張明，陳艷輝，李南

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

信息化建設(shè)

統(tǒng)計(jì)分析在煉鐵能源管理中的應(yīng)用

張明，陳艷輝，李南

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

通過(guò)開展能源統(tǒng)計(jì)分析工作，在已有能耗統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，選用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)大量統(tǒng)計(jì)數(shù)字進(jìn)行深加工，將煉鐵工序能耗進(jìn)行單耗分解統(tǒng)計(jì)，按其構(gòu)成確定統(tǒng)計(jì)分析重點(diǎn)為燃料消耗；通過(guò)燃料消耗的回歸分析，求解出各區(qū)域高爐最為合理的燃料消耗區(qū)間；用統(tǒng)計(jì)分析法結(jié)合工藝計(jì)算發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)煤氣計(jì)量存在的問(wèn)題并加以改進(jìn)，從而為制定能源計(jì)劃、降低工序能耗、增加效益提供科學(xué)的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)煉鐵系統(tǒng)節(jié)能，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5 000余t。

統(tǒng)計(jì)分析；能源管理；煉鐵；節(jié)能

1 前言

能源消耗統(tǒng)計(jì)是能源管理工作中的重要組成部分，從企業(yè)的能源消耗平衡統(tǒng)計(jì)，可縱觀全企業(yè)的能源消耗分布、綜合能耗指標(biāo)及各個(gè)工序能耗指標(biāo)等情況［1］。隨著萊鋼能源管理網(wǎng)建成和統(tǒng)計(jì)體制不斷完善，積累了大量數(shù)據(jù)，為運(yùn)用計(jì)算機(jī)快速進(jìn)行數(shù)據(jù)分析奠定了基礎(chǔ)。目前能源平衡報(bào)表最大的弱點(diǎn)就是統(tǒng)計(jì)分析膚淺，無(wú)法反映各種能源消耗的內(nèi)在聯(lián)系及其變化的規(guī)律性，從而不能有效指導(dǎo)能源管理工作。

煉鐵工序能耗占噸鋼工序能耗的70%左右，是萊鋼能源消耗的重點(diǎn)。為此，在完成常規(guī)能源統(tǒng)計(jì)任務(wù)的基礎(chǔ)上，積極開展能源統(tǒng)計(jì)分析研究工作顯得非常重要。

2 能源統(tǒng)計(jì)分析

2.1 確定統(tǒng)計(jì)分析重點(diǎn)

由于煉鐵工藝復(fù)雜，消耗能源種類多，涉及煉鐵工序能耗的介質(zhì)達(dá)10多種，其構(gòu)成情況見表1?，F(xiàn)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)沒有形成數(shù)據(jù)庫(kù)，若逐一統(tǒng)計(jì)分析一方面數(shù)據(jù)收集工作量大，耗時(shí)長(zhǎng)，另一方面還有可能在統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程中顧此失彼，導(dǎo)致工作失效。因此，統(tǒng)計(jì)分析將煉鐵工序能耗進(jìn)行單耗分解統(tǒng)計(jì)，折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，按其構(gòu)成確定統(tǒng)計(jì)分析重點(diǎn)。

通過(guò)工序能耗構(gòu)成分析，確定了燃料消耗（焦炭、煤粉）為統(tǒng)計(jì)分析第一重點(diǎn)，其余依次分析回收高爐煤氣、高爐煤氣消耗。

2.2 探尋最為合理的燃料消耗

自2008年以來(lái)萊鋼煉鐵廠通過(guò)大幅提煤比降焦比，實(shí)現(xiàn)了工序能耗的不斷降低，煤比階段性突破200 kg/t。統(tǒng)計(jì)分析了近10 a來(lái)的煤比、焦比和燃料消耗（煤粉、焦炭折標(biāo)煤后的和）間的關(guān)系，針對(duì)煤比、燃料消耗之間的聯(lián)系是否存在某種內(nèi)在的規(guī)律進(jìn)行了回歸分析，結(jié)果是燃料消耗與煤比滿足一條開口向上的拋物線，分析結(jié)果如圖1所示。

表1 煉鐵工序能耗構(gòu)成情況%

圖1 燃料消耗與煤粉消耗的回歸分析

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及回歸分析的結(jié)果可知：1）在焦比較高、煤比100 kg左右的時(shí)期，即技術(shù)指標(biāo)較低時(shí)或高爐開爐初期，提煤比降低工序能耗的成效是顯著的。2）當(dāng)煤比提升至一定高度再繼續(xù)升高（基于原燃料條件不一樣，萊鋼老區(qū)、新二區(qū)表現(xiàn)的數(shù)值不在同一個(gè)范圍）后，燃料消耗進(jìn)入最低點(diǎn)而后開始上升，但在大提煤比的初期燃料消耗的增加并不明顯，這是由于短期內(nèi)大提煤比高爐是能夠接受的，而在煤比持續(xù)保持相當(dāng)高度后焦炭消耗的增加便逐漸體現(xiàn)出來(lái)。老區(qū)自2005—2010年持續(xù)提煤比，到2010年達(dá)到頂峰，2010年1—9月累計(jì)煤比超過(guò)185 kg/t，可燃料消耗也在持續(xù)升高；新二區(qū)經(jīng)不斷探索，到2010年逐步成熟，燃料消耗接近或已步入最低點(diǎn)。

即在這5 a間煉鐵廠通過(guò)大幅度提高煤比而降低的工序能耗部分基本是新二區(qū)實(shí)現(xiàn)的，老區(qū)的貢獻(xiàn)是負(fù)值；而按照回歸分析預(yù)測(cè)，如新二區(qū)繼續(xù)提高煤比很有可能也出現(xiàn)負(fù)值。從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，萊鋼高爐要想降低燃料消耗，就應(yīng)該將煤比保持在一個(gè)最為合理的位置，而不是一味的追求高煤比。

根據(jù)目前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，可得出在當(dāng)前原燃料條件下，燃料消耗在接近470 kgce/t時(shí)就已接近拋物線頂點(diǎn)，此時(shí)即使條件有利于大提煤比也應(yīng)采取微調(diào)煤比操作，否則將導(dǎo)致消耗不降反升；萊鋼老區(qū)合理的煤粉噴吹區(qū)間應(yīng)在140～170 kg/t，萊鋼新二區(qū)為180～190 kg/t。2008—2010年，新二區(qū)高爐將煤比保持在這一區(qū)間，燃料消耗持續(xù)降低，已達(dá)到并超越老區(qū)歷史最好水平，且在生產(chǎn)中得到印證。

2.3 尋找煤氣計(jì)量系統(tǒng)問(wèn)題

2.3.1 回收高爐煤氣計(jì)量

在對(duì)各區(qū)歷年的工序能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，新區(qū)、新二區(qū)的噸鐵回收高爐煤氣是逐年遞減的，這是由于富氧率逐年上升所致，但是老區(qū)回收高爐煤氣量同樣在富氧逐年上升的情況下卻出現(xiàn)了波動(dòng)，于是回收高爐煤氣的統(tǒng)計(jì)分析工作從老區(qū)展開。

通過(guò)工藝計(jì)算結(jié)果和統(tǒng)計(jì)結(jié)果的比對(duì)，加之深入現(xiàn)場(chǎng)了解情況，弄清了數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的原因：由于荒煤氣計(jì)量表孔板經(jīng)常堵塞，清理困難，近幾年來(lái)自動(dòng)化部統(tǒng)計(jì)出下游煤氣用戶的總用氣量以確定整個(gè)煉鐵廠的煤氣發(fā)生總量，之后再進(jìn)行三區(qū)分配，新區(qū)、新二區(qū)參照計(jì)量表出數(shù)，剩下的就分給老區(qū)，由于128 m3高爐生產(chǎn)時(shí)大部分回收煤氣都分配給了128 m3高爐，因此當(dāng)128 m3高爐淘汰后750 m3高爐的煤氣發(fā)生量就突然增加了。所以，下游用戶計(jì)量不準(zhǔn)或無(wú)計(jì)量、線路虧損、放散等基本上都包含在了煉鐵煤氣發(fā)生量里，這樣就導(dǎo)致實(shí)際統(tǒng)計(jì)的噸鐵煤氣發(fā)生量與理論計(jì)算值存在較大出入，極大影響工序能耗，使降耗工作處于十分被動(dòng)的位置。

2.3.2 煤氣消耗計(jì)量

由于萊鋼焦化廠需配燒含硫量低的高爐煤氣以保證廢氣排放達(dá)到相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，出于煤氣平衡需要，老區(qū)熱風(fēng)爐強(qiáng)制配燒焦?fàn)t煤氣以節(jié)約高爐煤氣讓焦化廠使用，但此后老區(qū)高爐煤氣單耗并沒有因?yàn)榇罅颗錈範(fàn)t煤氣而下降，反而有所升高，數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，因此，立即展開對(duì)煤氣消耗的統(tǒng)計(jì)分析。

由于回收高爐煤氣計(jì)量已發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，所以對(duì)高爐煤氣消耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)筆者將二者進(jìn)行了比對(duì)分析，結(jié)果是：高爐煤氣發(fā)生量與高爐煤氣使用量波動(dòng)趨勢(shì)驚人吻合，回歸分析結(jié)果二者成正比關(guān)系，如圖2所示。

圖2 高爐煤氣發(fā)生量、使用量的回歸分析

通過(guò)煉鐵強(qiáng)制配燒焦?fàn)t煤氣前后幾月焦化廠、煉鐵老區(qū)的煤氣消耗統(tǒng)計(jì)比對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：從煉鐵廠老區(qū)強(qiáng)制配燒焦?fàn)t煤氣后，煉鐵廠的焦?fàn)t煤氣使用量明顯上升，可是焦化廠的高爐煤氣使用量卻明顯下降，且熱單耗，即（高爐煤氣+焦?fàn)t煤氣）/焦炭產(chǎn)量，也明顯下降，與實(shí)際不符。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表結(jié)合回歸分析結(jié)果可以斷定：煉鐵老區(qū)的高爐煤氣計(jì)量是不準(zhǔn)確的，且高爐煤氣使用量是根據(jù)發(fā)生量計(jì)算得出（這一點(diǎn)從計(jì)量管理部門已得到證實(shí)）。由于計(jì)量存在的問(wèn)題，進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)深度分析便失去意義，煤氣分析到此終結(jié)。

2.4 系統(tǒng)改進(jìn)

通過(guò)與萊鋼自動(dòng)化部計(jì)控處溝通協(xié)調(diào)，對(duì)煉鐵廠老區(qū)煤氣存在的計(jì)量異議作了調(diào)整。1）計(jì)量器具配備。引入力爾巴插入式煤氣計(jì)量?jī)x表，解決荒煤氣計(jì)量表孔板經(jīng)常堵塞，清理困難的問(wèn)題，確保計(jì)量相對(duì)準(zhǔn)確。2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。定期將儀表計(jì)量值與工藝計(jì)算消耗值進(jìn)行比對(duì)，出現(xiàn)異常及時(shí)校表。3）計(jì)量管理。實(shí)現(xiàn)煤氣日清日結(jié)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決計(jì)量問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

萊鋼能源統(tǒng)計(jì)分析在已有能耗統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，選用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)大量統(tǒng)計(jì)數(shù)字進(jìn)行深加工，對(duì)能耗報(bào)表中的生產(chǎn)基本情況、能源利用程度指標(biāo)進(jìn)行了綜合分析，分析出當(dāng)前生產(chǎn)條件下萊鋼煉鐵工序燃料消耗變化的規(guī)律，為制定能源計(jì)劃、降低工序能耗、增加效益提供科學(xué)的決策依據(jù)，從而年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5 000余t，同時(shí)改進(jìn)了煤氣計(jì)量系統(tǒng)，促進(jìn)了能源管理工作的有效開展。

由于長(zhǎng)期以來(lái)萊鋼煉鐵廠沒有形成專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)分析工作開展困難，收集數(shù)據(jù)耗費(fèi)人力且時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，建議建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，形成統(tǒng)計(jì)分析體制，從而更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。

［1］隗斌賢.能源統(tǒng)計(jì)與分析［M］.北京：科學(xué)出版社，1992.

Application of Statistical Analysis in Ironmelting Energy Management

ZHANG Ming,CHEN Yanhui,LI Nan

（The Ironmaking Plant of Laiwu Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

Based on the statistical energy consumption existing,combining energy statistical analysis with production practice,the appropriate statistical analysis methods for deep processing of a large number of statistics was adopted.The unit consumption in ironmaking process fuel consumption can be decompounded statistic,The focus of statistical analysis is fuel consumption according to its consumption.Using regression analysis for each region the most reasonable blast furnace fuel consumption interval can be solved. Combined with the process of calculation,it is found that there is the scene of gas measurement problems and improved with statistical analysis method,implementation of energy saving in ironmaking system,standard coal 5 000 t was saved in about 5 years.

statistical analysis;energy management;ironmelting;energy saving

TK018

A

1004-4620（2015）03-0049-02

2014-08-12

張明，男，1970年生，1994年畢業(yè)于鞍山鋼鐵學(xué)院鋼鐵冶金專業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠副廠長(zhǎng)，高級(jí)工程師，從事燒結(jié)、煉鐵技術(shù)管理工作。