以乙烯裝置為例實(shí)證分析靜設(shè)備投資與工藝參數(shù)的相關(guān)性

吳劍

中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司 北京 100101

1 研究背景與意義

2019年以來，乙烯行業(yè)逐步面臨著產(chǎn)能過剩的問題，世界乙烯生產(chǎn)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的煉廠迫切需要向化工轉(zhuǎn)型，如更多燃料將轉(zhuǎn)變成乙烯原料或化工產(chǎn)品；原油直接裂解制乙烯、天然氣（甲烷）制乙烯等等。對(duì)乙烯裝置靜設(shè)備投資的研究就顯得意義重大，一方面，對(duì)于前期投資的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面，有利于進(jìn)一步的進(jìn)行乙烯裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)化；另一方面，也為乙烯裝置的施工實(shí)施的費(fèi)用控制提供參考依據(jù)。

2 研究思路

2.1 SPSS 統(tǒng)計(jì)方法的選擇

黃浩運(yùn)用SPSS軟件對(duì)電力工程造價(jià)進(jìn)行概算時(shí)，應(yīng)該選擇建工工程的設(shè)備購置費(fèi)、建筑工程費(fèi)、基本預(yù)設(shè)費(fèi)、設(shè)備安裝費(fèi)、其他費(fèi)用、建筑期間貸款利息作為概算的主要成分，進(jìn)行變量分析[1]。

王佼應(yīng)用 SPSS 軟件對(duì)造價(jià)影響因素指標(biāo)進(jìn)行 t檢驗(yàn)和敏感性分析，從而篩選出主變總?cè)萘?、無功補(bǔ)償容量、高壓側(cè)出線回路數(shù)、高抗器容量 4 個(gè)指標(biāo)為500 KV 變電工程造工程造價(jià)主要影響因素[2]。

吳聳對(duì)延遲焦化裝置工業(yè)爐專業(yè)的詳細(xì)設(shè)計(jì)工程量進(jìn)行工程費(fèi)分析，利用SPSS回歸得到工業(yè)爐專業(yè)投資與裝置處理量、熱負(fù)荷、爐管壓力及溫度成線性相關(guān)關(guān)系[3]。

因此，本研究采取SPSS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在本研究中，我將用到描述性統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)性分析、因子分析和回歸分析。

2.2 數(shù)據(jù)處理及分析

2.2.1 數(shù)據(jù)源選取和描述統(tǒng)計(jì)

為使本研究具有一定代表性，本研究選取了中石化幾個(gè)大型煉油廠的乙烯裝置投資數(shù)據(jù)，如鎮(zhèn)海、武漢、茂名、天津、古雷等，此外還選取了中石油吉化的乙烯裝置和中海油泰州的乙烯裝置投資，總共10個(gè)裝置投資即10組數(shù)據(jù)，選取靜設(shè)備的專業(yè)投資作為因變量，把三個(gè)關(guān)鍵設(shè)備碳二加氫反應(yīng)器、丙烯冷劑冷凝器和急冷水塔的設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、熱負(fù)荷、單重、內(nèi)徑、高度等工藝參數(shù)作為自變量研究相關(guān)性，在此基礎(chǔ)上，剔除掉溫度、壓力這些相同頻次較多的數(shù)據(jù)，選取了碳二加氫反應(yīng)器的高度（mm）、碳二加氫反應(yīng)器的單重（t）、丙烯冷劑冷凝器的熱負(fù)荷（KW）、急冷水塔的內(nèi)徑（mm）、急冷水塔的高度（mm）、急冷水塔的單重（t）這六個(gè)工藝參數(shù)作為自變量，最終得到原始數(shù)據(jù)表1所示：

表1 乙烯裝置投資數(shù)據(jù)

表2 變量的相關(guān)強(qiáng)度

對(duì)此數(shù)據(jù)源進(jìn)行簡(jiǎn)單的信度分析如下：0.9 >α ≥ 0.8，信度不錯(cuò)。

2.2.2 相關(guān)分析

相關(guān)性分析是對(duì)變量?jī)蓛芍g的相關(guān)程度進(jìn)行分析。通常情況下通過以下取值范圍判斷變量的相關(guān)強(qiáng)度：

由相關(guān)性矩陣可以看出：

（1）靜設(shè)備投資與所有自變量都成正相關(guān)性，其中，其與急冷水塔的內(nèi)徑、急冷水塔的高度顯著相關(guān)。

（2）碳二加氫反應(yīng)器的高度和急冷水塔的單重顯著正相關(guān)；

（3）碳二加氫反應(yīng)器的單重與急冷水塔的內(nèi)徑、急冷水塔的高度顯著正相關(guān)

（4）其他各自變量之間也具有相關(guān)性。

因此，研究自變量較多，且都具有相關(guān)性，我們需要對(duì)這些自變量進(jìn)行降維，提取出更具代表性的公因子，再進(jìn)一步做回歸方程的建模和擬合。

3 因子分析

因子分析是指研究從變量群中提取共性因子的統(tǒng)計(jì)技術(shù)。因子分析的判斷指標(biāo)：

（1）顯著性水平。

顯著性水平的系數(shù)是判斷因子是否顯著的指標(biāo)。顯著性水平的系數(shù)sig <0.01為高度顯著；0.01

（2）公因子方差

提取值表示每個(gè)變量被公因子表達(dá)的多少，一般認(rèn)為，大于0.7就說明變量被公因子很好地表達(dá)。由表可以看出，絕大多數(shù)變量的提取值大于0.85，變量能被公因子很好地表達(dá)。

（3）、解釋總方差

第一、特征值大于1的自變量都是有效因子，

第二、主要是看因子對(duì)于變量解釋的貢獻(xiàn)率（可以理解為究竟需要多少因子才能把變量表達(dá)為 100%），一般都要表達(dá)到 85%以上才可以，否則就要調(diào)整因子數(shù)量。

通過SPSS軟件運(yùn)行，可以看出：

第一、主因子1與碳二加氫反應(yīng)器的高度、碳二加氫反應(yīng)器的單重、急冷水塔的內(nèi)徑和單重具有高度相關(guān)性；

第二、主因子2與丙烯冷劑冷凝器的熱負(fù)荷和急冷水塔的高度具有相關(guān)性；

第三、主因子3與丙烯冷劑冷凝器的熱負(fù)荷具有相關(guān)性

基于特征值大于1，提取3個(gè)因子后，3個(gè)因子共同解釋了總方差的89.845% > 85%?？偟膩砜矗瑪?shù)據(jù)信息丟失較少，因子的分析效果比較理想，具有研究意義。

4 回歸分析

回歸分析研究的主要對(duì)象是客觀事物變量間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，它是建立在對(duì)客觀事務(wù)進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上，用來尋找隱藏在那些看上去是不確定的現(xiàn)象中的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的統(tǒng)計(jì)方法。

對(duì)此們建立回歸模型，即

靜設(shè)備投資（萬元）Y=β0+β1*主因子x1+β2*主因子x2+β3*主因子x3 。并對(duì)自變量主因子1、主因子2、主因子3和因變量Y進(jìn)行回歸分析得到模型：從方差分析結(jié)果可以看出，顯著性為0.017<0.1，本模型顯著。

5 研究結(jié)論

主因子1和主因子2都顯著，主因子3不顯著。同時(shí)，我們得到該線性模型方程為：

6 結(jié)束語

概算專業(yè)人員在前期階段的概算編制過程中，如可行性研究、總體設(shè)計(jì)。只有工藝、靜設(shè)備等少數(shù)幾個(gè)專業(yè)可以提出明細(xì)概算資料，在下游電氣、儀表等專業(yè)設(shè)計(jì)料單數(shù)據(jù)不全的情況下，可以根據(jù)關(guān)鍵設(shè)備的工藝參數(shù)建立模型大致估算出靜設(shè)備的投資，并根據(jù)參考裝置的靜設(shè)備投資占比估算出整個(gè)工程費(fèi)投資甚至建設(shè)投資。