高鑫，黃書華(中天合創(chuàng)能源有限責任公司化工分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300)

0 引言

統(tǒng)計學是一門數(shù)據(jù)學科，提供了一系列用于收集、處理、分析和解釋數(shù)據(jù)的方法，通過定量分析、定性分析，從數(shù)據(jù)中得出結(jié)論，為工作決策提供必要的理論和數(shù)據(jù)支撐。若要使煤炭能源得到清潔高效的利用，就要善于運行科學的統(tǒng)計手段，開展嚴謹?shù)慕y(tǒng)計分析工作，為煤化工裝置的高效運行提供重要的數(shù)據(jù)信息，進而做出科學的決策。本文以中天合創(chuàng)煤炭深加工示范項目為例，開展統(tǒng)計分析在煤化工綠色低碳生產(chǎn)中的研究，提出存在的問題并給出相應(yīng)對策。

1 煤制甲醇統(tǒng)計分析的必要性

與傳統(tǒng)油制烯烴相比，統(tǒng)計分析在煤制烯烴項目中的應(yīng)用處于起步階段，而煤制甲醇是煤制烯烴的重要環(huán)節(jié)。研究統(tǒng)計分析在煤制甲醇中的應(yīng)用，對推動煤炭清潔高效利用、實現(xiàn)煤化工綠色低碳發(fā)展尤為重要[1]。

2 能源統(tǒng)計的內(nèi)容

中天合創(chuàng)作為全國最大的煤炭深加工示范項目，以煤為原料生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品，其核心生產(chǎn)部門甲醇部由空分、煤氣化、凈化、甲醇合成、硫回收五個裝置組成。MTO級甲醇設(shè)計產(chǎn)量為360萬噸/年，原料煤消耗為511萬噸/年。日常能源統(tǒng)計工作中應(yīng)用描述統(tǒng)計、推斷統(tǒng)計等方法，對生產(chǎn)裝置投入的原料煤、化工三劑、水、電、氣、汽、風，生產(chǎn)的MTO級甲醇及副產(chǎn)的硫磺、蒸汽等數(shù)據(jù)進行收集、加工處理，探索各裝置間的生產(chǎn)規(guī)律與平衡關(guān)系，分析、預(yù)測單位MTO級甲醇綜合能耗、單位MTO級甲醇耗煤等生產(chǎn)技術(shù)指標。為生產(chǎn)裝置節(jié)能降耗、降本增效提供數(shù)據(jù)支撐，從而實現(xiàn)統(tǒng)計工作與煤化工綠色低碳生產(chǎn)工作的深度融合。

3 數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計分析的應(yīng)用

數(shù)據(jù)挖掘是通過對數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和特征進行整理，進而解決實際問題的過程。一切理論的支撐都需要用數(shù)據(jù)說話，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以了解裝置生產(chǎn)基本情況。為滿足優(yōu)化調(diào)整的管理需求，需要挖掘統(tǒng)計分析的潛在價值，以實現(xiàn)煤化工綠色低碳發(fā)展，適應(yīng)能源化工企業(yè)在碳達峰、碳中和時代背景。

3.1 回歸分析、相關(guān)分析在目標產(chǎn)量中的應(yīng)用

“某月生產(chǎn)經(jīng)營計劃”中，計劃使用熱值為24 277.94 kJ原料煤，生產(chǎn)MTO級甲醇39.8萬噸。

3.1.1 通過回歸分析預(yù)警目標產(chǎn)量

CTM裝置生產(chǎn)MTO級甲醇產(chǎn)量目標的完成程度，直接影響公司的生產(chǎn)經(jīng)營情況。截至當月11日CTM裝置生產(chǎn)MTO級甲醇14萬噸，實時通過一元線性回歸模型實時分析預(yù)測MTO級甲醇生產(chǎn)進度。

所謂一元線性回歸模型Y=β0+β1X+ε，用來描述因變量和自變量和誤差項的依賴程度，其中β0、β1為模型的參數(shù)；ε為誤差是個隨機變量[2]；Y為因變量，是期望的月度產(chǎn)量；β0為當前進度14萬噸；β1為當月剩余運行天數(shù)20天；X為自變量，是日產(chǎn)量(約1.26萬噸)。

若不考慮突發(fā)情況，經(jīng)推導(dǎo)該月預(yù)計生產(chǎn)39.2萬噸MTO級甲醇，小于目標產(chǎn)量39.8萬噸。通過回歸分析預(yù)警到該裝置只有提高日產(chǎn)量，才能滿足下游裝置生產(chǎn)需求，才能達到裝置高效生產(chǎn)的經(jīng)營目標。為找到制約產(chǎn)量的影響因素，通過跟蹤原料煤倉煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當月原料煤煤質(zhì)分析中平均熱值23 352.87 kJ，平均灰分19.76%，平均水分12.72%，初步判斷原料煤熱值低是導(dǎo)致產(chǎn)量低的原因。

3.1.2 通過相關(guān)分析查找增產(chǎn)降耗方法

能源統(tǒng)計中變量與變量之間存在著相關(guān)關(guān)系，變量間的相關(guān)程度可分為完全相關(guān)、不完全相關(guān)和不相關(guān)，相關(guān)方向可分為正相關(guān)和負相關(guān)。

(1)為充分了解原料煤熱值與MTO級甲醇產(chǎn)量之間的關(guān)系，現(xiàn)對兩組不同統(tǒng)計周期的數(shù)據(jù)進行分析，兩組數(shù)據(jù)分別在各自相同運行條件下采集，數(shù)據(jù)資料中3月某日統(tǒng)計數(shù)據(jù)的運行工況均為10臺氣化爐運行，1月、5月日平均值統(tǒng)計數(shù)據(jù)的運行工況均為11臺氣化爐運行，下面通過圖表對數(shù)據(jù)進行可視化展示，如圖1所示。

圖1 原料煤熱值與MTO級甲醇產(chǎn)量、單位MTO級甲醇耗煤的關(guān)系趨勢圖

由圖1資料可以看出，無論是日生產(chǎn)數(shù)據(jù)還是月平均生產(chǎn)數(shù)據(jù)，無論是10臺氣化爐運行還是11臺氣化爐運行，原料煤熱值與MTO級甲醇產(chǎn)量呈現(xiàn)正相關(guān)，熱值越高MTO級甲醇產(chǎn)量越高。

將圖1數(shù)據(jù)進行環(huán)比平均推算，原料煤熱值由22 603.60 kJ提升至24 277.94 kJ，熱值每增加418.59 kJ，MTO級甲醇產(chǎn)量每天增加604 t，若全月熱值穩(wěn)定在24 277.94 kJ，MTO級甲醇產(chǎn)量將增加約18 736噸/月，有利于裝置綠色低碳生產(chǎn)。根據(jù)當前市場條件下MTO級甲醇2 660元/噸，變動成本1 336元/噸測算(原料煤價格按照當月均價測算，即忽略原料煤價格波動影響)，熱值每增加418.59 kJ，MTO級甲醇產(chǎn)量增加可增效約2 000萬元/月。

(2)為充分了解原料煤熱值與降低能耗總量的關(guān)系，在(1)同樣工況、同樣日期條件下，采集原料煤熱值與單位MTO級甲醇耗煤相關(guān)數(shù)據(jù)，如圖1所示。

由圖1資料可以看出，原料煤熱值與單位MTO級甲醇耗煤呈現(xiàn)負相關(guān)。假定目標產(chǎn)量不變，熱值越高單位MTO級甲醇耗煤越低，相當于能耗總量越低，由于原料煤消耗占總能源消耗的94.7%，同樣導(dǎo)致單位MTO級甲醇綜合能耗降低，所以提高原料煤的熱值有利于降低能耗總量。

3.2 異常數(shù)據(jù)分析在數(shù)據(jù)平衡中的應(yīng)用

統(tǒng)計工作的準確性依托于計量器具的精準性和完備性，計量器具缺失或失真都會導(dǎo)致統(tǒng)計數(shù)據(jù)可靠性降低。CTM裝置用于結(jié)算能源產(chǎn)耗的計量表有340余塊，無表統(tǒng)計點有50余項，且計量表后存在放空的情況，統(tǒng)計介質(zhì)間有著錯綜復(fù)雜的統(tǒng)計關(guān)系。

當供收雙方出現(xiàn)計量數(shù)據(jù)差異時，會采用統(tǒng)計平衡的方法對差量進行處理。統(tǒng)計平衡規(guī)則原則上以產(chǎn)出方為準，特殊情況除外。CTM裝置產(chǎn)品MTO級甲醇的供需流程為，上游CTM裝置生產(chǎn)MTO級甲醇送下游MTO裝置消耗，通過甲醇罐區(qū)調(diào)節(jié)余量，如圖2所示。CTM裝置生產(chǎn)MTO級甲醇的流量計為孔板流量計，下游裝置消耗MTO級甲醇的流量計為質(zhì)量流量計，計量管理上認定質(zhì)量流量計精度較孔板流量計精確度高。所以企業(yè)認定MTO級甲醇產(chǎn)量結(jié)算的方法為：通過下游裝置MTO級甲醇消耗量及罐存變化量倒推MTO級甲醇產(chǎn)量，未設(shè)置甲醇儲罐的儲耗。

圖2 MTO級甲醇供需流程示意圖

MTO級甲醇結(jié)算量的多少對CTM裝置各項經(jīng)濟指標的影響很大，為保證CTM裝置MTO級甲醇產(chǎn)量計量、統(tǒng)計準確無誤，本文收集整理了同等生產(chǎn)負荷下供需雙方的數(shù)據(jù)，并對MTO級甲醇產(chǎn)、耗、存數(shù)據(jù)變化情況進行橫向、縱向?qū)Ρ龋ㄟ^異常數(shù)據(jù)分析監(jiān)督計量表運行情況，如表1所示。

由表1資料可以看出，在生產(chǎn)負荷穩(wěn)定的情況下，3月9日—15日平衡量大幅增大。供出方對統(tǒng)計數(shù)據(jù)提出質(zhì)疑，開展異常數(shù)據(jù)分析，通過計量表校驗、相關(guān)指標核算比對，最終發(fā)現(xiàn)下游裝置計量表出現(xiàn)異常計量。通過表1數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，CTM裝置找回MTO級甲醇1 752 t，折合效益232萬元。實踐證明，通過異常數(shù)據(jù)分析可以監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準確性，也可以促使能源結(jié)算雙方主動監(jiān)督計量表的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)所在，降低統(tǒng)計問題的發(fā)生。

表1 MTO級甲醇平衡統(tǒng)計表

4 存在的問題

(1)無表估量影響數(shù)據(jù)準確性。受原始設(shè)計中計量器具不完備等因素的影響，在統(tǒng)計工作中“七分統(tǒng)計，三分估算”的現(xiàn)象依舊存在，這一現(xiàn)象增加了能源供需差異分析及制定能源節(jié)約措施的難度。

(2)數(shù)據(jù)平衡處理影響統(tǒng)計分析質(zhì)量。統(tǒng)計平衡手段的應(yīng)用，一方面，一定程度粉飾了計量器具的準確性問題，統(tǒng)計工作者難以判斷出能耗波動到底是計量器具的準確性存在問題還是職工操作水平存在問題。另一方面，平衡后的數(shù)據(jù)與原始計量表顯示的數(shù)據(jù)之間的差量往往是不穩(wěn)定的，而且統(tǒng)計平衡后的數(shù)據(jù)存在滯后性，統(tǒng)計者不能隨時了解到平衡后能耗物耗變化情況，不利于裝置生產(chǎn)消耗的過程控制。

5 建議

(1)由于計量器具的安裝精度、計量器具的配備率會影響統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準確性和實用價值，進而影響對生產(chǎn)裝置實際運行情況、實際生產(chǎn)經(jīng)營情況的判斷，所以新建裝置要充分考慮、規(guī)避上述問題。

(2)正確認識實現(xiàn)碳達峰、碳中和是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在需求[3]，提高對能源統(tǒng)計分析的重視程度，將“重視日常管理、加強動態(tài)管控”的管理理念落到實處，實時關(guān)注日常統(tǒng)計數(shù)據(jù)，深入分析能源消耗、生產(chǎn)平衡量、計量表運行等情況，深入挖掘數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的潛在優(yōu)勢，充分利用統(tǒng)計工作的可預(yù)測性，為節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，全面提升整體統(tǒng)計核算水平。

6 結(jié)語

在煤化工生產(chǎn)領(lǐng)域中，統(tǒng)計分析是推動煤化工節(jié)能降耗、綠色低碳生產(chǎn)的重要工具之一。通過統(tǒng)計分析，找到了原料煤熱值低等制約CTM裝置綠色低碳生產(chǎn)的因素，為管理者合理評估裝置運行情況提供數(shù)據(jù)支撐，進而不斷提高CTM裝置綠色低碳生產(chǎn)能力，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益，極大地助力了CTM裝置綠色低碳發(fā)展。