动力配煤的煤质指标与各单煤配比的结构关系

第32卷第7期煤炭科学技术2004年7月动力配煤的煤质指标与各单煤配比的结构关系刘泽常!,卢宗华,陈怀珍2,崔凤海2〔1.山东科技大学化学与环境工程学院,山东青岛266510;2,神华集团神华煤炭运销公司,北京100011)摘要:讨论了动力配煤技术中配煤指标与各单煤配比之间的结构关系,并给岀了两者之间结构关系的解析表达式及其解法,实例表明两者之间的结构关系式准确有效,具有实用价值。关键词:配煤系统;配煤指标;配煤比例;调整参数;结构关系式;结构参数中图分类号:TQ520.62文献标识码:B文章编号:0253-2336(2004)07-0062-03Coal quality index of blended steam coal and structurerelationship with each single coal blended rateLIU Ze-chang, LU Zong-hua', CHEN Huai-zhen2', CUI Feng-hai2(1. School of Chemical and Environmental Engineering, Shandong University of Science and Technology Qingdao 266510, China2. Shenhua Coal Transportation and Sales Company Shenhua Group, Beijing 100011, China中国动力用煤占煤炭消费量的85%以上,动煤可以根据用户对燃煤品质的不同要求,以煤化力用煤目前最大的问题是燃烧效率低、污染严重学、煤燃烧学为基础,结合煤质检测、计算机优化因此,提高动力用煤的利用效率和减少环境污染,控制等新技术应用,与筛选、加入添加剂等工艺相是中国实施可持续发展战略的当务之急。解决动力结合,实现煤质互补,提高燃煤质量,减少环境污用煤的高效洁净问题,既要采用先进高效的燃烧技染,取得较好的经济、社会和环境效益。在动力配术和装备,又要提高动力煤本身的质量。而动力配煤技术中确定配煤煤质指标和各组成单煤煤质指标法,对谭家山煤矿4号井进行了火灾危险性模糊评200价,取得较为满意的结果。矿井火灾是一个典型的[6]石平五,侯忠杰.神府浅埋煤层顶板破断运动规律[J]模糊识别问题,本文的成功之处在于建立了比较完西安矿业学院学报,1996(3)整的火灾评价指标体系,并将评价过程中不确定因[7]杨中,丁玉兰,赵朝义,开滦煤矿安全事故的灰色关联度分析与趋势预测[J]煤炭学报,2000(1)子进行了定量化。这对完善矿井自燃火灾防治技术[8]张国枢.通风安全学[M]徐州:中国矿业大学出版社和管理措施、有效控制煤炭自燃引发的事故以及减少因煤炭自燃所造成的资源积压和浪费都具有较大[9]郭凤仪,臧义,刘丽英,等,用模糊综合评判理论预测的现实意义和社会意义触头材料电寿命[J]煤炭学报,2002(3)[10]许开立,陈宝智.煤矿安全等级隶属度向量的离散化方法参考文献[J]煤炭学报,2001(4)[I1]邓聚龙,灰色系统理论教程[M]武汉:华中理工大学[1]金磊,徐德蜀,罗云.中国21世纪安全减灾战略出版社,19[M]开封:河南大学出版社,1998[12]高树友,杜海金.基于灰色关联度的工程施工方案综合评[2]孙斌,李树刚,常心坦,等.火灾危险源评价及预测技价方法的研究[J]煤炭工程,2003(1)术探讨[J]陕西煤炭,2001(2)[3]袁树杰.应用火灾指标评价煤矿井下火区状况的探讨[J]中国煤化工煤矿安全,2000(12)CNMHG,湖南娄底人,助理教师现任学院,从事系统安全工程教[4]石平五.发展科学监控体系,制止矿山重大事故[J]煤学及火灾与爆炸方面的基础理论研究工作炭学报,2002(3)[5]何学秋.安全工程学,徐州:中国矿业大学出版社[M收稿日期:204-02-01;责任编辑:曾康生62第32卷第7期煤炭科学技术2004年7月之间的关系是一个关键问题,目前主要是依据煤质x灬以及与各组成单煤的煤质指标a1、a2、…指标的线性加权关系。但许多研究表明,配煤和单α之间一种內在的结构关系,这就是加权线性关煤的煤质指标之间并非全部存在简单的线性加权关系。但是在配煤时,某些煤质指标并不完全存在线系21,而是存在着更为复杂的结构关系。本文在性关系,也就是说其结构调整参数c1、2确定这种复杂的结构关系解析表达式及其解法方面cn不完全为1,需确定求解结构调整参数的方法作了探索性的研究1.2确定结构调整参数的代数方法配煤煤质指标与各组成单煤配煤比例之考虑有3种单煤配成一种配煤,式(4)变为可的结构关系y=x2)=c1a1x1+c2a2x2+c3a3yx3(6)为了确定结构调整参数c1、c2、c3,必须解用所谓动力配煤,就是用几种不同质量的煤,根3个方程组成的方程组,为此用同3种单煤分别按据用户要求,采用不同的配煤比例混合成一种新的3种不同的配比进行配煤,然后分别实测按3种不配煤,以使配煤的煤质指标和燃烧特性与燃煤设备同比例所配成的配煤的煤质指标y、y2和y。将3相适应,达到提高效率和减少污染的目的,确定各种配煤比例和y、y、y2分别代入式(6),得煤种的配煤比例是问题的关键。CaixI ca x caaxx'1.1结构关系表达式设用m种单煤配成一种配煤。设配煤的第j种(7)煤质指标为y,第i种单煤的第j种煤质指标为anCu aui ti c2; a2 x2j+C2:2X:第i种单煤配岀配煤的第j种煤质指标y时的配煤解这个方程组可得比例为x3。则配煤煤质指标y是各单煤该指标aCi=D,/ D, C2=D2/D,c3=D3/D (8)和配煤比例x的函数,即其中y;=f(ai a;)x2:+:2X2般单煤的煤质指标a是已知的,所以函数式(1)可以简写为(9)(2)D, =y+a2 *2+a3 <;+a2 2i+ a考虑f(x)的如下函数关系a3 - 3+a2 2+yi-(ya2 2 a3 x3;+f(x1)=C1:1x1;+C2x;++C.:x(3)令y,=f(xi )=cr; aix;+C2: 02; x2;+..+cm ami ry;a3 x3a1i xj+a3 3 yaux1) (11)+y;+a1;x1;+(4)称式(4)为配煤的第j种煤质指标y与各组成单煤的配煤比例x1、xxm之间的一种内(1℃1:+y:2x;)(12)在的结构关系解析表达式,其中c1、cy、…、c将式(8)代入式(6)得由m种单煤配成的称为解析表达式的结构调整参数。同时这个表达式配煤的指标y与各组成单煤的配煤比例x1、x2还说明,由m种单煤所配成的配煤第j种煤质指标、x之间的结构关系解析表达式,即y与各组成单煤的配煤比例x、x2、…、xm之间的y=xxi)=ci*u+ c2;a2i r2j+ c3 ay r3结构关系仍然为线性关系,将这种线性关系称为结构线性关系。当结构调整参数c1c23、…、cn均V凵中国煤化工3种单煤所配成的配为1时,式(4)变为煤指CNMHG配煤比例x1、x2、x3K)=au+a2x2;+及各组成单煤的指标a1、a2、a3之间有密切的关式(5)在某种意义上反映了由m种煤所配成系,还与不同煤种之间的结构调整参数有关。对于的配煤指标y与各组成单煤的配煤比例x1、x2、m种单煤配成的配煤情况与3种单煤情况类似。63第32卷第7期煤炭科学技术2004年7月D=252.771,D,=248.1112实例分析D2=225.777,D3=314.009为了便于比较,用大屯煤、兖州新煤和枣庄煤所以有c1=0.9982,c2=0.8932,c3=的水分M、灰分A。实测数据进行了实例验证。1.2423。其结构线性解析表达式为对于实测数据Ma,根据式(8)~(12)和各种y=x)=0.9982a1xy+0.8932a2x2y+配煤的比例计算,可知大屯煤、兖州新煤和枣庄煤1.2423a3x的配煤结构参数为根据结构线性解析表达式,可得不同配煤比例D=0.1796,D配煤的A参数的预测结果(表2)。表1、表2的D2=0.1822,D3=0.1641数据说明,用代数方法求解的结构关系解析表达式所以有c1=1.0824,c2=1.0145,c3=预测配煤的煤质指标,比线性加权预测准确可靠。0.9136。其结构关系解析表达式为y1=Kx;)=1.0824a1x+表2混煤与单煤之间结构关系分析1.0145a2x2+0.9136a3xy煤样名称Aad/%加权预测结构预测结构参数大屯煤、兖州新煤和萍乡煤的配煤结构参数为大D=0.1709,D,=0.1926兖州新D2=0.2274,D3=0.1407所以有c1=1.1270,c2=1.3306,c3=大60兖新20枣2030.280.8233。其结构线性解析表达式为大20兖新60枣2021.7922.2221.79大25兖新50枣2523.1623.2223.16y=x)=1.1270a1x1大30兖新30枣50261.3306a2x2+0.8233a3xy主:*为预测值根据结构关系解析表达式,可以预测大屯煤、兖州新煤和枣庄煤以及大屯煤、兖州新煤和萍乡煤不同配煤比例时的M。指标,见表1。3结语表1配煤与单煤之间结构关系分析配煤的煤质指标与各组成单煤的配比之间存在-种结构关系,从研究和实例证明,解析表达式煤样名称M/%加权预测结构预測结构参数y=f(x)=c11x+c2a2x2+c3a3x非常精确大屯州新地表达了配煤煤质指标与各组成单煤配煤比例之间1,0145枣庄0.9136的结构关系,为正确计算各单煤的配比提供了非常大60兖新20枣202.222.142.22简单的方法,也为进一步研究优化配煤比例提供了大20兖新60枣202.162.142.16种更为有效的方法大25兖新50枣252.142.122.14大30兖新40枣302.102.12参考文献大40兖新30枣302,12[1]骆仲泱.人工神经网络在优化动力配煤中应用的理论研究大屯1.1270[J]煤炭学报,1997(4)兖州新[2]汤龙华,非线性最优化动力配煤技术的研究[J]煤炭学萍乡0.8233报大40兖新40萍202.462.122.46常,动力配煤主要指标可加性的统计验证[J]煤炭大20兖新60萍202.552.122.55加工与综合利用,1999(5)大20兖新50萍302.402.072.40大30兖新50萍202.122.51中国煤化工上海人,教授,现在山东注:为预测值CNMHG科技洁净煤技术领域的教学和科同理,对于实测数据Aa,根据式(8)学研究工作。12)和各种配煤的比例计算可知大屯煤、兖州新煤和枣庄煤的配煤结构参数为收稿日期:2004-02-27;责任编辑:刘军娥