能效评价方法研究及其在乙烯工业中的应用

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：垫鳌兰旦关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部

2、或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在jL年解密后适用本授权书。口非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：盎墼塑导师虢旱擎一日期：望!t：堇：堕日期：21[生兰：三苎学位论文数据集中图分类号TP29学科分类号51O．8060论文编号1001020140106密级无学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名韩永明学号2011400106获学位专业名称控制理论与控制工程获学位专业代码081101课题来源自选

3、课题研究方向能效分析论文题目能效评价方法研究及其在乙烯工业中的应用DEA交叉模型，马奎斯特指数，数据融合，模糊层次分析，解释结构关键词模型，能效评价方法论文答辩日期2014．5．22·论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师耿志强教授北京化工大学过程建模优化评阅人1评阅人2评阅人3评阅人4评阅人5撇员会拼答辩委员1答辩委员2答辩委员3答辩委员4答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在(<中国图书资料分类法》查询。三。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)((学科分类与代

4、码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要能效评价方法研究及其在乙烯工业中的应用能源是国民经济发展的源泉，是现代经济的重要支柱，是现代工业的血液。随着国民经济的发展，能源与环境问题愈发突出，节能减排已成为国家战略。流程工业是经济生产中能耗最大的行业之一，而乙烯工业是流程工业能耗最大的流程系统之一，对其进行能效分析与评价，找出节能潜力与机会，是解决乙烯行业节能减排的关键技术之一，也是控制科学与工程重要研究与应用领域。乙烯工业能效系统的物流、能流和信息流耦合交叉，同时结构组成复杂、运行因素多，难以基于生产系统建立过程模型，而且能量传递系统中的各个运行因素、

5、各个层面及其相互之间的关联基于单一的模型无法全面、合理地描述清楚。基于此本文研究了适用于流程工业的能效评价方法，并以乙烯工业的应用为实际案例验证了提出方法的正确性、可靠性和实用性。本文研究内容和取得的成果如下：(1)针对数据包络分析(DEA)模型的输入输出和决策单元相互约束及其输入输出指标不能过多的缺点，研究基于DEA模型的能效层次分析评价方法。提出一种基于输入输出数据聚类分析的DEA模型能效分析及其对DEA能效数据层次加权融合的算法。研究对输入输出数据进行聚类分析后，对不同类别装置进行DEA能效评价，找T北京化工大学博士学位论文到其不同能效情况；同时对DEA能效数据进行层

6、次加权融合，不仅能够弥补DEA本身的不足，更可以就月份、年份以及整个行业的能效进行层次分析，更能体现乙烯工业的层次能效结构。(2)针对DEA模型本身只能区分决策单元的优劣，无法实现对有效决策单元排序，而典型的DEA交叉模型中自我评价模型不能得到非有效决策单元的输入输出改进量，并且不能动态分析流程装置能效，为此提出了一种基于改进的DEA交叉模型的马奎斯特指数(MPI)能效评价方法。改进的DEA交叉模型在自我评价模型中引入松弛变量，可以找到非有效决策单元的输入输出改进量，其交叉模型能够实现对有效决策单元排序。基于改进的DEA交叉模型计算得到的马奎斯特效率指标用于乙烯工业的能效状

7、况因素分析，能够从技术改进，技术效率、规模等更深层因素指导乙烯能效提高的方向。(3)针对流程工业中能耗数据量大、部分数据具有模糊不确定性的特征，经典聚类分析和层次分析算法无法就模糊不确定的数据进行有效分析等缺点，提出了一种基于模糊融合算法的能效评价方法。提出的模糊C均值的线性优化融合算法可以避免权值为负的缺点，提高了数据融合的准确度；而模糊层次融合算法有助于研究模糊数据的可视化，在乙烯装置的具体应用能够进一步优化乙烯工业能效因素，为提高乙烯装置的能效水平提供明确的改进方向。(4)面向能效的解释结构模型可以方便地将能