Процеси електроспоживання на різних логічно пов’язаних стадіях виробництва рудного концентрату. Розробка методологічних основ управління електроспоживанням збагачувальної фабрики, на основі одноставочних тарифів, диференційованих за зонами доби.
При низкой оригинальности работы "Підвищення електроенергетичної ефективності збагачувальних комплексів гірничо-металургійних підприємств", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Оскільки на виробництво 1 т сталі (технологічний цикл безперервний) витрачається 25-35 КВТ•год електроенергії, а на виробництво 1 т рудного концентрату (технологічний цикл може бути як безперервний, так і перервний), як сировини для виробництва цієї сталі - 78-80 КВТ•год, тому зниження електроенергетичних витрат у концентраті (продукті ЗФ) дозволить суттєво знизити собівартість у продуктах наступних технологічних ланцюгів - чавуну, сталі та прокату. Тому дослідження, спрямовані на розвиток наукових основ управління электроспоживанням збагачувальних фабрик, як найбільш значної питомої ваги в електроспоживанні ГЗК, на основі одноставочних тарифів, диференційованих за зонам доби, шляхом управління технологічними процесами збагачування корисних копалин за критерієм мінімізації вартості електроенергії на одну тонну виробленого концентрату є актуальними і вирішують важливу наукову задачу підвищення електроенергетичної ефективності збагачувальних комплексів гірничометалургійних підприємств. Вперше розроблено узагальнену математичну модель електроспоживання технологічної лінії збагачувальної фабрики гірничозбагачувального комбінату на основі мереж Петрі, до складу якої входять взаємоповязані підсистеми найбільш енергомістких процесів перемелення, класифікації та обезводнення на вакуумфільтрах, що відрізняються наявністю мережевих моделей формування питомих енерговитрат, охарактеризованих матрицями змін з урахуванням характеристик руд і технологічних змінних, які визначають виробництво концентрату. Отримано подальший розвиток методів обгрунтування переходу промислових підприємств на одноставочні тарифи, диференційовані за зонами доби, що включають теоретичний аналіз залежності питомої ціни електроенергії від частки зменшення споживання електроенергії в пікових зонах доби та відрізняються тим, що управління процесом електроспоживання здійснюється з виділенням групи споживачів-регуляторів. Результати, які отримано у дисертаційній роботі, впроваджено на підприємстві КДГМК „Криворіжсталь”, та в учбовому процесі Криворізького технічного університету у вигляді методичного керівництва з розрахунків оптимізованих еноргозберігаючих режимів електроспоживання в умовах використання одноставочних тарифів, диференційованих за зонами доби.Проведені теоретичні дослідження процесу електроспоживання з виходом моделі причинно-наслідкових звязків між подіями., ситуаціями і параметрами на основі запропонованого математичного апарату мереж Петрі, що дали можливість визначити найбільш енергомісткий процес збагачування руди в концентрат в умовах переходу на нові тарифи оплати за одну КВТ•г спожитої електроенергії. Отримана модель управління електроспоживанням збагачувальної фабрики дозволила вирішити оптимізаційні задачі управління нею і адаптувати електроспоживання до перерозподілу технологічних навантажень між технологічними лініями і вибору вектора керуючих впливів по кожній з трьох стадій збагачування, при яких технологічний процес виробництва концентрату оптимальний, а графік електроспоживання збагачувальної фабрики наближений до ідеального. Розроблені алгоритми управління електроспоживачами гірничо-металургійного підприємства, відрізняються від відомих тим, що дозволяють встановити закономірності управління процесом електроспоживанням з виділенням груп споживачів-регуляторів, та визначають режими оптимізації їх використання в піковій зоні енергоспоживання комбінату з доведенням до можливості селекційного їх вимикання, дозволили досягти мінімізування вартості електроенергії на одиницю виробленої продукції. Вперше розроблений засіб погодженого управління технологічними процесами гірничозбагачувального комбінату, особливістю якого є те, що вибір роботи технологічного ланцюга: дробильна фабрика - збагачувальна фабрика - фабрика агломерації - доменний цех, відпрацьовується по алгоритму, що забезпечує завдання номінальної пропускної здатності ланок вище названих технологічних ланцюгів, за мінімумом питомих витрат електроенергії на одну тонну одержуваного продукту і порядок "ввімкнення" - ""вимикання" споживачів-регуляторів. Розроблений та апробований пакет алгоритмічного забезпечення управління дозволяє побудувати АСУ електроспоживання, гірничо-металургійного комплексу, що в свою чергу дозволяє адаптивно здійснювати вибір оптимального електроспоживання в підсистемі АСУ "Енергооблік" збагачувальної фабрики, комбінату, в основу якої покладено: сучасні канали звязку, системи управління технологічними процесами виробництва концентрату і агломерату, програмове забезпечення і керуючі машини.
План
Загальна характеристика роботи
Вывод
В дисертаційній роботі здійснено наукове обґрунтування та проведено комплекс теоретичних і практичних досліджень, реалізація яких забезпечує створення сучасних ефективних систем управління електроенергоспоживанням гірничозбагачувальних комплексів металургійних підприємств. Отримано наступні узагальнені науково-практичні результати: 1. Встановлений, на основі системного аналізу структури електроспоживання гірничо-металургійного переділу КДГМК- "Криворіжсталь", електроенергетичний баланс, що підтвердив факт непропорційності та нерівномірності електроспоживання за складовими технологічного процесу, дозволив виділити найбільший обєкт енергоспоживання - збагачувальний комплекс (77,9% спожитої електроенергії від загального обсягу енергоспоживання комбінату) і водночас накреслити стратегію та тактику вирішення проблеми оптимізації електроенергоспоживання цим технологічним обєктом.
2. Проведені теоретичні дослідження процесу електроспоживання з виходом моделі причинно-наслідкових звязків між подіями., ситуаціями і параметрами на основі запропонованого математичного апарату мереж Петрі, що дали можливість визначити найбільш енергомісткий процес збагачування руди в концентрат в умовах переходу на нові тарифи оплати за одну КВТ•г спожитої електроенергії.
3. Отримана модель управління електроспоживанням збагачувальної фабрики дозволила вирішити оптимізаційні задачі управління нею і адаптувати електроспоживання до перерозподілу технологічних навантажень між технологічними лініями і вибору вектора керуючих впливів по кожній з трьох стадій збагачування, при яких технологічний процес виробництва концентрату оптимальний, а графік електроспоживання збагачувальної фабрики наближений до ідеального.
4. Розроблені алгоритми управління електроспоживачами гірничо-металургійного підприємства, відрізняються від відомих тим, що дозволяють встановити закономірності управління процесом електроспоживанням з виділенням груп споживачів-регуляторів, та визначають режими оптимізації їх використання в піковій зоні енергоспоживання комбінату з доведенням до можливості селекційного їх вимикання, дозволили досягти мінімізування вартості електроенергії на одиницю виробленої продукції.
5. Вперше розроблений засіб погодженого управління технологічними процесами гірничозбагачувального комбінату, особливістю якого є те, що вибір роботи технологічного ланцюга: дробильна фабрика - збагачувальна фабрика - фабрика агломерації - доменний цех, відпрацьовується по алгоритму, що забезпечує завдання номінальної пропускної здатності ланок вище названих технологічних ланцюгів, за мінімумом питомих витрат електроенергії на одну тонну одержуваного продукту і порядок "ввімкнення" - ""вимикання" споживачів-регуляторів. Розроблена математична модель електроспоживання за критерієм оптимізації - вартість електроенергії, дозволяє вперше в практиці функціонування гірничометалургійних комплексів вибрати оптимальний режим електроспоживання в умовах одноставочних тарифів на електроенергію.
6. Розроблений та апробований пакет алгоритмічного забезпечення управління дозволяє побудувати АСУ електроспоживання, гірничо-металургійного комплексу, що в свою чергу дозволяє адаптивно здійснювати вибір оптимального електроспоживання в підсистемі АСУ "Енергооблік" збагачувальної фабрики, комбінату, в основу якої покладено: сучасні канали звязку, системи управління технологічними процесами виробництва концентрату і агломерату, програмове забезпечення і керуючі машини. Виконавчими приладами системи є управління збудниками потужних синхронних двигунів шарових млинів збагачувальної, агломераційної фабрики та споживачів-регуляторів.
7. Перехід КДГМК “Криворіжсталь” на розроблені в роботі нові способи управління електроспоживанням дає підтверджений економічний ефект в розмірі 150-200 тис. грн. за місяць, а при переході електроспоживання на оптимальний режим роботи з урахуванням збагачувального і агломераційного виробництв можна досягти збільшення економічного ефекту до 250-350 тис. грн. за місяць.
Основні положення дисертації опубліковані в роботах
1. Удовенко В. А. Анализ способов снижения затрат на электроенергию // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: Криворожский технический университет. - 1996. - Вып. 58. - С. 78-84
2. Удовенко В. А. Влияние снижения потребляемой электроэнергии в пиковые зоны времени на ее удельную стоимость // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: Криворожский технический университет. - 1996. - Вып. 59. - С. 71-74
3. Удовенко В. А. О целесообразности перехода на одноставочные тарифы, дифференцированные по зонам времени // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: Криворожский технический университет. - 1997. - Вып. 60. - С. 58-62
4. Удовенко В. А. Переходна одноставочные тарифы, дифференцированные по зонам времени // Энергетика и электрификация. - 1998. - № 4, С. 42-44
5. Удовенко В. А. Об одноставочных тарифах, дифференцированных по зонам времени // Збірник наукових праць Науково-дослідного гірничорудного інституту. - Кривий Ріг. - 1997. - №1, С. 10-11
6. Удовенко В. А. О целесообразности применения контрольных электроприемников в условиях оплаты за электроэнергию по одноставочному тарифу, дифференцированому по зонам времени // Збірник наукових праць Науково-дослідного гірничорудного інституту. - Кривий Ріг. - 1997. - №2, С. 8-12
7. Удовенко В. О. Алгоритм определения экономической целесообразности выбора тарифа // Збірник наукових праць Науково-дослідного гірничорудного інституту. - Кривий Ріг. - 1997. - №2, С. 48-52
8. Удовенко В. А. Принципы управления электропотреблением в условиях одноставочного тарифа, дифференцированного по зонам времени // Весник Харьковского государственного политехнического университета. - Харьков: Основа. - 1997. - С. 266
9. Удовенко В. А. Математическая модель адаптивного управления и прогнозирования электропотребления обогатительной фабрики // Труды V Украинской научно-технической конференции по автоматическому управлению “Автоматика-98”. - Киев. - 1998. - с. 78-83.
10. Удовенко В. А. АСУТП электропотребления обогатительной фабрики // Труды II Международной (ХІІІ Всеросийской) научно-технической конференции по проблемам автоматизированного электропривода - Ульяновск: АЭП-98. - 1998. - С. 81-85.
11. Удовенко В. А. Комплекс программного обеспечения АСУТП электропотребления обогатительной фабрики // Труды II Международной (ХІІІ Всеросийской) научно-технической конференции по проблемам автоматизированного электропривода - Ульяновск: АЭП-98. - 1998. - С. 25-28.
12. Удовенко В. А. Анализ современного состояния вопросов автоматизации электропотребления при построении АСУ предприятий горно-металлургического комплекса // Весник Харьковского государственного политехнического университета. - Харьков: Основа. - 1998. - С. 256-259
13. Удовенко В. А. Создание условий и проведение организационных мероприятий для перехода предприятий на одноставочные тарифы, дифференцированные по зонам времени, оплаты за электроэнергию // Праці наукової конференції “Економічні реформи на Україні” - Київ. - 1998. - с.28-35.
14. Синчук О.Н., Панасенко Н.В., Базуткин Н.В., Удовенко В.А. Моделирование зависимости среднесуточной цены электроэнергии от доли уменьшения ее потребления в пиковой зоне времени. // Технічна електродинаміка. - Київ. 2000 - Тематичний випуск. Силова електроніка та енергоефективність. - Частина 1. - С. 109-112.
15. Синчук О. М., Удовенко В. О. Оптимізація управління процесами енергоспоживання збагачувальних фабрик гірничометалургійних комплексів // Технічна електродинаміка. - Київ. 2002 - Тематичний випуск. Силова електроніка та енергоефективність. - Частина 3. - С. 72-75.
16. Пат. 97094548 Україна, МКИ 5 Н02J 3/24. Засіб регулювання напруги. Пат. 97094548 Україна, МКИ 5 Н02J 3/24./ Удовенко В. О.; Удовенко В. О. - 721805; Заявлено 23.11.97; Опубл. 01.08.99
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.01 - энергетические системы и комплексы, Институт общей энергетики НАН Украины, Киев, 2002.
Диссертационная работа посвящена разработке методологических основ управления электропотреблением обогатительной фабрики, входящей в состав горно-металлургического комбината, на основе одноставочных тарифов, дифференцированных по зонам суток, путем управления технологическими процессами управления обогащения полезных ископаемых по критерию минимизации стоимости электроэнергии на одну тонну произведенного концентрата, на примере КГГМК “Криворожсталь”. Для решения этой научно-технической задачи был установлен и реализован в оптимизационных математических моделях критерий минимизации стоимости покупной электроэнергии на 1 тонну произведенного концентрата. С этой целью разработано формализованное представление функциональных подэтапов процессов переработки полезных ископаемых с учетом наиболее энергоемких потребителей для разработки методики перехода на одноставочные тарифы, дифференцированные по зонам суток, и методики оптимизации управления графиками электрического потребления.
Кроме того, проведены теоретические исследования процесса электропотребления на основе модели причинно-следственных связей между событиями, ситуациями і параметрами на основе математического апарата сетей Петри, которые дали возможность оптимизировать управление наибольшими электропотребители .на обогатительной фабрики. Полученая модель управления электропотреблением обогатительной фабрики позволила адаптировать электропотребление к перераспределению технологических нагрузок между технологическими линиями и вибора вектора управляючих воздействий по каждой стадии обогащения, при которых технологический процесс производства концентрата оптимальный, а график электропотребления обогатительной фабрики приближен к идеальному.
В ходе экспериментальных исследований были установлены закономерности между затратами электроэнергии и основными технологическими показателями процессов обогащения полезных ископаемых для разработки параметров управления электропотреблением наиболее энергоемких производственных процессов обогатительной фабрики на основе моделирования причинно-следственных связей в системах управления потребителями.
Переход КГГМК “Криворожсталь” на разработанные в работе новые способы управления электропотреблением дает подтвержденный экономический эффект в размере 150-200 тыс. грн. в месяц , а при переводе электропотребления на оптимальный режим работы с учетом обогатительного производства можно достичь увеличения экономического эффекта до 250-350 тыс. грн. за месяц.
Основные результаты работы переданы КГГМК “Криворожсталь” для использования при переходе предприятия на одноставочный тариф, дифференцированный по зонам времени и в Криворожский технический университет для внедрения в учебный процесс.
Также результаты работы могут быть использованы на других горно-металлургических комбинатах, в состав которых входит обогатительные фабрики, для управления электропотреблением с целью минимизировать затраты на электроэнергию.
Достоверность и обоснованность научных исследований, выводов и рекомендаций подтверждается согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными в результате испытаний как физической модели шаровой мельницы так и реальной мельницы в условиях обогатительной фабрики Новокриворожского обогатительного комбината, входящего в состав Криворожского горно-металлургического комбината.
Ключевые слова: электроэнергопотребление, регулирование, напряжение, потребители-регуляторы, одноставочный тариф, дифференцированный по зонам времени, удельная стоимость электроэнергии.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
