Горнодобывающие предприятия

Энергоаудит горнодобывающего предприятия строится вокруг связи энергопотребления с фактическими горными работами: добычей, перемещением горной массы, дроблением, транспортированием, водоотливом и вентиляцией. Общий расход электроэнергии или топлива сам по себе не показывает эффективность этих процессов. Для технического вывода необходимо сопоставить энергетические входы с объёмом добычи, транспортным плечом, режимом смен и загрузкой крупных установок. Только после такого разделения можно проверять избыточный напор водоотлива, работу вентиляции и транспорта вне фактической нагрузки или неблагоприятный режим частичной загрузки оборудования.

Предприятие разделяют на добычные и вспомогательные процессы

Первый этап обследования — установить границы основных энергетических потоков. Отдельно рассматриваются добычные операции, транспортирование, дробление и другие технологические этапы, а также вспомогательные системы, без которых ведение работ невозможно.

Такое разделение необходимо потому, что одинаковое изменение общего потребления может иметь разные причины. Рост электрической нагрузки может быть связан с увеличением добычи, изменением транспортного плеча, усилением работы водоотлива или иным режимом вентиляции.

Поэтому актуальные схемы, данные учёта, эксплуатационные журналы и производственная информация должны относиться к одной измерительной границе и сопоставимому периоду.

Объём добычи связывают с энергетической нагрузкой

Для анализа важно понимать, какой объём добычи и перемещения горной массы соответствовал каждому периоду энергопотребления. Без этого увеличение расхода ресурса нельзя автоматически считать ухудшением режима.

Если объём работ вырос, увеличение энергетического входа может быть закономерным. Если же при сопоставимом объёме добычи потребление заметно отличается, возникает основание подробнее исследовать технологические и вспомогательные операции.

Удельный анализ используется только вместе с контекстом. Показатель на единицу добычи нельзя интерпретировать без учёта условий ведения работ, транспортного плеча и фактического состава операций.

Транспортное плечо влияет на сопоставимость периодов

Перемещение горной массы является отдельной составляющей энергетического баланса. При изменении расстояния транспортирования один и тот же объём добычи может требовать другого энергетического входа.

Поэтому два периода с одинаковым выпуском нельзя считать непосредственно сопоставимыми, если изменилась транспортная схема. Энергоаудит должен разделить влияние объёма добычи и фактического транспортного плеча.

Без такого разделения более высокий удельный расход можно ошибочно приписать работе оборудования, хотя он объясняется изменившимися условиями транспортирования.

Дробильное оборудование анализируют по фактической загрузке

Энергопотребление дробильных установок должно сопоставляться с объёмом обрабатываемого материала и режимом их работы. Частичная загрузка сама по себе не является доказательством неэффективности, но она становится отдельным предметом анализа.

Если оборудование длительное время работает при сниженной производственной нагрузке, специалист проверяет, как при этом изменяется электрический профиль и соответствует ли режим текущей задаче.

Для сильного вывода необходимо отличить технологически необходимую неполную загрузку от режима, при котором значительная энергетическая нагрузка сохраняется без сопоставимого полезного результата.

Транспортные системы рассматривают по сменам и операциям

Транспортное оборудование может работать в разных режимах в зависимости от последовательности добычных операций. Поэтому общий суточный расход необходимо по возможности раскладывать по сменам и характерным периодам.

Профили работы позволяют увидеть, когда транспорт действительно связан с производственной нагрузкой, а когда оборудование продолжает работать при уменьшившемся потоке горной массы.

Работа транспорта вне фактической нагрузки рассматривается как проверяемый механизм. Но подтвердить его можно только после сопоставления энергопотребления с реальными операциями и графиками работы.

Водоотлив оценивают по расходу и требуемому напору

Насосные системы водоотлива формируют отдельную электрическую нагрузку. Их энергоаудит не должен ограничиваться установленной мощностью насосов или продолжительностью работы.

Специалист сопоставляет режим насосного оборудования с фактической задачей водоотлива. Один из механизмов, требующих проверки, — создание напора выше необходимого для текущих условий.

Избыточный напор нельзя устанавливать по одному электрическому показателю. Необходимы данные, которые позволяют понять фактическую гидравлическую потребность и режим работы насосов. Если таких данных недостаточно, назначается дополнительное измерение.

Вентиляцию связывают с фактическим режимом горных работ

Вентиляционные установки также относятся к крупным вспомогательным нагрузкам. Для их оценки необходимо понимать, как график работы связан с фактической организацией добычных процессов.

Если вентиляция работает в одном режиме при различной производственной нагрузке, возникает основание проверить, соответствует ли такой режим текущей потребности. Однако сам факт постоянной работы не означает наличия энергетического резерва.

Режим вентиляции должен оцениваться в контексте фактической функции системы и условий соответствующего участка. Только после этого можно рассматривать изменение графика или режима как техническое решение.

Крупные электроприводы выделяют отдельными точками анализа

Электроприводы дробильного, транспортного, насосного и вентиляционного оборудования могут формировать значительные локальные нагрузки. Поэтому для диагностики полезно отделять их от общего энергопотребления предприятия.

Если крупный привод имеет выраженно переменную загрузку, энергетический профиль необходимо сопоставлять с производственной задачей. Это позволяет определить, где изменение мощности связано с полезной операцией, а где требуется дополнительный анализ режима.

При недостатке раздельного учёта результатом энергоаудита может стать назначение временных или постоянных измерений на наиболее значимых приводах.

Технологическую и инфраструктурную нагрузку разделяют

Одна из ключевых задач обследования — отделить энергию, непосредственно связанную с добычей и транспортированием материала, от энергии вспомогательных систем. Без такого разделения общий показатель предприятия мало пригоден для поиска причин изменения потребления.

Например, снижение объёма добычи может сопровождаться меньшей технологической нагрузкой, но часть насосных или вентиляционных систем может продолжать работать в прежнем режиме. В таком случае структура потребления изменяется даже без изменения состояния оборудования.

Поэтому анализ по сменам и операциям позволяет видеть не только общий объём энергии, но и соотношение технологической и инфраструктурной частей.

Изменение условий может имитировать ухудшение эффективности

Горнодобывающее предприятие нельзя корректно оценивать только сравнением двух периодов по удельному расходу. На показатель влияют горно-технические условия, расстояние транспортирования, объём добычи и состав выполняемых операций.

Если эти факторы изменились, различие в энергопотреблении ещё не означает изменение эффективности оборудования. Необходимо сначала привести сравнение к сопоставимым условиям или прямо указать, какие различия не позволяют сделать однозначный вывод.

Такой подход защищает от ситуации, когда объективно более сложный режим ошибочно принимается за энергетическое ухудшение.

Какие данные нужны для обследования

Для построения энергетической карты необходимы данные, которые связывают расход энергоресурсов с конкретными сменами и операциями. В основной набор входят:

• объёмы добычи по сопоставимым периодам;
• объёмы перемещения горной массы;
• электропотребление по карьеру или шахте и крупным установкам;
• режимы дробления и транспортирования;
• режимы водоотлива;
• режимы вентиляционных установок;
• профили работы смен и оборудования;
• актуальные схемы и границы обследуемых систем;
• эксплуатационные журналы и данные учёта, относящиеся к рассматриваемому периоду.

Объём добычи и перемещения характеризует полезную производственную функцию, энергетические данные показывают вход, а режимы оборудования позволяют объяснить, каким процессом сформирована нагрузка.

Что формируется по результатам энергоаудита

Результатом становится энергетическая карта добычных и вспомогательных процессов по сменам и операциям. Она показывает, какие участки формируют крупные энергетические потоки, где требуется проверить режим насосов, вентиляции или транспорта и какие крупные электроприводы требуют отдельного измерения.

На этой основе можно выделить энергоёмкие операции, определить вспомогательные системы для более детального анализа и назначить инструментальные измерения там, где существующего учёта недостаточно.

Ключевая граница результата — удельный расход зависит от горно-технических условий, транспортного плеча и объёма добычи. Сравнение без этих факторов некорректно. Сильный технический вывод появляется только тогда, когда энергетический поток связан с конкретной операцией, фактической загрузкой и условиями её выполнения.

Связанные направления

Для комплексного обследования производственного объекта можно перейти к энергоаудиту предприятия. Подробнее о распределении нагрузок см. материал «Структура энергопотребления горнодобывающего предприятия». Другие здания, инженерные системы и оборудование представлены в перечне объектов обследования.