Введение к работе
Актуальность работы. Металлургические предприятия потребляют около 18 % вырабатываемой в стране электроэнергии и являются наиболее энергоемкой отраслью промышленности. Десятилетия неэффективного использования энергетических ресурсов создали огромный неиспользованный потенциал энергосбережения, достигающий 40-45 % современного электропотребления. С переходом на рыночные отношения составляющая энергозатрат в себестоимости металлургической продукции выросла с 0,8 % до 30 %. Одновременно наблюдается опережающий рост стоимости энергоресурсов по сравнению с ростом цен на металлопрокат.
Очевидно, что улучшение технико-экономических показателей работы металлургических предприятий требует опережающего адекватного повышения эффективности электропотребления. Разработать пути повышения эффективности использования электроэнергии возможно только на основе изучения закономерностей формирования электропотребления, получения достоверных прогнозных оценок расхода электроэнергии, повышения научной обоснованности и точности его плановых значений и норм, управления режимами электропотребления. Общая теоретическая база, позволяющая решать проблему повышения эффективности электропотребления на всех уровнях металлургического производства, в настоящее время отсутствует. Это приводит к тому, что реализация комплекса вопросов по улучшению использования электроэнергии оказывается слишком ориентировочной, в большой степени субъективной и слабо связанной со спецификой и производственной программой предприятия и теми изменениями, которые происходят в процессе ее реализации.
Поэтому эффективное использование электроэнергии в металлургическом производстве является актуальной проблемой, требующей проведения всесторонних исследований и установления закономерностей электропотребления с учетом многообразия факторов производства.
Актуальность работы подтверждается тем, что она проводилась в соответствии с постановлением главы администрации Челябинской области от 29.05.96 г. № 311 «Об энергообеспечении Магнитогорского промышленного
узла» и «Программой энергосбережения и развития энергохозяйства ОАО «ММК» на 1997-2010 гг.».
Целью работы является обоснование и разработка методических положений и практических рекомендаций, направленных на снижение электропотребления энергоемких переделов металлургического производства.
Идея работы заключается в том, что повышение эффективности использования электроэнергии в условиях металлургического производства может быть достигнуто на основе установления закономерностей формирования электропотребления во взаимосвязи с основными производственными и технологическими факторами.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна.
-
Математическая модель электропотребления соответствует реальным условиям только в том случае, если учитывает степень влияния основных производственных факторов на расход электроэнергии.
-
Область устойчивости пространственных (без учета фактора времени) зависимостей электропотребления подтверждается только на коротких интервалах времени, поэтому построение прогнозных моделей должно осуществляться с учетом динамики технологических и энергетических показателей производства.
-
Решение задач повышения эффективности электроиспользования связано с дифференцированной системой оценок объективно возможных энергозатрат для различных условий производства и установлением оптимальных режимов электропотребления.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются представительным объемом статистического материала, позволившим получить результаты исследований с доверительной вероятностью не ниже 0,95; учетом взаимосвязи факторов, формирующих процесс электропотребления на уровне цеха, а также сопоставлением результатов расчетов с экспериментальными данными.
Значение работы. Научное значение работы заключается в установлении степени влияния факторов на расход электроэнергии и определении закономерностей, связывающих электропотребление с основными технологическими параметрами для энергоемких цехов металлургического
производства; разработке методов прогнозирования ожидаемого расхода электроэнергии как на основе учета динамики путем введения в модель фактора времени, так и на основе определения тренда коэффициентов регрессии многофакторных моделей и их экстраполяции; создании методики, позволяющей произвести дифференцированную оценку объективно возможных энергозатрат и установить необходимость повышения эффективности электропотребления; разработке усовершенствованного способа расчета норм расхода электроэнергии, базирующегося на найденных закономерностях и обеспечивающего автономный расчет норм на каждом уровне управления металлургическим производством.
Практическое значение работы. Найденные закономерности электропотребления обеспечивают повышение обоснованности и точности расчетов показателей электропотребления и возможность их определения в зависимости от конкретных производственных и технологических условий. Это позволяет использовать их для анализа и контроля за расходом электроэнергии, расчета норм и лимитов потребления электроэнергии, определения электрических нагрузок и оптимизации, режима электропотребления.
Разработанные прогнозные модели электропотребления обладают универсальностью и применимы к расчету энергозатрат как по отдельным переделам производства так и по видам продукции, что позволяет использовать их для среднесрочного прогнозирования и существенно повысить точность планирования расхода электроэнергии.
Предложенная методика оценки эффективности электроиспользования позволяет провести анализ различий в энергозатратах для различных объектов и установить неиспользованные резервы энергосбережения.
Полученные математические модели могут быть использованы как целевые функции при оптимизации режимов электропотребления в конкретных производственных условиях.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Математические модели электропотребления энергоемких цехов использованы для анализа и нормирования расхода электроэнергии, а также для распределения лимитов и текущего планирования электропотребления. Прогнозные модели электро-
потребления внедрены при перспективном планировании энергозатрат на производство проката и для оценки развития энергетических мощностей и их распределения на промплощадке комбината.
Предложенные модели и методики способствовали повышению эффективности оперативного управления электропотреблением как ОАО «ММК», так и Магнитогорского промышленного узла. Разработан комплекс мероприятий по снижению энергозатрат в прокатном производстве, основанный на повышении эффективности работы электрического и технологического оборудования.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции с международным участием «Энергосбережение на промышленных предприятиях» (г. Магнитогорск, 1997 г.), международной научно-технической конференции «Экологические проблемы промышленных зон Урала» (Магнитогорск, 1997 г.), международной научно-практической конференции «Электрификация горных и металлургических предприятий Сибири» (Новокузнецк, 1997 г.), научно-техническом совете УГЭ ММК, научных семинарах кафедры электроснабжения и энергетического факультета Магнитогорской горно-металлургической академии.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав с выводами и заключения, изложенных на 193 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 21 таблицу, список использованной литературы из 143 наименований и 2 приложения.
