·226· 北京科技大学学报 第34卷 可靠度作为基准，将第j月的与其进行比较，则第j 表12009年电弧炉工序能耗可靠性指标计算结果 月与第i月的能耗可靠度的变化可以用能效比变化 Table 1 Calculation results of energy consumption reliability index of EAF in 2009 和相近度变化来表示，如下式： 正常生产工 h(是)=h(8)=ln(经)+h(念) 工序能效 况工序能效， 工序 月份 (P/E)/ 相近度， (P/E)/ 能效比 中 (13) (tGJ-) (t"G-1) 多 为了定量衡量工序能效比和相近度对能耗可靠 0.619 0.759 0.815 0.785 度的影响，引入贡献指数6的概念.工序能效比和 2 0.702 0.852 0.823 0.882 相近度变化对能耗可靠度变化的贡献指数分别用 0.694 0.837 0.830 0.865 C(&→R)与C(中→R)表示，由 0.700 0.858 0.817 0.887 csw=[(g)]/[n(是)] (14) 0.697 0.876 0.796 0.906 0.704 0.896 0.786 0.926 和 0.692 0.849 0.815 0.878 中-R=-[(念)]/[(R)川](15) 0.688 0.864 0.797 0.893 0.729 0.967 0.754 1.000 计算得到.其中C(ε→R)+C(中→R)=100%.贡 10 0.714 0.893 0.799 0.923 献指数为正时，表示R与ε（或中）正相关；贡献指数 11 0.680 0.814 0.836 0.841 为负时，表示R与ε（或）负相关. 12 0.692 0.866 0.799 0.895 3应用实例及分析 可由式(16)得到.同理，在规定时间(1a)内，2006、 运用钢铁生产过程系统能耗可靠度评价指标对 2007和2008年电炉工序的规定功能分别为0.823 国内某特殊钢厂的电炉炼钢过程单元/工序进行能 tG-1、0.809tG-1和0.963tG-1,4a的能耗可 耗可靠性评价.该特殊钢厂从2006年到目前在电 靠度计算结果见表2 炉工序的炉料结构、产品结构及能量结构方面不断 地进行技术改进，如加大热装铁水的比例、优化用氧 R=[(),]D=[()]/[[伦)]小 工艺、稳定生产节奏等，工序的能源效率也得到了很 (16) 大的提高.2006一2009年，该电炉工序的月平均能 式中，n为规定的年份.当规定时间为2006一2009 耗由原来的1.707Gt-1降至1.431GJt1 年（即4a)时，电炉工序的规定功能为实现4a中正 3.1评价指标计算 常生产状况下的最大能效，即0.967t翻·G-1,则在 以该厂2006一2009年电弧炉工序生产数据为 规定时间(4a内)，2006一2009年的能耗可靠度计 基础，计算规定时间为la和规定时间为4a的过程 算结果见表3.结果表明，2006一2009年期间，2009 单元能耗可靠性指标.2009年的计算结果见表1. 年的月平均能耗度最大达0.716,2008年的平均能 同理可得2006一2008年的各项指标. 耗可靠度最小为0.643 从表1中可以看出，2009年9月正常生产工况 由图2可知：在规定时间内，电弧炉工序能效随 下的工序能效最高，因此在规定时间(1a)内，电炉 能耗可靠度的增加而增加，但不同年份，其增加速率 工序的规定功能为实现正常生产状况下的最大工序不同.因此，在能耗可靠度相同的情况下，不同年份 能效0.967tG-1,则2009年各月的能耗可靠度R 的电炉工序能效不同.对于同一过程单元/工序，在 表22006一2009年电弧炉工序各月的能耗可靠度（规定时间为1a) Table 2 Energy consumption reliability of EAF in different months of 2006 to 2009 when the stated period is one year 年份 1月 2月3月 4月5月 6月7月8月 9月 10月 11月 12月 2006 0.6550.7540.7740.8130.7960.8050.7940.825 0.8580.8110.825 0.790 2007 0.7890.822 0.809 0.8390.8390.824 0.8280.709 0.6980.717 0.720 0.800 2008 0.707 0720 0.653 0.6370.642 0.603 0.511 0.772 0.7120.587 0.594 0.609 2009 0.640 0.726 0.718 0.7240.721 0.728 0.715 0.712 0.754 0.738 0.703 0.715北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 可靠度作为基准，将第 j 月的与其进行比较，则第 j 月与第 i 月的能耗可靠度的变化可以用能效比变化 和相近度变化来表示，如下式: ( ln Rj R ) i = ( ln εjj εi ) i = ( ln εj ε ) i + ( ln j  ) i ． ( 13) 为了定量衡量工序能效比和相近度对能耗可靠 度的影响，引入贡献指数［6］的概念． 工序能效比和 相近度变化对能耗可靠度变化的贡献指数分别用 C( ε→R) 与 C( →R) 表示，由 C( ε→R) = [ ( ln εj ε ) ] [ i ( ln Rj R ) ] i ( 14) 和 C( →R) = [ ( ln j  ) ] [ i ( ln Rj R ) ] i ( 15) 计算得到． 其中 C( ε→R) + C( →R) = 100% ． 贡 献指数为正时，表示 R 与 ε( 或 ) 正相关; 贡献指数 为负时，表示 R 与 ε( 或 ) 负相关． 3 应用实例及分析 运用钢铁生产过程系统能耗可靠度评价指标对 国内某特殊钢厂的电炉炼钢过程单元/工序进行能 耗可靠性评价． 该特殊钢厂从 2006 年到目前在电 炉工序的炉料结构、产品结构及能量结构方面不断 地进行技术改进，如加大热装铁水的比例、优化用氧 工艺、稳定生产节奏等，工序的能源效率也得到了很 大的提高． 2006—2009 年，该电炉工序的月平均能 耗由原来的 1. 707 GJ·t － 1 降至 1. 431 GJ·t － 1 ． 3. 1 评价指标计算 以该厂 2006—2009 年电弧炉工序生产数据为 基础，计算规定时间为 1 a 和规定时间为 4 a 的过程 单元能耗可靠性指标． 2009 年的计算结果见表 1． 同理可得 2006—2008 年的各项指标． 从表 1 中可以看出，2009 年 9 月正常生产工况 下的工序能效最高，因此在规定时间( 1 a) 内，电炉 工序的规定功能为实现正常生产状况下的最大工序 能效 0. 967 t·GJ － 1 ，则 2009 年各月的能耗可靠度 R 表 1 2009 年电弧炉工序能耗可靠性指标计算结果 Table 1 Calculation results of energy consumption reliability index of EAF in 2009 月份 工序能效， ( P /E ) / ( t·GJ － 1 ) 正常生产工 况工序能效， ( P1 /E1 ) / ( t·GJ － 1 ) 工序 能效比， ε 相近度，  1 0. 619 0. 759 0. 815 0. 785 2 0. 702 0. 852 0. 823 0. 882 3 0. 694 0. 837 0. 830 0. 865 4 0. 700 0. 858 0. 817 0. 887 5 0. 697 0. 876 0. 796 0. 906 6 0. 704 0. 896 0. 786 0. 926 7 0. 692 0. 849 0. 815 0. 878 8 0. 688 0. 864 0. 797 0. 893 9 0. 729 0. 967 0. 754 1. 000 10 0. 714 0. 893 0. 799 0. 923 11 0. 680 0. 814 0. 836 0. 841 12 0. 692 0. 866 0. 799 0. 895 可由式( 16) 得到． 同理，在规定时间( 1 a) 内，2006、 2007 和 2008 年电炉工序的规定功能分别为 0. 823 t·GJ － 1 、0. 809 t·GJ － 1 和 0. 963 t·GJ － 1 ，4 a 的能耗可 靠度计算结果见表 2． Ri = [ ( ) P E ] i /D = [ ( ) P E ] [ i max 12 × n i [ ( = 1 P1 E ) 1 ] ] i . ( 16) 式中，n 为规定的年份． 当规定时间为 2006—2009 年( 即 4 a) 时，电炉工序的规定功能为实现 4 a 中正 常生产状况下的最大能效，即 0. 967 t钢·GJ － 1 ，则在 规定时间( 4 a 内) ，2006—2009 年的能耗可靠度计 算结果见表 3． 结果表明，2006—2009 年期间，2009 年的月平均能耗度最大达 0. 716，2008 年的平均能 耗可靠度最小为 0. 643． 由图 2 可知: 在规定时间内，电弧炉工序能效随 能耗可靠度的增加而增加，但不同年份，其增加速率 不同． 因此，在能耗可靠度相同的情况下，不同年份 的电炉工序能效不同． 对于同一过程单元/工序，在 表 2 2006—2009 年电弧炉工序各月的能耗可靠度( 规定时间为 1 a) Table 2 Energy consumption reliability of EAF in different months of 2006 to 2009 when the stated period is one year 年份 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 2006 0. 655 0. 754 0. 774 0. 813 0. 796 0. 805 0. 794 0. 825 0. 858 0. 811 0. 825 0. 790 2007 0. 789 0. 822 0. 809 0. 839 0. 839 0. 824 0. 828 0. 709 0. 698 0. 717 0. 720 0. 800 2008 0. 707 0. 720 0. 653 0. 637 0. 642 0. 603 0. 511 0. 772 0. 712 0. 587 0. 594 0. 609 2009 0. 640 0. 726 0. 718 0. 724 0. 721 0. 728 0. 715 0. 712 0. 754 0. 738 0. 703 0. 715 ·226·