Структура энергопотребления горнодобывающего предприятия

Энергопотребление горнодобывающего предприятия формируется работой технологических и вспомогательных систем. Для его анализа необходимо разделить расходы энергоресурсов между добычей, транспортом, дроблением, вентиляцией, водоотливом и вспомогательными процессами, а затем сопоставить их с производственными показателями и режимами эксплуатации.

Главная задача — установить, за счёт каких процессов формируется энергетическая нагрузка и почему она изменяется. Увеличение общего потребления ещё не означает появления потерь: оно может объясняться ростом выпуска, изменением загрузки оборудования, переходом на другой технологический режим или изменением работы вспомогательной инфраструктуры.

Как формируется энергетический баланс горнодобывающего предприятия

Энергетический баланс связывает общий расход энергоресурсов с потреблением отдельных процессов в определённых границах учёта. Для горнодобывающего предприятия принципиально важно отделить технологические нагрузки от вспомогательных, поскольку они могут изменяться под действием разных производственных факторов.

В рассматриваемую структуру входят:

• Добыча. Энергопотребление рассматривают во взаимосвязи с производственной загрузкой и фактическим режимом добычных процессов.
• Транспорт. Расход энергоресурсов сопоставляют с соответствующей технологической нагрузкой и условиями эксплуатации транспортных систем.
• Дробление. Энергетические показатели оценивают применительно к загрузке и режиму соответствующего процесса.
• Вентиляция. Потребление учитывают в составе общей структуры, одновременно проверяя его связь с эксплуатационными режимами предприятия.
• Водоотлив. Энергетическую нагрузку рассматривают отдельно от других технологических процессов, чтобы не смешивать её изменение с динамикой добычи.
• Вспомогательные процессы. Их потребление выделяют для проверки влияния инфраструктуры на общий энергетический баланс.

Это разделение не предполагает, что каждая составляющая имеет одинаковую значимость для любого предприятия. Реальная структура устанавливается по подтверждённым данным учёта и эксплуатации. Без них нельзя определить долю конкретного процесса или назвать его главным источником перерасхода.

Какие данные необходимы для анализа

Для построения структуры энергопотребления используются четыре группы исходной информации.

• Производственный или эксплуатационный график. Позволяет связать временные изменения потребления с состояниями работы предприятия.
• Структура технологических нагрузок. Определяет состав процессов, которые необходимо разделить внутри анализируемой границы.
• Учёт по крупным системам. Даёт количественную основу для распределения общего энергопотребления и проверки согласованности энергетического баланса.
• Объём выпуска, загрузка или доступная генерация. Необходимы для сопоставления энергопотребления с производственными условиями и проверки альтернативных причин изменений.

Производственные показатели и энергетические данные должны относиться к сопоставимым периодам. Если потребление определено за один интервал, а загрузка или выпуск характеризуют другой, полученный удельный показатель может не отражать рассматриваемый режим.

Дополнительными источниками подтверждения служат эксплуатационные сведения, схемы и журналы, относящиеся к анализируемым системам. Измерения назначают тогда, когда имеющийся учёт не позволяет разграничить конкурирующие причины изменения нагрузки.

Как разделяют потребление по производственным факторам

Основной метод — разделение нагрузки по процессным факторам. Под таким фактором понимают подтверждённый производственный или эксплуатационный показатель, с которым сопоставляется энергопотребление конкретного процесса.

Сначала устанавливают границу энергетического баланса и состав включённых в неё нагрузок. Затем сопоставляют потребление крупных систем с производственным или эксплуатационным графиком и соответствующими показателями загрузки.

Полученное распределение проверяют на согласованность с общим энергопотреблением предприятия. Если отдельные системы учтены не полностью или границы измерения пересекаются, нельзя автоматически считать разницу физическими потерями.

Важное ограничение касается причинности. Совпадение роста потребления с изменением производственного показателя ещё не доказывает, что именно этот фактор определил увеличение нагрузки. Для подтверждения необходимо сравнение нескольких сопоставимых состояний.

Как использовать удельные показатели

Следующий метод — сопоставление удельного энергопотребления между режимами.

Удельное энергопотребление — расход энергии, отнесённый к подтверждённому показателю полезной нагрузки, когда такой показатель применим к анализируемому процессу.

Этот подход позволяет отличать изменение абсолютного расхода от изменения энергетической характеристики рассматриваемой нагрузки. Однако удельные значения следует сравнивать только при согласованных границах учёта и сопоставимых условиях работы.

Если технологический режим изменился, одинаковое наименование производственного показателя ещё не гарантирует сопоставимость состояний. Необходимо проверить, соответствует ли выбранный показатель характеру анализируемой нагрузки.

Для оценки изменений также используют базовый уровень энергопотребления — сопоставимую исходную модель потребления. Его назначение состоит в том, чтобы сравнивать наблюдаемые состояния с подтверждённой исходной основой, а не с произвольно выбранным периодом.

Как различить причины изменения энергопотребления

При интерпретации энергетического баланса рассматривают три конкурирующих объяснения.

• Изменение выпуска или загрузки. Общий расход может изменяться вместе с масштабом производственной деятельности. Для проверки используют подтверждённые показатели выпуска и загрузки, сопоставленные с энергетическими данными.
• Смена технологического режима. Похожее изменение профиля нагрузки может возникнуть без аналогичного изменения выпуска. Поэтому режимные состояния необходимо различать, а не объединять в один средний показатель.
• Изменение вспомогательной инфраструктуры или генерации. Общий энергетический баланс может изменяться из-за процессов, не совпадающих непосредственно с основной производственной нагрузкой. Эта версия требует отдельной проверки соответствующих показателей.

Если данные согласуются с предполагаемым распределением нагрузки и независимая проверка не выявляет более убедительного объяснения, полученная структура может использоваться для дальнейшего анализа энергоэффективности.

Если похожий профиль энергопотребления лучше объясняется сменой технологического режима, первоначальный причинный вывод не считают доказанным.

Если имеющихся сведений недостаточно для разграничения изменения выпуска и влияния вспомогательной инфраструктуры или генерации, необходимо определить недостающий показатель или измерение. Простое увеличение объёма данных без устранения этой неопределённости не обеспечивает более достоверного результата.

Когда нужен баланс для характерных режимов

Если предприятие работает в различных технологических состояниях, следующий этап проверки — построение энергетического баланса для характерных режимов.

Его задача — сопоставить распределение энергопотребления при условиях, которые можно обоснованно различить по производственным и эксплуатационным данным.

Когда внутри анализируемого периода меняется режим работы, смешивать все состояния без приведения к сопоставимым условиям нельзя. Если несколько факторов влияют одновременно, сначала проверяют их раздельно, затем оценивают согласованность совокупного результата.

Дополнительно проверяют устойчивость объяснения при изменении исходных условий. Если предполагаемая зависимость сохраняется только для одного неподтверждённого состояния, оснований для общего причинного вывода недостаточно.

Что должно быть результатом анализа

Результатом является технически обоснованная структура энергопотребления предприятия, связывающая добычу, транспорт, дробление, вентиляцию, водоотлив и вспомогательные процессы с подтверждёнными границами учёта и производственными факторами.

Такая структура должна позволять установить, какие составляющие общего расхода подтверждены измерениями, какие изменения согласуются с производственной загрузкой, где возможна смена технологического режима и какие причины остаются неопределёнными.

Если отсутствует сопоставимая граница учёта, неизвестен режим нагрузки или не хватает измерения для различения альтернатив, итоговый вывод ограничивают. Следующим действием выбирают расчёт, измерение либо проверку, способные устранить конкретную неопределённость.

Повышенное потребление отдельного процесса само по себе не доказывает неисправность оборудования или наличие энергетических потерь. Паспортные характеристики также не заменяют данных о фактической эксплуатации.

Без подтверждённых исходных рядов, границ учёта, производственных режимов и необходимых измерений нельзя достоверно устанавливать величину потерь или возможную экономию для конкретного горнодобывающего предприятия.

Практическая ценность анализа заключается в переходе от общего расхода энергоресурсов к проверяемой структуре производственных нагрузок. Именно такая структура позволяет определить, где требуется дальнейшее энергетическое обследование и какое техническое решение может быть обосновано результатами проверки.

Особенности рассматриваемых объектов раскрываются на странице «Горнодобывающие предприятия». Вопросы энергетического обследования производственных объектов рассматриваются в услуге «Энергоаудит предприятия». Другие технические материалы представлены в разделе «Материалы».