基于时序数据融合的乙烯装置能效价值研究及应用

为了获取乙烯装置的能效价值,提出基于k-means聚类的多变量时序数据线性最小方差优化融合算法及其证明。采用改进的k-means聚类算法对乙烯装置能耗相关时序数据进行聚类分析,获取多变量时序数据的分类及其聚类中心,以各聚类中心计算每个时序变量均方差,并用线性最小方差优化融合算法对各聚类中心加权向量融合,提取乙烯装置能效价值的多维数据虚拟标杆。提出采用多维能效价值雷达曲线展示虚拟标杆与能耗相关的多维数据,直观揭示各年度装置的运行状态与操作水平,准确找出产生能耗的主要原因及提高能效的主要方向。提出的方法不但为乙烯装置的能效评估提供了可行方法,也可应用到其他流程装置的能效评估。

层次线性优化融合及在乙烯行业能耗指标提取中的应用

传统的乙烯装置能耗评估没有考虑不同装置之间原料、工艺技术和装置规模的差异,且能耗统计方法标准不统一,影响了结果的可比性。针对乙烯装置不同工艺、规模以及不同装置能耗数据(燃料、电、蒸汽和水)分布特点,采用对数据分布适应性好的层次线性优化融合算法提取能耗指标。该算法根据时序数据方差求权重实现最优线性融合,剔除异常能耗数据,保证指标融合质量。应用实例验证了层次线性优化融合算法的有效性,可得到各类乙烯装置及全行业的乙烯能耗多参数指标,有助于找到节能降耗的方向与量化目标,也可用于其他流程装置能耗指标的提取。

基于虚拟对标的乙烯装置能效价值研究

为了有效分析乙烯装置的能效状态,寻找传统单一能效指标背后隐藏的节能机会,本文提出了以单位乙烯产品综合能耗和相关的8类影响因素共同为能效状态评价准则的乙烯装置能效价值层次模型。模型将乙烯装置能效价值建立在原料消耗量、乙烯收率、装置规模、负荷率、燃料、蒸汽、电、水等其它能耗和单位乙烯产品综合能耗的基础上,丰富了乙烯装置能效评价的内涵。针对包含多准则的能效价值的对标问题,进一步提出了1种基于层次分析的虚拟对标方法,使能效评价能融合乙烯节能实践知识,虚拟标杆更具针对性和实用性。最后,本文利用能效价值曲线直观地展示了某年产80万吨的乙烯装置近5年的能效价值数据。结果表明,虚拟标杆相比指标最优法和均值法更有利于揭示节能的关键因素,更具合理性和实用性。