — кандидат технических наук, доцент кафедры «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий,
Дьячков Николай Борисович — кандидат технических наук, ст. преподаватель,
Московский государственный горный университет, [email protected], Миновский Юрий Петрович — доктор технических наук, заместитель директора ООО «Испытательная лаборатория центра по сертификации взры-возащищенного и рудничного электрооборудования», [email protected], Петухов Степан Викторович — аспирант Московского государственного горного университета, главный энергетик ОАО «Сибирская угольная энергетическая компания» (ОАО «СУЭК»), [email protected].
