Применение технологического подхода к анализу электропотребления промышленного предприятия

Применение технологического подхода к анализу электропотребления промышленного предприятия

КузГТУ

Научный руководитель –

Экономический кризис, который затронул все без исключения предприятия, заставляет руководство организаций искать пути уменьшения энергозатрат. Одной из главной статьи расходов любого крупного промышленного предприятия являются затраты на энергоресурсы. Таким образом, энергоэффективность — экономное потребление энергоресурсов в условиях кризиса — задача номер один, которая стоит перед промышленными предприятиями и заводами.

Можно выделить два пути решения снижения энергозатрат:

1. За счёт замены энергетического оборудования и тепловых коммуникаций, что приведёт к существенным финансовым затратам и, в конечном счёте, к удорожанию конечного продукта.

2. Альтернативным способом повышения энергоэффективности является прогнозирование потребления энергоресурсов в будущем. Данный подход использует максимум полезной статистической информации всех параметров процесса производства — учитываются как внешние факторы (погода, качество топлива) так и внутренние факторы. Главное достоинство этого метода состоит в выдаче адекватного плана расходов энергоресурсов на некоторое время вперед, что позволяет проводить факторный анализ завышения/занижения нормы.

Стоимость последнего подхода многократно ниже, так как не требует ни дорогостоящего оборудования, ни привлечение дополнительных экспертов, а все необходимые данные для модели формируются за счёт: датчиков контура энергопотребления, показателей производства, показателей расходов энергии, качества исходного топлива, показатели внешней среды и другие.

Чтобы перейти непосредственно к самому прогнозированию нужно систематизировать данные о предприятии и дать им оценку.

В данной работе был проведен анализ электропотребления промышленного предприятия.

Первичный анализ динамики электропотребления показал, что в период с 2009 по 2015 год, энргопотребление и предприятия снижалось. Что не всегда означает положительную динамику работы предприятия. 

Рисунок 1 Динамика электропотребления

Из данного графика (рис.1) можно заметить, что в 2012 году потребление энергии резко уменьшилось, но в последующие годы оставалось стабильным. Стабильность потребления удалось организовать за счет проведения различных мероприятий по энергосбережению.[3]

Данная работа заключается в технологическом подходе к анализу электропотребления промышленных предприятий.

Техноценоз— ограниченная во времени и пространстве искусственная система, сообщество изделий со слабыми связями и едиными целями, выделяемое для целей проектирования или строительства.

Анализ техноценозов аналогичен методам биологического исследования, в рамках техноценоза (например, промышленного предприятия) выделяются семейства изделий, а также отдельные их виды. Каждое конкретное изделие с одной стороны уникально, а с другой стороны — создано на основе чертежей, или иной информации, которую можно отождествить с генетическим кодом живых существ.

Действующий техноценоз обладает устойчивостью как развития, так и структуры. Новые техноценозы зарождаются в рамках уже существующих, их самостоятельное развитие происходит в результате значительного распространения лежащих в их основе инженерных и научных решений, приводящего к появлению новых отраслей экономики. Замещение одних техноценозов другими являет собою процесс развития производительных сил и эволюционное развитие техноценозов в рамках техносферы. [2]

Технологический метод основывается на том что:

В техноценозе выделяются элементы и исследуемый параметр-в данном случае электропотребление; Отрасли ранжируются в порядке убывания велечины электропотребления. Первый ранг присваивается предприятию с максимальным параметром

Для того чтобы провести данный  анализ потребовалось просмотреть данные по энергопотреблению промышленного предприятия за промежуток времени с 2009 по 2015 год, а именно по конкретным цехам :бензол, КФС, смола к/у, эксгаустеры, шихта с. в, кокс с. в.

Данные были систематизированы  и занесены в таблицу для дальнейшего распределения по рангам.

За техноценоз был принят , а за элементы техноценоза-цеха данного предприятия.

название	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015
Бензол	1	1	1	1	1	1	1
смола к/у	2	2	2	2	2	2	2
Эксгаустеры	3	3	3	3	3	3	3
КФС	4	4	4	4	4	4	4
шихта с. в	5	5	5	5	5	5	5
кокс с. в	6	6	6	6	6	6	6

Таблица 1 Ранговое распределение цехов по годам

Из данной таблицы можно заметить, что ранговое распределение по всем годам устойчиво. С 2009 по 2015 год первый ранг принадлежал цеху Бензол,2-смола к/у, 3-эксгаустеры, 4-КФС, 5-шихтас. в,6-кокс с. в

Ранговое H-распределение описывается формулой (1)

  (1)

  характеристический показатель, определяющий степень крутизны кривой гиперболического  H-распределения, r-ранг объекта

Характеристический показатель находится в пределах 1,84-2. Это отражает устойчивость распределения электропотребления на предприятие. [1]

Рисунок 2 Бета-распределение

На рисунке 3 изображен график зависимости бета-распределения от года. Из него видно, что с  2009 по 2011 год ? стабилен, с 2012 по2013 следует  упадок далее снова рост. Аналогично графику энергопотребления (рис. 1)

Чтобы осуществить анализ в данном техноценозе нужно перейти к структурно топологической динамике (рис.4)

Структурно-технологическая динамика строится с помощью добавления оси времени к осям рангового распределения.

Рисунок 3 Топологическая схема энергопотребления

На рисунке выше изображена топологическая схема распределения электроэнергии с 2009  по 2015 год. Из этого рисунка видно, что значительных изменений по потреблению электроэнергии цехами не произошло.

Из этого можно подвести следующие итоги:

Применение технологического подхода дает математический инструмент, позволяющий рассмотреть структуру и динамику потребления энергии. Результаты данного исследования могут использоваться для дальнейшего прогнозирования энергопотребления. Также полученные данные помогут осуществить расчеты по снижению затрат на электроэнергию данному предприятию.

Список литературы

1. Закон оптимального построения техноценозов:

Монография / . – 2-е изд., перераб. и доп. –Канинград: Изд-во КИЦ «Техноценоз», 2014. – 475 с.

2.Федорова, техноценологического подхода к анализу электропотребления и энергосбережения предприятий Свердловской области/, // Вестник Южно-Уральского государственного университета.-2012.-№16.-С.92-97

3. Ценологическая оценка электропотребления Кемеровской области / , // Сборник материалов Всероссийской научно-практической школы «Энергостарт», 11-25 июля. – КузГТУ, 2016.