№64-19

Автоматичне керування водовідливною установкою вугільної шахти з урахуванням тризонного тарифу на електроенергію

А.В. Бубліков¹, К.В. Соснін¹, Ю.А. Папаїка¹

¹Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 64:239-252

https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.239

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Зменшення питомих енерговитрат на відкачування води на вугільних шахтах шляхом мінімізації часових інтервалів увімкнених станів насосів у часи пік, коли вартість електроенергії максимальна.

Методика досліджень. Для дослідження автоматичного керування водовідливною установкою використано імітаційне моделювання процесу відкачування води з водозбірника на шахтному підприємстві. При цьому моделюється робота усієї системи автоматичного керування з використанням запропонованого алгоритму вмикання/вимикання насосів за критерієм входження у час-пік за тризонним тарифом на електроенергію з мінімальним рівнем води у водозбірнику. Для доведення ефективності роботи системи автоматичного керування за запропонованим алгоритмом за допомогою імітаційного моделювання досліджений вплив змінних характеристик притоку води у водозбірник на рівень води на момент входження у час-пік.

Результати дослідження. Виконаний аналіз роботи системи автоматичного керування водовідливною установкою за запропонованим алгоритмом керування підтвердив ефективність використання маневреного насосу з визначенням часу його вмикання на основі прогнозування динаміки рівня води у водозбірнику з урахуванням характеристик насосу та притоку води для забезпечення мінімального рівня води у водозбірнику на момент входження у час-пік. В залежності від характеристик насосу та притоку води встановлені умови отримання більш позитивного ефекту від використання запропонованого алгоритму керування водовідливною установкою.

Наукова новизна. Час, необхідний маневреному насосу для відкачування води з метою входження у зону “час-пік” з мінімальним рівнем води в водозбірнику, залежить прямо пропорційно від різниці поточного об’єму води в водозбірнику й об’єму води, що відповідає мінімальному рівню, та зворотно пропорційно від продуктивності маневреного насосу і швидкості приросту поточного об’єму води в водозбірнику. При цьому встановлено, що величина зменшення вартості споживаної електроенергії на відкачування води при переході від існуючого алгоритму керування до пропонованого залежить прямо пропорційно від тривалості часових інтервалів вимкнених станів основних насосів – чим менше ця тривалість, тим більше часовий інтервал роботи основних насосів у час-пік та, відповідно, менше величина зменшення вартості електроенергії.  

Практичне значення. Вдосконалено алгоритм автоматичного керування водовідливною установкою на шахтному підприємстві за рахунок використання критерію, що поєднує швидкість приросту рівня водита вартість електричної енергії у різні часи доби.За допомогою імітаційного моделювання досліджено та доведено, що розроблений алгоритм керування за рахунок увімкнення маневреного насосу перед зонами “час-пік”з метою входження у зони з мінімальним рівнем об’єму води у водозбірнику при розрахунку вартості споживаної насосами електроенергії за тризонним тарифом дозволяє зменшити вартість споживаної електроенергії до 10% за умови притоку води менше продуктивності одного насосу, та до 5% за умови притоку води більше продуктивності одного насосу.

Ключові слова: енергоефективність, водовідливна установка, автоматичне керування

Перелік посилань:

1. Волотковский,С.А., Крюков,Д.К.,Разумный Ю.Т.(1990).Электрификация стационарных установок шахт. Недра
2. Толпежников, Л.И.(1985).Автоматическое управление процессами шахт и рудников. Недра.
3. Попов, В.М.(1990).Водоотливные установки. Недра.
4. Разумний, Ю.Т., & Рухлов, А.В. (2012).Аспекти вирішення проблем нерівномірності споживання електричної енергії. Національний гірничий університет
5. Рухлова, Н.Ю. (2015). Повышение энергоэффективности работы главного водоотлива угольной шахты в режиме потребителя-регулятора.(Дис. канд. тех. наук).Національний гірничий університет.
6. Омельян, А. (2019, Лютий 2). Цена электроэнергии для предприятий в Украине. Відновлено з
   https://axiomplus.com.ua/news/tarifyi-dlya-predpriyatiy/
7. ДТЕК ДНІПРОВСЬКІ ЕЛЕКТРОМЕРЕЖІ(2021, Березень 1). Ціни на універсальні послуги. Відновлено з
   https://yasno.com.ua/business/b2b-tariffs

• < Попередня
• Наступна >