[發明專利]一種乙烯生產裝置節能減排潛能檢測方法

在審

• 申請號: 201611055967.5
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106777901A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 韓永明;朱群雄;陳亞勛;耿志強;徐圓;賀彥林
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司11108
• 代理人: 張洪年

1.一種乙烯生產裝置節能減排潛能檢測方法，其特征在于，確定生產過程中的能源輸入和非能源輸入，期望輸出以及非期望輸出，根據能源輸入的碳排放系數將各個輸入的歷史數據進行處理，利用改進的數據包絡分析(DEA)模型算法線性最優化得到能源和環境效率值，其中DEA非有效，效率值不為1的決策單元具有節能減排潛能，根據線性歷史生產數據及計算所得的松弛因子量化具有節能減排潛能的決策單元的能源降耗及降低碳排放的潛能。

2.根據權利要求1所述的乙烯生產裝置節能減排潛能檢測方法，其特征在于，引入碳排放系數計算得到決策單元DMU_j中的碳排放量C_j：

$C_j=\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}(E_{ij}\×F_i)---\left(1\right)$

其中E_ij為決策單元DMU_j中的能源輸入量，F_i代表能源輸入量E_ij所對應的碳排放系數。

3.根據權利要求2所述的乙烯生產裝置節能減排潛能檢測方法，其特征在于，所述能源輸入量為原料、燃料和電的輸入量，其中，原料、燃料和電的碳排放系數分別為3.07、3.24和3.56。

4.根據權利要求3所述的乙烯生產裝置節能減排潛能檢測方法，其特征在于，n個決策單元DMU_j的輸入和輸出指標值分別為x_j＝(x_1j,x_2j,…,x_mj)^T>0,y_j＝(y_1j,y_2j,…,y_sj)^T>0,j＝1,…,n，基于投入和產出的DEA模型表達為：

minθ

$s.t.\left\{\begin{array}{c}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{X}_j+{s_j}^{+}={\mathrm{\θX}}_{j0}\\ \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{Y}_j-{s_j}^{-}=Y_{j0}\\ {\mathrm{\λ}}_j,{s_j}^{+},{s_j}^{-}\≥0,j=1,2,\mathrm{...},n\end{array}\right.---\left(2\right)$

當線性計算結果θ＝1且λ_j>0,s_j⁺>0,s_j^->0時，決策單元j為DEA有效；反之為DEA非有效，此時通過松弛變量調整使得決策單元為DEA有效；

引入預設權重ω、各決策單元的能源及環境效率值α和θ，對各個能源輸入設置效率參數，改進的DEA模型表達為：

$EPI=min\frac{1}{2}({\mathrm{\ω}}_o{\mathrm{\α}}_o+{\mathrm{\ω}}_f{\mathrm{\α}}_f+{\mathrm{\ω}}_e{\mathrm{\α}}_e+\mathrm{\θ})$

$s.t.\left\{\begin{array}{c}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{\mathrm{Eo}}_j+{s_o}^{-}={\mathrm{\α}}_o{\mathrm{Eo}}_{jo},\\ \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{\mathrm{Ef}}_j+{s_f}^{-}={\mathrm{\α}}_f{\mathrm{Ef}}_{jo},\\ \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{\mathrm{Ee}}_j+{s_e}^{-}={\mathrm{\α}}_o{\mathrm{Ee}}_{jo},\\ \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{\mathrm{Ew}}_j+{s_w}^{-}={\mathrm{Ew}}_{jo},\\ \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{\mathrm{Es}}_j+{s_s}^{-}={\mathrm{Es}}_{jo},\\ \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{E}_j-{s_E}^{+}=E_{jo},\\ \underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{C}_j={\mathrm{\θC}}_{jo},\\ {\mathrm{\λ}}_j,{s_o}^{-1},{s_f}^{-},{s_e}^{-},{s_w}^{-1},{s_s}^{-1},{s_E}^{+},{\mathrm{\α}}_o,{\mathrm{\α}}_f,{\mathrm{\α}}_o,\mathrm{\θ}\≥0.\end{array}\right.---\left(3\right)$

其中，EPI為目標函數，代表決策單元的環境效率指數。

5.根據權利要求4所述的乙烯生產裝置節能減排潛能檢測方法，其特征在于，經過線性計算得到參數最優值以后，對DEA非有效的決策單元進行數據結果分析，獲取每一個能源輸入的環境效率值α和松弛變量s^-，以及非期望輸出CO₂的環境效率值θ。根據參數最優解結果對各個決策單元的節能減排潛能進行衡量，計算方法為：

Os＝(1-α_o)Eo₀+s_o^-(4)

Fs＝(1-α_f)Ef₀+s_f^-(5)

Es＝(1-α_e)Ee₀+s_s^-(6)

Cr＝(1-θ)C₀(7)

其中Os,Fs,Es分別代表能源投入原料、燃料和電的節能降耗潛能，Cr代表CO₂排放減少量的目標預測。