张明，陈艳辉，李南

（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

信息化建设

统计分析在炼铁能源管理中的应用

张明，陈艳辉，李南

（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

通过开展能源统计分析工作，在已有能耗统计基础上，联系生产实际，选用适当的统计分析方法对大量统计数字进行深加工，将炼铁工序能耗进行单耗分解统计，按其构成确定统计分析重点为燃料消耗；通过燃料消耗的回归分析，求解出各区域高炉最为合理的燃料消耗区间；用统计分析法结合工艺计算发现现场煤气计量存在的问题并加以改进，从而为制定能源计划、降低工序能耗、增加效益提供科学的决策依据，实现炼铁系统节能，年节约标准煤5 000余t。

统计分析；能源管理；炼铁；节能

1 前言

能源消耗统计是能源管理工作中的重要组成部分，从企业的能源消耗平衡统计，可纵观全企业的能源消耗分布、综合能耗指标及各个工序能耗指标等情况［1］。随着莱钢能源管理网建成和统计体制不断完善，积累了大量数据，为运用计算机快速进行数据分析奠定了基础。目前能源平衡报表最大的弱点就是统计分析肤浅，无法反映各种能源消耗的内在联系及其变化的规律性，从而不能有效指导能源管理工作。

炼铁工序能耗占吨钢工序能耗的70%左右，是莱钢能源消耗的重点。为此，在完成常规能源统计任务的基础上，积极开展能源统计分析研究工作显得非常重要。

2 能源统计分析

2.1 确定统计分析重点

由于炼铁工艺复杂，消耗能源种类多，涉及炼铁工序能耗的介质达10多种，其构成情况见表1。现有统计数据没有形成数据库，若逐一统计分析一方面数据收集工作量大，耗时长，另一方面还有可能在统计分析过程中顾此失彼，导致工作失效。因此，统计分析将炼铁工序能耗进行单耗分解统计，折算为标准煤，按其构成确定统计分析重点。

通过工序能耗构成分析，确定了燃料消耗（焦炭、煤粉）为统计分析第一重点，其余依次分析回收高炉煤气、高炉煤气消耗。

2.2 探寻最为合理的燃料消耗

自2008年以来莱钢炼铁厂通过大幅提煤比降焦比，实现了工序能耗的不断降低，煤比阶段性突破200 kg/t。统计分析了近10 a来的煤比、焦比和燃料消耗（煤粉、焦炭折标煤后的和）间的关系，针对煤比、燃料消耗之间的联系是否存在某种内在的规律进行了回归分析，结果是燃料消耗与煤比满足一条开口向上的抛物线，分析结果如图1所示。

表1 炼铁工序能耗构成情况%

图1 燃料消耗与煤粉消耗的回归分析

从统计数据及回归分析的结果可知：1）在焦比较高、煤比100 kg左右的时期，即技术指标较低时或高炉开炉初期，提煤比降低工序能耗的成效是显著的。2）当煤比提升至一定高度再继续升高（基于原燃料条件不一样，莱钢老区、新二区表现的数值不在同一个范围）后，燃料消耗进入最低点而后开始上升，但在大提煤比的初期燃料消耗的增加并不明显，这是由于短期内大提煤比高炉是能够接受的，而在煤比持续保持相当高度后焦炭消耗的增加便逐渐体现出来。老区自2005—2010年持续提煤比，到2010年达到顶峰，2010年1—9月累计煤比超过185 kg/t，可燃料消耗也在持续升高；新二区经不断探索，到2010年逐步成熟，燃料消耗接近或已步入最低点。

即在这5 a间炼铁厂通过大幅度提高煤比而降低的工序能耗部分基本是新二区实现的，老区的贡献是负值；而按照回归分析预测，如新二区继续提高煤比很有可能也出现负值。从这一点上来说，莱钢高炉要想降低燃料消耗，就应该将煤比保持在一个最为合理的位置，而不是一味的追求高煤比。

根据目前统计数据分析，可得出在当前原燃料条件下，燃料消耗在接近470 kgce/t时就已接近抛物线顶点，此时即使条件有利于大提煤比也应采取微调煤比操作，否则将导致消耗不降反升；莱钢老区合理的煤粉喷吹区间应在140～170 kg/t，莱钢新二区为180～190 kg/t。2008—2010年，新二区高炉将煤比保持在这一区间，燃料消耗持续降低，已达到并超越老区历史最好水平，且在生产中得到印证。

2.3 寻找煤气计量系统问题

2.3.1 回收高炉煤气计量

在对各区历年的工序能耗进行统计后发现，新区、新二区的吨铁回收高炉煤气是逐年递减的，这是由于富氧率逐年上升所致，但是老区回收高炉煤气量同样在富氧逐年上升的情况下却出现了波动，于是回收高炉煤气的统计分析工作从老区展开。

通过工艺计算结果和统计结果的比对，加之深入现场了解情况，弄清了数据出现异常的原因：由于荒煤气计量表孔板经常堵塞，清理困难，近几年来自动化部统计出下游煤气用户的总用气量以确定整个炼铁厂的煤气发生总量，之后再进行三区分配，新区、新二区参照计量表出数，剩下的就分给老区，由于128 m3高炉生产时大部分回收煤气都分配给了128 m3高炉，因此当128 m3高炉淘汰后750 m3高炉的煤气发生量就突然增加了。所以，下游用户计量不准或无计量、线路亏损、放散等基本上都包含在了炼铁煤气发生量里，这样就导致实际统计的吨铁煤气发生量与理论计算值存在较大出入，极大影响工序能耗，使降耗工作处于十分被动的位置。

2.3.2 煤气消耗计量

由于莱钢焦化厂需配烧含硫量低的高炉煤气以保证废气排放达到相关环境标准，出于煤气平衡需要，老区热风炉强制配烧焦炉煤气以节约高炉煤气让焦化厂使用，但此后老区高炉煤气单耗并没有因为大量配烧焦炉煤气而下降，反而有所升高，数据出现异常，因此，立即展开对煤气消耗的统计分析。

由于回收高炉煤气计量已发现存在问题，所以对高炉煤气消耗进行统计分析时笔者将二者进行了比对分析，结果是：高炉煤气发生量与高炉煤气使用量波动趋势惊人吻合，回归分析结果二者成正比关系，如图2所示。

图2 高炉煤气发生量、使用量的回归分析

通过炼铁强制配烧焦炉煤气前后几月焦化厂、炼铁老区的煤气消耗统计比对数据发现：从炼铁厂老区强制配烧焦炉煤气后，炼铁厂的焦炉煤气使用量明显上升，可是焦化厂的高炉煤气使用量却明显下降，且热单耗，即（高炉煤气+焦炉煤气）/焦炭产量，也明显下降，与实际不符。

统计数据表结合回归分析结果可以断定：炼铁老区的高炉煤气计量是不准确的，且高炉煤气使用量是根据发生量计算得出（这一点从计量管理部门已得到证实）。由于计量存在的问题，进一步对数据深度分析便失去意义，煤气分析到此终结。

2.4 系统改进

通过与莱钢自动化部计控处沟通协调，对炼铁厂老区煤气存在的计量异议作了调整。1）计量器具配备。引入力尔巴插入式煤气计量仪表，解决荒煤气计量表孔板经常堵塞，清理困难的问题，确保计量相对准确。2）数据统计。定期将仪表计量值与工艺计算消耗值进行比对，出现异常及时校表。3）计量管理。实现煤气日清日结，便于及时发现和解决计量问题。

3 结语

莱钢能源统计分析在已有能耗统计基础上，联系生产实际，选用适当的统计分析方法对大量统计数字进行深加工，对能耗报表中的生产基本情况、能源利用程度指标进行了综合分析，分析出当前生产条件下莱钢炼铁工序燃料消耗变化的规律，为制定能源计划、降低工序能耗、增加效益提供科学的决策依据，从而年节约标准煤5 000余t，同时改进了煤气计量系统，促进了能源管理工作的有效开展。

由于长期以来莱钢炼铁厂没有形成专业的数据库，导致统计分析工作开展困难，收集数据耗费人力且时间过长，建议建立专业数据库，形成统计分析体制，从而更好地指导生产。

［1］隗斌贤.能源统计与分析［M］.北京：科学出版社，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

张明，男，1970年生，1994年毕业于鞍山钢铁学院钢铁冶金专业。现为山钢股份莱芜分公司炼铁厂副厂长，高级工程师，从事烧结、炼铁技术管理工作。