煉化企業(yè)工藝加熱爐節(jié)能運行的綜合評價

青山

摘要對工藝加熱爐的運行情況進行綜合評價，是煉化企業(yè)設(shè)備節(jié)能管理的一項基礎(chǔ)性工
作。采用基于熵權(quán)法和層次分析法的主客觀組合賦權(quán)法，確定排煙溫度、爐體外表面溫度、煙
氣氧含量、過�？諝庀禂�(shù)和熱效率等五項指標的權(quán)重系數(shù)。對新疆兩家石化企業(yè)的加熱爐按熱
負荷大小分為四組，采用灰色關(guān)聯(lián)度法進行節(jié)能運行的綜合評價，通過比較關(guān)聯(lián)度的大小得到
節(jié)能情況的排序，為企業(yè)加強加熱爐的節(jié)能管理提供了可靠的依據(jù)。采用Excel VBA 編程簡化了
加熱爐評價計算過程，為企業(yè)評價加熱爐運行狀況提供了便利。
關(guān)鍵詞工藝加熱爐熵權(quán)法層次分析法灰色關(guān)聯(lián)主客觀組合賦權(quán)法

工業(yè)加熱爐總是要在一定過量空氣量的條件下
才能完全燃燒。燃燒所用實際空氣量與理論空氣量
之比叫做過�？諝庀禂�(shù)。在實際操作中，如果過剩
空氣量增加，排煙時大量的過剩空氣將熱量帶走排
入大氣，使得排煙損失增加，熱效率降低，見圖1。
圖1 過�？諝庀禂�(shù)對熱效率的影響
圖1 表示在不同的排煙溫度下，過�？諝庀禂�(shù)
每增加0.1 對熱效率下降值的影響[1]。由此可見，降
低過�？諝庀禂�(shù)可以有效地減少排煙損失，提高熱
效率。
1.5 熱效率
加熱爐熱效率是反映加熱爐整體運行水平的重
要指標。影響加熱爐熱效率的主要因素有排煙溫度
的高低、過�？諝庀禂�(shù)大小、爐體保溫情況及其散
熱損失、燃料完全燃燒程度。熱效率的計算一般采
用反平衡法。
2 評價指標的主客觀賦權(quán)法
加熱爐的節(jié)能運行評價是多指標綜合評價問
題，必須確定科學(xué)合理的指標權(quán)重。賦權(quán)方法分為
主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法包括專家咨
詢（Delphi） 法、AHP法等，客觀賦權(quán)法包括熵權(quán)
法、相關(guān)系數(shù)法等。
2.1 熵權(quán)法
熵在信息論中用來度量數(shù)據(jù)所提供的有效信息
量。當(dāng)評價對象在某項指標上的值相差較大時，提
供的有效信息量大，則該指標的權(quán)重較大；反之，
若某項指標的值相差較小，則權(quán)重也較��；在某項
指標上值完全相同時，應(yīng)考慮從評價指標中去除。
因此，可以根據(jù)各個指標指標值的差異程度，通過
熵值計算各指標的權(quán)重。具體步驟[3]如下：
設(shè)有m 個評價對象為X = （X1，X2，...，Xm），
對n 個評價指標進行評價得到評價矩陣
Aij = {xi( j)} （xi( j) 為第i 個指標的值）。對于給定
的評價指標j ， xi( j) 的差異越大，則評價區(qū)分度
的信息越大。信息熵函數(shù)表達式為：
ej = -kΣi = 1
m xi( j)

n - E（j = 1,2,…,n） （3）
則wj 可度量不同指標的區(qū)分能力，也即各指
標權(quán)重信息。
2.2 層次分析法
層次分析法（AHP） 是美國運籌學(xué)家T. L.
Saaty 教授于20 世紀70 年代初提出的一種定性與定
量分析相結(jié)合的多指標決策方法，是一種主觀賦權(quán)
方法。它通過兩兩比較的方式，結(jié)合“1～9 比率
標度”，確定分層結(jié)構(gòu)不同指標的權(quán)重，并對專家
判斷的一致性進行檢驗，若一致性不符合要求，允
許重新判斷決策，從而將復(fù)雜、模糊的問題簡化、
量化。該方法能模型建立和求解較簡便，也能有效
地降低專家的個人偏好對打分的影響。
2.3 主客觀組合賦權(quán)法
熵權(quán)法的突出優(yōu)點是：權(quán)重系數(shù)客觀性強，是
由指標數(shù)據(jù)矩陣的計算得出。但賦權(quán)法的結(jié)果中最
重要的指標不一定就有最大的權(quán)重系數(shù)，解釋性不
好。因此，還必須結(jié)合層次分析法，彌補單純熵權(quán)
法的缺陷。在實際確定指標的權(quán)重中，可根據(jù)需要
將主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法，采用合適的組合方式
構(gòu)造組合權(quán)值，稱之為組合賦權(quán)法[4]。組合賦權(quán)可
以彌補單純使用主觀賦權(quán)法或客觀賦權(quán)存在的缺
點，減少隨意性。