CC BY
34
© A.B. Пичуев, Н.Б. Овсянников, A.A. Петров, 2014
УДК 658.012.011:622
А.В. Пичуев, Н.Б. Овсянников, А.А. Петров
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЛАНОВЫХ И ФАКТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ И ОЦЕНКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УЧАСТКОВ МЕДНОРУДНОГО КАРЬЕРА
Приведены результаты анализа электропотребления на технологических участках POP «Эрдэнет», а также энергетические характеристики отдельных технологических участков и в целом по месторождению медно-молибденовых руд. Получены статические зависимости в виде динамических рядов на основании анализа плановых и фактических показателей расхода электроэнергии и соответствующей производительности по объёмам добываемой руды.
Ключевые слова: статистический анализ, энергопотребление, динамика, энергоэффективность.
Месторождение медно-молиб-деновых руд Эрдэнэтийн-Овоо расположено в Монголии, в 400 км к северо-западу от г. Улан-Батор, на территории Булганского аймака, и представляет собой штокверк, который в плане имеет размер 2,5^1,3 км.
Горно-обогатительный комбинат "Эрдэнэт" является объектом монголо-российского сотрудничества, осуществляемого в рамках совместного предприятия. Он включает в себя рудник открытых работ, обогатительную фабрику, тепловую станцию, ре-монтно-механический завод с литейным производством, другие объекты вспомогательного назначения. К ГОКу подведена ЛЭП от Гусиноозёр-ской ГРЭС (407 км).
В основу анализа электропотребления технологических участков РОР «Эрдэнэт» были положены плановые и фактические данные по объемам добываемого полезного ископаемого и ежемесячном расходе электроэнергии
по основному карьеру, включающему в себя: участок буровой, участок экскавации участок дороги и отвалов, завод ВВ, УЦРГО, УЦРЭ; по центральному участку, ДСУ и в целом по РОР.
Предварительный анализ показал, что плановые и фактические показатели расхода электроэнергии подчиняются нормальному закону распределения.
Для определения энергетических характеристик технологических комплексов и установок использовался корреляционно-регрессионный метод. Зависимости месячного расхода электроэнергии по РОР и на основных технологических участках от месячной производительности приведены на рис.1^4.
Анализ зависимостей технологического и удельного расходов электроэнергии по РОР (рис. 1) показал, что выход на плановые показатели обеспечивается только при производительности Q>1450 тыс. м3/мес., а оптимальными являются при производительности Q>1550 тыс. м3/мес.
W. MBi - ч
2500
ism
1005
• * * * Vi = 2950-0.64 фат * >0лл
rl<NO,68SQ пла« *
\ Л Ч * / 08+3034,4/ факт а
ш-С 67S+M1J' план /Он / Л
Л . * А
UJ, КВПЧ/М1 2,0
1.«
LG
1.2
lJCfl 1350 1400 14S0 1500 1650 1600 Of, IbiC-M1
Рис. 1. Зависимости технологического и удельного расхода электроэнергии от месячной производительности по POP
ЧУ, Мвтлч И. «Вт*ч/м'
и. IЬК V'
Рис. 2. Зависимости технологического и удельного рас хода электроэнергии по основному карьеру
VI(, МВг*ч 2ИК1
13Й5
1600
1400
1300
1000
<1СК>
200
0
1300
1350 МВД 1450 1500 1550
а ^кк.м1
кЙткчЛл*
Рис. 3. Зависимость расхода электроэнергии по участку экскавации от производительности по горной массе
Рис. 4. Зависимости технологического и удельного расхода электроэнергии по буровому участку от производительности по бурению
По основному карьеру в плановые показатели (рис. 2) заложено заведомое увеличение технологического расхода электроэнергии, при этом выход на его оптимальный уровень возможен только при уровне месячной производительности Q >1575 тыс. м3.
Устойчивые показатели технологического расхода электроэнергии приходятся на Q = 1450^1550 тыс. м3. При снижении производительности фактический технологический расход электроэнергии по основному карьеру возрастает.
В целом удельный расход электроэнергии по основному карьеру оказывается незначительно больше плановых показателей, приближаясь к оптимальному значению при месячной производительности Q = 1500 тыс. м3.
По участку экскавации в плановые показатели (рис. 3) заложено увеличение технологического расхода электроэнергии, при этом выход на оптимальный уровень возможен только при месячной производительности Q>1525 тыс. м3. Устойчивые показатели технологического расхода электроэнергии приходятся на Q = = 1475^1525 тыс. м3/месяц. По показателям удельного расхода электроэнергии на участке экскавации за контрольный период на плановые показатели выйти не удалось.
На участке бурения устойчивый уровень соответствия плановых и фактических показателей технологического и удельного расходов электроэнергии постигается при месячной производительности Q^ = 27,5^28,5 тыс. п.м. При этом в случае снижения производительности технологический и удельный расход электроэнергии возрастает.
В результате статистического анализа режимов энергопотребления в целом по POP и на технологических участках было установлено следующее.
Общий расход электроэнергии на POP состоит из нескольких частей:
- расход на основной технологический процесс в определенной мере зависит от простоев оборудования, т.е. если экскаватор не грузит или буровой станок не бурит, а двигатель генератора и вспомогательное оборудование при этом потребляют электроэнергию, т.е. расход электроэнергии имеется, а производство стоит. Для объективной оценки в любой период времени как экономично работала каждая единица техники (сколько машино-часов отработано, сколько отгружено руды (породы) или пробурено метров и сколько при этом затрачено электроэнергии) необходимо, чтобы бы велся индивидуальный учет расхода электроэнергии по каждому экскаватору или станку;
- расход на собственные нужды (освещение, отопление, вспомогательное оборудование, механические мастерские, столовая и т.д.). носит сезонный характер и зависит от температуры окружающей среды, количества осадков, освещенности и др.;
- потери электроэнергии в линиях электропередачи обусловлен значительной удаленностью от ближайшего источника электроэнергии Гусино-озерской ГРЭС (407 км).
В связи с этим установлено, что при снижении объемов производства доля расхода электроэнергии на собственные нужды и потери в линии электропередачи по отношению к общему расходу на основной технологический процесс растут и, как следствие, растет удельный расход.
При увеличении объемов производства данный показатель улучшается.
Рудник открытых работ ведет горные работы в смещенной зоне первичных и вторичных руд со значительным колебанием содержания руды, что влечет за собой более тща-
тельный подход к шихтовке руды, подаваемой на обогатительную фабрику. Так по объемным показателям достаточно было бы трех экскаваторов для подачи руды на ОФ, но для снижения колебания по содержанию необходимо держать четыре - пять экскаваторов с неполной загрузкой, что приводит к повышенному расходу электроэнергии.
При составлении плана удельного расхода электроэнергии невозможно учесть такие факторы, как качество забоя, проходка съезда, перекидка горной массы, климатические условия (суровая зима) и т.д. Поэтому не удается выходить на плановый показатель в зимний период ведения работ.
Плановые показатели технологического и удельного расхода рассчитываются в ноябре-декабре, дифференцируется по месяцам и кварталам на основании плана производства комбината и результатам геологоразведочных работ. При этом всегда имеет место расхождение ожидаемого и фактического качества руды, что приводит к изменению плановой разработки рудного тела, т.е. добыча ведется с других участков.
Постоянно ведется сверхплановое шихтование руды, что обусловливает дополнительный расход электроэнергии. Удельный расход электроэнергии и как следствие общий расход энергии (денежные затраты) утверждаются советом совместного предприятия и не подлежат изменению (корректировки) в течение года. Все это обусловливает расхождение показателей сезонного планирования экономической службой рудника, ПТО и ОГЭ и результатов фактического производства.
В конце года количественный общий расход электроэнергии растет в
связи с выполнением дополнительного задания сверх плана, в то время, как затраты на его выполнение не планируются и принимаются как факт получения дополнительной продукции (медного концентрата).
Одним из аспектов энергетического обследования являлся анализ динамики электропотребления по отдельным участкам и в целом по РОР с целью оценки характера изменения основных показателей электропотребления и установления соответствующих зависимостей.
Исследования выполнялись методами статистической обработки данных с использованием спектрального анализа и представления временных зависимостей в виде рядов Фурье.
Динамика изменения производительности, технологического расхода электроэнергии в целом по РОР, а также по участку экскавации и по буровому участку представлена соответственно на рис. 5^8.
Анализ динамики плановых показателей производительности показывает ее достаточную стабильность в течение года Юср.пл. = 1375 тыс. м3) с незначительным снижением в период с середины октября по конец февраля (Qmhh. пл = 1271 тыс. м3 - декабрь). Наибольшая интенсивность работ приходится на период с марта по сентябрь Юмакс. пл = 1455 тыс. м3 - июнь). Фактический рост электропотребления в указанные периоды по отношению к плановым показателям оказываются значительно выше: Qtp. факт = 1467 тыс. м3/мес., Qmhh. факт.= 1333 тыс. м3, Qm^c. факт.= 1563 тыс. м3. При этом следует отметить, что выйти на оптимальный уровень по удельному расходу электроэнергии, соответствующему фактической месячной производительности Q^ = 1550 тыс. м3, удалось только 1 раз - в июле.
О.ХЮ1, 1800
1600 1400 1200
"Г"
Цср-(факт)
Цср-(план) О^Нплан)
1000 800 600
□ план ■ факт
400
200
3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 1:. месяц
Рис. 5. Динамика изменения объемов производства по РОР
Рис. 6. Динамика изменения технологического расхода электроэнергии по РОР
Щ МВтхч
2000
1400
1200 1000 800
□ план
□ факт
1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 1= месяц
1800
1600
№[4-факт
-план
Рис. 7. Динамика изменения технологического расхода электроэнергии по участку экскавации
месяц
Рис. 8. Динамика изменения технологического расхода электроэнергии по буровому участку
В целом динамика производительности имеет выраженный сезонный характер, с тенденцией снижения в осеннее - зимний период с небольшим ростом декабре, обусловленным сверхплановой добычей.
Анализ динамики технологического расхода электроэнергии в целом по POP показывает, что в период с февраля по сентябрь плановые и фактические показатели практически совпадают, а в зимний период имеется значительное расхождение, что обусловлено сокращением объемов добычи (на 12,6 %) и повышенным электропотреблением в отопительный период (на 22,1 % выше плановых показателей).
Наиболее выражена сезонность в динамике электропотребления участка экскавации и на буровом участке (рис. 7 и рис. 8). Если в период с апреля по сентябрь плановые и фактические показатели электропотребления практически совпадают, то с октября по март эти расхождения значительны и достигают максимума в декабре-январе (15,5 % -по экскавации; 27,5 % - по бурению).
В общем балансе электропотребления на долю участка экскавации приходится 81 % , на долю участка буровой - 16 %, на прочие - 3 %.
Сравнительный анализ динамики плановых и фактических показателей электропотребления по центральному участку показал, их фактическое совпадение, за исключением мая и декабря, когда участок был загружен с превышением на 120 % (фактически в период с октября по февраль участок законсервирован).
Динамика изменения технологического расхода электроэнергии по участку дороги и отвалов по плановым и фактическим показателям практически совпадает. При этом сохраняется общая тенденция превышения фактического расхода электроэнергии над плановыми в зимний период времени (на 45 % -в январе).
Динамика изменения технологического расхода электроэнергии по заводу ВВ также имеет явно выраженный сезонный характер с превышением фактических показателей в зимний период от 18 % до 36 %.
Динамика изменения технологического расхода электроэнергии по ДСУ не отражает зависимости между плановыми и фактическими показателями, т.к. первые устанавливаются фиксированными на одном уровне (8000 кВт*ч/мес.), а вторые - в зависимости от объемов текущего строительства и технологических возможностей ДСУ (от 7500 до 35000 кВтхч/мес.).
Фактические показатели удельного расхода электроэнергии технологических участков, отнесенные к общей производительности карьера POP за прошедший период составили: на участке экскавации - 1,015кВт*ч/м3, на участке буровой - 0,198 кВт*ч/м3, в целом по карьеру - 1,257 кВт*ч/м3, в целом по POP - 1,375 кВт*ч/м3.
В результате анализа электропотребления на технологических участках и в целом по POP были получены статистические зависимости в виде динамических рядов, позволяющие выполнить сравнительный анализ плановых и фактических показателей расхода электроэнергии и соответствующей производи-
тельности по объемам добываемой руды.
Использование данных зависимостей наглядно показывает сезонный характер энергопотребления, позволяет на стадии планирования учесть данные наблюдений за предшествующие календарные периоды и сбалансировать режимы работы технологических участков
на последующие периоды работы, обосновать нормы удельного расхода электроэнергии.
Полученные в результате анализа энергетические характеристики могут быть использованы при планировании и прогнозировании электропотребления по технологическим участкам и обосновании норм расхода электроэнергии, гдттт^
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Пичуев Александр Вадимович - доцент, кандидат технических наук, докторант кафедры ЭЭГП, тел. 8-499-230-2829 (р.), Овсянников Николай Борисович - аспирант, Петров Алексей Александрович - студент,
Московский государственный горный университет, [email protected]
А
UDC 658.012.011:622
COMPARATIVE ANALYSIS OFPLANNED AND ACTUAL PERFORMANCEOF ELECTRICITYANDASSESSMENT OF ENERGY EFFICIENCYTECHNOLOGICALAREASCOPPER OREQUARRY
PichuevA.V., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, OvsyannikovN.B., Graduate Student, PetrovA.A., Student,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
The article presents the results of the analysis of power consumption for technological areas POP "Erdenet" as well as the energy characteristics of individual process areas and the whole of the deposit of copper-molybdenum ores. Obtained static according to type as a time series which allowed for a comparative analysis of planned and actual performance of power consumption and the corresponding performance on the volume of mined ore.
Key words: statistical analysis, power, energy dynamics, energy efficiency.
A
