Повышение энергоэффективности горных предприятий на основе управления энергетическими ресурсами

Актуальность работы. Горные предприятия, являются крупнейшими потребителями топливно-энергетических ресурсов, часть из которых они получают со стороны поставщиков, а другую часть производят на собственных объектах. Из-за высокой энергоемкости продукции, постоянного увеличения цен на энергоносители (природный газ, нефтепродукты, электроэнергия и др.) доля энергетической составляющей в себестоимости продукции горнообогатительных предприятий достигает 27−32%.

Затраты на обеспечение страны топливно-энергетическими ресурсами очень велики. 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.

Основными причинами высокой энергоемкости экономики России являются сложная энергоемкая структура промышленного производства, технически несовершенные, с точки зрения энергоэффективности, основные производственные фонды, плохо налаженный контроль и учет расхода энергии, традиционная расточительность и бесхозяйственность в этой сфере, практическое отсутствие применения современных методов управления энергоресурсами.

Одним из важнейших направлений реализации энергосберегающего потенциала в стране является реализация организационных и технических аспектов повышения энергоэффективности, т. е. проведение целенаправленной энергосберегающей политики в сфере производства и потребления энергоресурсов.

Решение вопросов повышения энергоэффективности горных предприятий на основе управления энергетическими ресурсами приводит не только к уменьшению энергозатрат, но и позволяет обеспечить: повышение уровня управляемости производством, вовлечение персонала в решение задач энергосбережения, а также другие преимущества.

В современных условиях вопросам повышения энергоэффективности за счет повышения уровня управления энергетическими ресурсами уделяется недостаточное внимание.

Это обусловлено, с одной стороны, определенной новизной указанных вопросов, а, с другой стороны, практическим отсутствием методических указаний, рекомендаций по повышению энергоэффективности на основе внедрения, использования принципов, методов, способов управления энергетическими ресурсами.

Таким образом, повышение уровня управления процессом электропотребления с выявлением, оценкой факторов, влияющих на энергоэффективность, с установлением зависимостей, определяющих связь электропотребления с производственно-технологическими факторами, с разработкой рекомендаций по повышению энергоэффективности горных предприятий является актуальной научной задачей.

Целью диссертационной работы является разработка методических принципов, метода и методики исследования процесса энергопотребления с установлением вероятностных оценок, уровня комплексного влияния управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением, определением зависимостей электропотребления от производственно-технологических факторов, а также разработка на этой основе рекомендаций по повышению энергоэффективности горных предприятий.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

— Разработка методических принципов, метода и методики исследования процесса энергопотребления на горных предприятиях как процесса, на повышение энергоэффективности которого влияют как технические, так и управленческие факторы.

— Установление вероятностных оценок, законов распределения уровней влияния управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением.

— Разработка моделей комплексного влияния управленческих и технических факторов на процесс управления потреблением энергоресурсов.

— Определение зависимостей полного и удельного электропотребления от производственно-технологических факторов, позволяющих разработать рекомендации по повышению уровня планирования, оперативного управления и отчетности за электропотребление.

— Разработка на базе результатов выполненных исследований рекомендаций по повышению энергоэффективности горных предприятий.

Научные положения, разработанные их соискателем и их новизна:

1. Методические принципы и метод исследования процесса управления энергопотреблением, учитывающие комплексное влияние управленческих и технических факторов на повышение энергоэффективности горных предприятий.

2. Вероятностные законы распределений уровней влияния управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением.

3. Матричные модели комплексного влияния управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением на горных предприятиях.

4. Зависимости электропотребления основных технологических узлов, переделов и производств горно-обогатительных предприятий от производственно-технологических факторов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректным применением математических методов теории вероятностей и математической статистики, методов экспертного исследования, методов распознавания образовдостаточными объемами исследований и статистического материала, позволяющим получить оценки с достоверностью не ниже 0,90- внедрением результатов диссертации в производственную и учебную практику.

Значение работы. Научное значение работы состоит в разработке методических принципов и метода исследования процесса управления энергопотреблением, впервые учитывающих комплексное влияние управленческих и технических факторов, обусловливающих повышение энергоэффективности горных предприятий, что вносит вклад в теорию функционирования электротехнических комплексовв получении вероятностных законов распределения уровней влияния управленческих и технических факторов на процесс энергопотребления, что вносит вклад в теорию функционирования электротехнических комплексовв получении зависимостей, устанавливающих связь полного и удельного электропотребления с влияющими на него факторами во временном, производственном, технологическом и горно-геологическом масштабах, что вносит вклад в теорию электропотребления.

Практические результаты диссертационной работы заключается в следующем:

— разработана методика исследования процесса управления энергопотреблением;

— получены статистические оценки факторов, влияющих на управление энергоресурсами горных предприятий;

— разработаны рекомендации по оценке уровня управления энергоресурсами на горных предприятияхпо повышению уровня планирования, оперативного управления и отчетности за энергопотреблениепо созданию системы управления энергетическими ресурсами на горных предприятиях.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных научных симпозиумах «Неделя горняка-2005», «Неделя гор-няка-2006», «Неделя горняка-2007», на V Международной научно-практической конференции «Наука и новейшие технологии при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых» (РГТРУ, г. Москва, 2006 г.), на XIX, XXI международных конференциях «Проблемы энергосбережения безопасности экологии в промышленности и коммунальной энергетике» (г. Ялта, 2006,2007 г. г.).

Основные результаты диссертации опубликованы в 5 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 222 стр. машинописного текста с 42 таблицами и 59 иллюстрациями. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложений.

5.5. Выводы.

Повышение энергоэффективности горных предприятий ограничено в настоящее время недостаточным уровнем управления процессом энергопотребления. Недостаточность уровня управления процессом энергопотребления обусловлена слабым использованием технических и управленческих факторов, влияющих на потребления энергоресурсов.

Процесс энергопотребления — процесс, охватывающий все звенья производственно-технологической цепи горного предприятия, в настоящее время не имеет системообразующих «инструментов» для полномасштабного управления потреблением энергоресурсов.

Оценку уровня использования указанных факторов целесообразно выполнять на основе анализа организационного и технического профиля горного предприятия, представляющего собой уровни достижения использования факторов в управлении процессом энергопотребления. Для построения указанных профилей следует использовать разработанные в диссертационной работе качественные шкалы для оценки влияния факторов на процесс управления энергоресурсами и алгоритм построения организационного и технического профилей.

Повышение энергоэффективности горных предприятий должно происходить на основе лучшей адаптации планирования энергопотребления к реальному процессу энергопотребления с учетом его временных, производственных, организационных и других свойств.

Повышение уровня планирования энергопотребления следует осуществлять за счет:

1. Перехода от планирования электропотребления по «точечным оценкам» к планированию по «областным оценкам», полученным на базе электроэнергетических характеристик и отражающим изменение электропотребления при изменении объемов производства.

2. Дифференцирования планируемого электропотребления по производству на электропотребление по технологическим переделам, позволяющего, с одной стороны, планировать технологическую структуру электропотребления, с другой стороны, делегировать ответственность за электропотребление персоналу, осуществляющему эти технологические процессы.

3. Учета при планировании энергопотребления энергоемкости переработки различных типов руд на базе соответствующих электротехнологических характеристик.

Обеспечение энергоэффективности горных предприятий должно базироваться на повышении уровня оперативного управления энергопотреблением.

Повышение уровня оперативного управления электропотреблением следует обеспечивать за счет управленческих действий, сформированных на базе оценок отклонений фактического электропотребления от планируемого с использованием полученных в диссертационной работе электротехнологических характеристик.

Указанные отклонения должны формироваться: а) по технологическим узлам — на базе фактического часового удельного расхода электроэнергии и планового часового расхода, установленного по соответствующим электротехнологическим характеристикам узловб) по технологическим переделам — на базе фактического суточного удельного расхода электроэнергии и планового суточного расхода, установленного по соответствующим электротехнологическим характеристикам технологических процессовв) по производствам — на базе фактического месячного удельного расхода электроэнергии и планового месячного удельного расхода, электроэнергии установленного по электротехнологическим характеристикам производств.

Сформированные вышеуказанным способом управленческие действия позволяют повысить уровень оперативного управления электропотреблением как во временном (час, сутки, месяц), так и в организационно-производственном (технологический узел, технологический передел, производство) масштабах.

Повышение уровня отчетности за электропотребление должно обеспечивать, с одной стороны, повышение точности, достоверности, своевременности за счет адаптации планирования электропотребления к его фактическим режимам, с другой стороны, повышение мотивации персонала, участвующего в процессе электропотребления, за счет более адекватной оценки со стороны руководства, его усилий в области обеспечения эффективного использования электроэнергии.

Для реализации потенциала повышения энергоэффективности горных предприятий требуется повышение уровня управления энергопотреблением за счет разработки и внедрения систем управления энергоресурсами. Указанную систему целесообразно разрабатывать на основе рекомендаций, разработанных в настоящей главе.

Реализацию системы управления энергопотреблением целесообразно осуществить с помощью программно-аналитического комплекса, представляющего собой сеть автоматизированных рабочих мест персонала на всех уровнях производственно-управленческой цепи, участвующего в процессе потребления энергоресурсов.

Разработанные в настоящей главе рекомендации позволяют повысить энергоэффективность горных предприятий за счет повышения уровня управления процессом электропотребления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи — оценка уровня управления энергопотреблением с установлением управленческих и технических факторов, вероятностных законов распределения, с моделированием энерготехнологических характеристик технологических узлов, переделов, производств, а также с разработкой рекомендаций, направленная на повышение энергоэффективности на горных предприятиях.

Основные научные и практические результаты работы:

1. Обоснованы методические принципы и методы исследования процесса управления энергопотреблением, впервые учитывающие комплексное влияние управленческих и технических факторов, обуславливающих повышение энергоэффективности горных предприятий.

2. Разработана методика исследования, позволяющая на базе экспертных оценок проводить анализ влияния управленческих и технических факторов на процесс управления энергопотреблением горных предприятий.

3. На основе применения метода главных компонент получены модели, отражающие уровни управления энергоресурсами на горных предприятиях.

4. Смоделированы организационный и технический профили управления энергоресурсами горных предприятий, которые позволяют определить уровни, достигнутые факторами, влияющими на энергоэффективность энергопотребления.

5. Получены электротехнологические характеристики основных энергоемких технологических узлов, переделов и производств горнообогатительных предприятий.

6.Разработаны рекомендации по повышению уровня управления процессом энергопотребления на горных предприятиях.