淺析E—P圖在能源分析中的應用

魏海鋒

前言：

隨著國家碳中和目標的制定和能源雙控措施的執行，企業對于能源管理的要求越來越高，如何節能成為每一個企業面臨的課題。根據能源管理體系的要求，做好策劃—實施—檢查—改進的循環，能很好地提高企業能源管理的效率和節能方向。其中的檢查環節尤為關鍵，檢查是對現有的措施執行情況評估，通過對數據分析，判明能耗高原因，找到節約能源的機會，產生針對性的清潔生產方案。E-P圖是能源分析中的一種常用方法，通過分析能源與產量的關系，利用散點圖的回歸特性，找出節能機會。本文旨在結合企業生產審核，對E—P圖的基本功能予以介紹，并通過實例分析其應用價值。

一、E—P圖組成

圖一是某車間一年的天然氣消耗與產量的關系，通過繪制散點圖，制作成能源E—P圖。E—P圖是用兩組數據構成多個坐標點，考察坐標點的分布，判斷兩變量之間是否存在某種關聯或總結坐標點的分布模式。其中x軸的數據為產量數據，y軸的數據為能耗數據，利用散點圖的回歸特性，找出產量和能耗的線性關系。其中R2（ 0≤R2≤1）表示散點的線性相關度，當R2=1時，所有散點排列成一條直線。理論上，當R2趨于1時，所得到的回歸直線擬合得較好，而當R2趨于0時，所有的點呈無序排列，很難擬合出相應的回歸直線，無法說明變量之間的依賴關系。R2值的有效范圍可以從0.3～0.9。

二、E-P圖的數據分析

在對E-P圖進行形式上的數據分析前，可以先通過察看圖表中的點的分布及最值擬合直線的斜率和截距來得出一些結論∶

1、如果R2值很小（≤0.3），說明其中可能存在一些原因和問題，并暗示相關分析將無法反映真實績效。因此，應該調查這種數據點散布的原因，包括核實數據源和數據的可靠性。

2、如果生產和能源數據的收集沒有同步進行，即數據不屬于同一時段，E-P圖也無法反映能源消耗與生產之間的真實關系。

3、如果企業的生產相對穩定，每月的產量數據波動幅度不大，能源消耗量也相對穩定，在這種情況下，散點將會表現為一簇數據點群，很難繪制任何有意義的直線（R2值可能小于0.3）。只能繼續收集數據，察看數據散布范圍是否擴大，以便能做出擬合直線。當然這些類似的生產水平數據點的散布狀況，從另一個側面反映了生產過程已經得到了有效的管理和控制。

此外E-P圖上的截距就是固定能源消耗，這部分能耗與產量無關，其原因可能取決于所使用的實際工藝和設備，也有可能由于生產水平不成比例的重大損失造成的，如蒸汽輸配網絡年久失修造成的嚴重熱損失，或者疏水閥的大量損壞等。從產量和其他資源消耗的E-P圖中也能夠發現非生產性的資源浪費和損失，如常見的水或壓縮空氣使用效率低的情況。

三、E-P圖的應用

以某車間為例，在2021年5月引出功率為365kw的新設備，該設備用于尾氣處理，會增加基礎用電量。5月份該設備共運行26天，每天開機12小時，理論上車間的總用電量在5月份增加113000kW·h，但是車間只有整個車間的一級計量，對新設備缺乏單獨的計量，車間想要了解新設備的投入使用后增加電量情況是否與理論值相符，可通過E-P圖進行分析。

首先統計2020年1月至2021年4月該車間產量和電量數據（如表一），

其次通過以表一繪制能源E-P圖，其中2020年1月，2021年1月及3月數據點偏移較多，對數據進行修正后，得到的E-P圖如下：

得出車間產量y與電耗X的理論關系：y=0.1384x+66808，R2=0.7867

其中R2值在0.3～0.9的有效范圍內，說明回歸直線擬合得較好，車間在2020年1月至2021年4月的固定電耗是66808kW·h。

最后將車間5月份的產量為1650104kg，帶入公式得出車間理論電量為295182kW·h，車間5月實際用電410781kW·h，得出新設備投入使用后某車間每月增加用電量約115000kW·h，通過能源E-P圖計算得出的理論數據與設備功率計算的數值相符。

四、總結

通過折E—P圖的介紹及實例分析，這種方法能夠說明企業生產運行中存在的問題，能有效幫助企業在日常分析中準確判斷存在的節能降耗機會和提出相應的整改措施，具有較高的應用價值。