应用灰色关联理论开展炼油装置能耗星级评价的研究.pdf

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1、第40卷第6期化工机械713应用灰色关联理论开展炼油装置能耗星级评价的研究冯洪庆¨杨肖曦1刘道建1王永存2(1．中国石油大学(华东)热能与动力工程系；2．大庆油田矿区服务事业部)摘要介绍了国内外炼油企业的能耗评价体系，运用灰色关联理论提出了针对炼油企业能耗的星级指标评价体系。将炼油企业各装置按能耗水平分为五星级、四星级、三星级和不合格4类，给出了常减压蒸馏装置和催化裂化装置能耗的星级评价过程和结果。最后运用灰色关联评价法对典型企业进行了星级评价，并与单因能耗评价方法进行了对比分析。关键词能耗评价炼油企业灰色理论星级指标中圈分类号TQ0

2、62文献标识码A文章编号0254-6094(2013)06-0713-06研究石化企业的能耗评价体系，是石化企业科学节能降耗的基础工作，具有极其重要的现实意义。在国内外能耗评价体系中，单位能量因数能耗以及能源密度指数等在一定程度上反映了炼油企业的总体能耗水平¨。·，它们能满足国家和行业的宏观分析需要，但是缺乏对企业内部各装置能耗的分析评价，这给企业落实节能降耗工作带来一定的困难；“三环节”法等方法可用于各装置能耗的分析评价，但不能对企业整体能耗水平给出评价¨’5J。因此，为进一步做好炼油企业的节能降耗工作，必须清楚地了解炼油企业的能耗

3、水平。灰色关联理论曾用于油田集输系统和联合站的能耗评价Mj，实现了对包含多种影响因素的能耗的科学评价。笔者尝试运用灰色关联理论，提出既能从宏观上反映炼油企业总体能耗水平、又能从微观上反映炼油企业各装置优劣水平的更为合理的炼油企业能耗星级评价体系。1灰色关联理论1．1灰色关联聚类灰色关联聚类是根据灰色关联矩阵将一些观测指标或观测对象划分成若干个可定义类别的方法"]。划分后的每一个聚类可以看成是属于这一类的观测对象的集合。假设有n个观测对象，每个对象观测m个特征数据，得到序列如下：XI=(茹I(1)，茹l(2)，戈I(3)，⋯，茹I(n)

4、)置=(菇：(1)，茗：(2)，髫：(3)，⋯，互：(n))，．、：Ll，X．=(茗．(1)，并。(2)，聋。(3)，⋯，茗。(n))对所有i≤．『，i4=1，2，⋯，m，计算出置、x，的绝对关联度占。哺1，得上三角矩阵为：(2)其中，A称为特征变量关联矩阵；占。=1，i=1，2，⋯，m。然后根据实际需要确定临界值r(r∈[0，1]，一般r>0．5)，当占d≥r(i≠．『)时，视置与x，为同类特征，依此对上述n个观测对象进行灰色关联聚类。笔者把各装置能耗指标分为五星级、四星级、三星级和不合格4类，必须要确定这4个分类的3个分界值。因此

5、，在对各装置能耗指标进行灰色关联聚类时，所取值为能够将指标数据分成}冯洪庆，男，1977年8月生，副教授。山东省青岛市，266580。_■脯气％；％●714化工机械2013年3类的某个值，笔者取最小值。1．2灰色关联分析确定权重系数灰色关联分析是一种多因素统计分析方法，它是以各因素的样本数据为依据用灰色关联度来描述因素间关系的强弱、大小和次序。笔者在确定权重系数时，首先要对灰色聚类确定的3个临界值利用统计图进行修正，找出每一类的特征值，并利用这些特征值构成母、子序列；然后计算各子序列对母序列的关联度；最后计算权重系数。1．2．1母、子

6、序列的选定为了从数据信息的内部结构上分析被评判事物与其影响因素之间的关系，必须用某种数量指标定量化反映被评判事物的性质。这种按一定顺序排列的数量指标，称为关联分析的母序列，母序列为影响被评判事物的最重要的因素，记为：{x?’(o)}，m=1，2，⋯，g(3)子序列是决定或影响被评判事物性质的各子因素数据的有序排列，考虑主因素的n．个子因素，则有子序列：{工?’(i)}，i=1，2，⋯，n。，m=1，2，⋯，g(4)其中，n，=n一1，为子因素评价指标的个数，n为评价指标的个数；g为母序列或者子序列中各自包含的元素个数。1。2．2关联度

7、的计算母、子序列确定后，可构成如下数据矩阵：x：o)(o)墨町(o)E∞(o)x：”(1)x：町(1)x∥(1)(5)如果数据的量纲不相同，首先要进行无量纲化，一般采用初值化像法哺1。若计变换后的母序列、子序列分别为：{x2’(o)}，m=1，2，⋯，g(6){x?’(i)}，i=1，2，⋯，n．，m=1，2，⋯，g(7)则可计算出各子序列与母序列的灰色关联度序列为¨]：r=(rI．o，r2，o，⋯，r。l，o)(8)1．2．3权重系数的计算将关联度按归一化处理，得出各指标的权重系数为：y0(i)=÷L(9)；弘．。其中，扣0，1，⋯

8、，n1；ro．o=1。1．3灰色聚类评估依灰色聚类评估的基本原理与方法，可以将综合评价的对象选作参考序列，将已确定好的各个星级的特征值序列视为比较序列。运用灰色聚类评估确定参考序列与各比较序列的灰色聚类系数，并对其进行排