配煤入洗選煤廠中煤炭發(fā)熱量的預(yù)測(cè)研究

滿峰

摘 要：如今，隨著我國(guó)煤炭工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，煤炭燃燒發(fā)熱量的研究是衡量煤炭質(zhì)量、評(píng)價(jià)煤炭級(jí)別的重要參考指標(biāo)。為準(zhǔn)確掌握煤炭性質(zhì)、使煤炭資源能夠被充分利用，為煤炭進(jìn)行科學(xué)合理的定價(jià)，對(duì)煤炭的發(fā)熱量必須做到準(zhǔn)確的檢測(cè)，因此煤炭發(fā)熱量的檢測(cè)與計(jì)量具有重大意義。基于此，文章根據(jù)煤炭發(fā)熱量可加性原則，結(jié)合本人在田陳煤礦洗煤廠的工作實(shí)踐，通過建立配煤比例的回歸性方程式，對(duì)該煤礦洗煤廠的配煤發(fā)熱量進(jìn)行預(yù)測(cè)研究，為我國(guó)煤炭發(fā)熱量的檢測(cè)和計(jì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：煤炭發(fā)熱量；配煤；發(fā)熱量研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.069

1 田陳煤礦洗煤廠簡(jiǎn)介

田陳煤礦是棗礦集團(tuán)西部礦區(qū)骨干礦井之一，位于山東省滕州市張汪鎮(zhèn)。礦井于1989年建成投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120萬噸，并建有與礦井生產(chǎn)能力相配套的現(xiàn)代化選煤廠。由于該礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層薄，斷層多，尤其是部分頂、底板、夾矸巖層或斷層中巖性為泥質(zhì)頁(yè)巖，這部分泥質(zhì)頁(yè)巖很難處理，在循環(huán)水中較為穩(wěn)定的懸浮，使洗水濃度急劇升高，一直成為制約選煤加工中的難點(diǎn)。在集團(tuán)公司運(yùn)銷部指導(dǎo)幫助下，經(jīng)分析論證最終通過實(shí)施尾煤泥技改工程提升該礦尾煤泥處理能力。該工程于2013年初正式開工，總投資680萬元，新增三臺(tái)高效隔膜快開壓濾機(jī)及配套設(shè)施，年入洗量可達(dá)180萬噸，實(shí)現(xiàn)礦井原煤全部入洗，為該礦實(shí)施“精煤戰(zhàn)略”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 配煤發(fā)熱量理論分析

根據(jù)田陳煤礦洗煤廠配煤發(fā)熱量以及煤質(zhì)指標(biāo)，結(jié)合配煤中不同煤種的占有比例，采取加權(quán)平均法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。基于此，本次計(jì)算分為單一煤種的發(fā)熱量和水分以及灰分成分的二元一次回歸方程式并加權(quán)平均法獲取計(jì)算結(jié)果。同時(shí)，在這里可以認(rèn)為配煤入洗煤廠中不同種類煤質(zhì)的含水率、含灰分一致，由此可以得出下列方程式：

單一煤炭發(fā)熱量：Q=C-aMt-bAd （1）

式中Mt———水分，%；Ad———灰分，%；a、b、C———方程參數(shù)。

配煤產(chǎn)品發(fā)熱量：Q1=∑[rn（Cn-anMt-bnAd）] （2）

式中r———不同煤占配煤入洗的比例，%；n———配煤煤炭序號(hào)。在計(jì)算時(shí)，先根據(jù)最小二乘法求得每個(gè)原料煤的回歸方程式（1），然后根據(jù)入料中比例的不同，將產(chǎn)品灰分、水分帶入方程式（2）計(jì)算煤炭發(fā)熱量。

3 洗煤廠配煤發(fā)熱量的預(yù)測(cè)研究

3.1 單一配煤方程的建立

為了檢驗(yàn)上述方程式在配煤入洗選煤廠對(duì)發(fā)熱量的預(yù)測(cè)是否具有實(shí)用性，將對(duì)田陳煤礦多個(gè)礦井的原煤進(jìn)行研究，如洗選煤廠的原煤包括無煙煤、貧瘦煤以及其它多個(gè)煤種。文章以12#礦井原煤為對(duì)象進(jìn)行分析，利用MicrosoftExcel2013軟件對(duì)單一煤種進(jìn)行建模分析，通過對(duì)其數(shù)據(jù)分析中的回歸分析功能建立二元一次方程。建模數(shù)據(jù)采用2016年6月6日至7月14日在現(xiàn)場(chǎng)所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)7月15日至7月29日實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)熱量的預(yù)測(cè)（見表1）。

通過對(duì)12#礦井（2）原煤發(fā)熱量進(jìn)行預(yù)測(cè)，從預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出誤差極小，預(yù)測(cè)誤差最大值為0.21MJ/kg，其次誤差值在0.08MJ/kg以內(nèi)，以此對(duì)單一礦井采取該方法進(jìn)行發(fā)熱量的預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確率較高。同樣，采用2016年1月1日～6月30日采集實(shí)際數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)（1～13#）礦井創(chuàng)建擬合方程。除了6#礦井4號(hào)原煤以外，其它礦井的原煤煤樣的方差R2>0.93，其中絕大多數(shù)的煤樣方差R2>0.98，由此可知擬合效果非常理想。同時(shí)，還可以看出原煤的水分和灰分與發(fā)熱量之間存在著線性關(guān)系，因此以灰分、水分作為預(yù)測(cè)原煤的發(fā)熱量效果俱佳。

3.2 配煤入洗時(shí)預(yù)測(cè)效果及分析

根據(jù)上文中所獲取各個(gè)煤樣系數(shù)，帶入公式（2）計(jì)算出配煤入洗中的預(yù)測(cè)系數(shù)，并進(jìn)行預(yù)測(cè)。然后在采取同樣方式，對(duì)比同比例的配煤進(jìn)行預(yù)測(cè)系數(shù)計(jì)算，從而獲得預(yù)測(cè)方程，以此計(jì)算出配煤入洗選煤廠的預(yù)測(cè)發(fā)熱量。從計(jì)算的發(fā)熱量結(jié)果中可以看出，在數(shù)據(jù)的采樣上，雖具有一定跨度，但是實(shí)際發(fā)熱量的預(yù)測(cè)值與預(yù)測(cè)發(fā)熱量的值幾乎近似，預(yù)測(cè)誤差最大值為0.17MJ/kg，大多數(shù)預(yù)測(cè)誤差<0.08MJ/kg。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，該方法對(duì)配煤入洗選煤廠的發(fā)熱量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度極高，對(duì)洗煤廠具有一定的研究意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]何方.生物質(zhì)復(fù)合型煤的研制及其燃燒、污染特性研究[D].昆明理工大學(xué)，2001.

[2]劉艷軍.電廠動(dòng)力配煤煤質(zhì)預(yù)測(cè)模型與優(yōu)化模型研究[D].中南大學(xué)，2011.

[3]廖爽，葉楓，武英.基于MATLAB的逐步回歸法計(jì)算新疆伊犁地區(qū)煤的發(fā)熱量[J].煤質(zhì)技術(shù)，2011（04）：1-5.

[4]王江榮，馬萍，王玥.煤炭發(fā)熱量的分位數(shù)線性回歸分析研究[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（01）：46-48.

[5]潘華引.動(dòng)力配煤優(yōu)化燃燒特性及非線性預(yù)測(cè)研究[D].浙江大學(xué)，2008.endprint