X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

АО "Карельский окатыш" - крупнейшее на северо-западе России горно-обогатительное предприятие, перерабатывающее бедные железистые кварциты в высококачественное металлургическое сырье - железорудные окатыши. ОАО "Карельский окатыш" создано на базе действующего Костомукшского ГОКа в 1994 году.

Костомукшское железорудное месторождение в настоящее время разрабатывается Центральным и Южным карьерами. Производственная мощность карьера по добыче железной руды 24 млн. т/год. Промышленные запасы железной руды, утвержденные в проектных контурах карьера, составляют 1,15 млрд. т. Срок отработки месторождения - 50 лет [1].

Целью настоящей работы является определение и анализ энергетических характеристик технологических переделов обогатительной фабрики ГОКа.

Использование корреляционного метода для анализа данных по электропотреблению позволяет установить наличие связи между энергетическими показателями производства и производительностью. В результате расчетов определяются регрессионные зависимости, которые представляют собой обобщенные энергетические характеристики электропотребления [2,3].

Оценка динамики изменения электропотребления за расчетный период времени осуществляется на основе спектрального анализа графиков электрической нагрузки численным методом Фурье. Полученная динамическая модель электропотребления позволяет исследовать процесс изменения электрической нагрузки и оценить характер ее изменения во времени.

Исходными данными являлись годовые плановые и фактические показатели технологического и удельного расхода электроэнергии на производство окатышей.

В результате анализа были определены основные статистические показатели : Σ – общий объем производства, М – математическое ожидание, D – дисперсия, σ – среднеквадратическое отклонение, А –асимметрия и Е –эксцесс, которые приведены в таблице 1.

На основании корреляционного анализа было установлено наличие взаимосвязи между энергетическими и производственными показателями ля технологических переделов.

Таблица 1. - Расчетные статистические показатели по производству окатышей

Показа-тель	Производство		Электроэнергия			Удельный расход кВт∙ч/т
	План тыс. тонн	Факт тыс. тонн	План МВт∙ч	Факт МВт∙ч
Σ	7481	7639	386313	378797	−
М	623,4	636,9	32192,8	31566,4	50,27
D	477,6	848,4	2204052	1109480	15,16
σ	21,85	29,1	1484,65	1053,3	3,89
A	−0,975	−0,99	−0,929	−0,1418	1,399
E	−0,581	−0,146	−0,306	−1,056	0,917

На рисунках 1 – 5 представлены энергетические характеристики трех основных технологических переделов, полученные в результате регрессионного анализа данных по плановым и фактическим показателям объемов перерабатываемой руды, объемов промышленного концентрата, а также удельного и технологического расхода электрической энергии.

Соответствующие уравнения регрессии и коэффициенты корреляции приведены в таблице 2.

Рисунок 1. Характеристики планового и фактического расходов электроэнергии на производство окатышей

Рисунок 2. Зависимости планового и фактического удельного расхода электроэнергии на производство окатышей

Рисунок 3. Характеристики планового и фактического расходов электроэнергии на производство концентрата

Рисунок 4. Зависимости планового и фактического удельного расхода электроэнергии на производство концентрата

Рисунок 5. Характеристики планового и фактического расходов электроэнергии по ЦПО

Рисунок 6. Зависимости планового и фактического удельного расхода электроэнергии по ЦПО

Таблица 2. – Уравнения регрессии для технологических переделов

Технологический передел	Уравнение регрессии	R
Производство окатышей	Wпл = − 5091 + 59Qпл	0,88
	Wф = 29184 + 3,74Qф	0,103
	ωпл = 60,24 − 5349,7/Qпл	0,26
	ωф = 2,05 + 30232,7/Qф	−0,81
Производство концентрата	Wпл = − 6333+15Qпл	0,79
	Wф = 183 + 5,59Qф	0,33
	ωпл = 15 − 6137/Qпл	0,65
	ωф = 5,1 + 482,8/Qф	−0,04
ЦПО	Wпл = − 1643 + 61,8Qпл	0,98
	Wф = − 64162 + 148,5Qф	0,51
	ωпл = 62,34 − 1196,4/Qпл	0,28
	ωф = 10,64 + 30381/Qф	−0,71

Корреляционный анализ данных передела по производству окатышей показал, что взаимосвязь между фактическим энергопотреблением и фактической производительностью практически отсутствует, в то время как для плановых показателей такая взаимосвязь очевидна. На наш взгляд это обусловлено тем, что планируемые показатели рассчитываются теоретическим путем, в то время как фактические показатели месячного производства мало изменяются относительно средних показаний, концентрируясь в узком диапазоне (см. таблицу 1) и поэтому не могут быть описаны уравнением регрессии достаточно точно.

Этот факт подтверждается слабовыраженным изменением энергетических характеристик удельного расхода электроэнергии от соответствующих объемов производства окатышей.

Корреляционный анализ данных передела по производству концентрата показал, что взаимосвязь между энергопотреблением и производительностью присутствует. При этом в зоне средних значений расхождение между плановыми и фактическими показателями незначительно. Превышение фактических показателей над плановыми в области больших, чем средние значения, свидетельствует о том, что рост затрат электроэнергии на производство концентрата нарастает быстрее, т.е. на одинаковый объем продукции приходится тратить больше электроэнергии, что приводит к ее нерациональным потерям. Расхождение в области низких значений показателей свидетельствует о недогрузке технологических установок, а следовательно неоправданных потерь электроэнергии в холостую.

Корреляционный анализ данных по ЦПО показал, что взаимосвязь между фактическим энергопотреблением и фактической производительностью имеется, в то время как для показателей такая удельного расхода электроэнергии эта взаимосвязь слабо выражена. Этот факт можно объяснить тем, что поступающий на ЦПО объем концентрата является практически равномерным и характер затрат энергии на его обработку прямо пропорционален его объему. Именно по этой причине фактические и плановые показатели по удельному расходу электроэнергии мало изменяются (в пределах статистической погрешности). Следует обратить внимание, что плановые показатели по удельному и технологическому расходу электроэнергии являются несколько заниженными, что особенно заметно по показателям для ЦПО.

Проведенный анализ оказал следующее.

При анализе энергопотребления технологических переделов целесообразно использовать энергетические характеристики, которые позволяют оценить уровень их энергоэффективности.

Технологические переделы работают с достаточно устойчивыми показателями, незначительно изменяющимися в области их средних значений, уход от которых свидетельствует о нарушениях технологических процессов, характер которых можно оценить по энергетическим характеристикам.

При разработке плановых показателей энергопотребления необходимо учитывать энергетические характеристики технологических переделов по их фактическим показателям за предыдущий период.

Результаты статистической обработки данных по устойчивым уровням электропотребления могут быть использованы при обосновании норм расхода электроэнергии при производстве окатышей.

Литература

Кузнецов Н.М, Щуцкий В.И. Рациональное электропотребление на горнодобывающих и горно-обогатительных предприятиях. − Апатиты: КНЦ РАН, 1997.Апенко В.П., Мирошкин П.П., Щуцкий В.И., Трифонов В.Д. Электроснабжение железорудных горно-обогатительных комплексов. – М.: «Недра», 1978, 345 с.

Апенко В.П., Волотковский С.А., Скляров М.И., Торгаев В.М. Электрификация фабрик агломерации и окомкования руд черных металлов. М.: «Недра», 1976, 151 с.

Аввакумов В.Н., Писарев И.А., Кузнецов Н.М. и др. Совершенствование нормирования электропотребления на обогатительной фабрике. Промышленная энергетика. – 1985 – №7 – с.36 – 38.

Код для цитирования: Скопировать