配煤入洗選煤廠中煤炭發熱量的預測研究

滿峰

摘 要：如今，隨著我國煤炭工業技術的發展，煤炭燃燒發熱量的研究是衡量煤炭質量、評價煤炭級別的重要參考指標。為準確掌握煤炭性質、使煤炭資源能夠被充分利用，為煤炭進行科學合理的定價，對煤炭的發熱量必須做到準確的檢測，因此煤炭發熱量的檢測與計量具有重大意義?；诖?，文章根據煤炭發熱量可加性原則，結合本人在田陳煤礦洗煤廠的工作實踐，通過建立配煤比例的回歸性方程式，對該煤礦洗煤廠的配煤發熱量進行預測研究，為我國煤炭發熱量的檢測和計量提供參考。

關鍵詞：煤炭發熱量；配煤；發熱量研究

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

1 田陳煤礦洗煤廠簡介

田陳煤礦是棗礦集團西部礦區骨干礦井之一，位于山東省滕州市張汪鎮。礦井于1989年建成投產，年設計生產能力120萬噸，并建有與礦井生產能力相配套的現代化選煤廠。由于該礦井下地質條件復雜，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頁巖，這部分泥質頁巖很難處理，在循環水中較為穩定的懸浮，使洗水濃度急劇升高，一直成為制約選煤加工中的難點。在集團公司運銷部指導幫助下，經分析論證最終通過實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，新增三臺高效隔膜快開壓濾機及配套設施，年入洗量可達180萬噸，實現礦井原煤全部入洗，為該礦實施“精煤戰略”打下堅實的基礎。

2 配煤發熱量理論分析

根據田陳煤礦洗煤廠配煤發熱量以及煤質指標，結合配煤中不同煤種的占有比例，采取加權平均法對其進行計算?；诖?，本次計算分為單一煤種的發熱量和水分以及灰分成分的二元一次回歸方程式并加權平均法獲取計算結果。同時，在這里可以認為配煤入洗煤廠中不同種類煤質的含水率、含灰分一致，由此可以得出下列方程式：

單一煤炭發熱量：Q=C-aMt-bAd （1）

式中Mt———水分，%；Ad———灰分，%；a、b、C———方程參數。

配煤產品發熱量：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。在計算時，先根據最小二乘法求得每個原料煤的回歸方程式（1），然后根據入料中比例的不同，將產品灰分、水分帶入方程式（2）計算煤炭發熱量。

3 洗煤廠配煤發熱量的預測研究

3.1 單一配煤方程的建立

為了檢驗上述方程式在配煤入洗選煤廠對發熱量的預測是否具有實用性，將對田陳煤礦多個礦井的原煤進行研究，如洗選煤廠的原煤包括無煙煤、貧瘦煤以及其它多個煤種。文章以12#礦井原煤為對象進行分析，利用MicrosoftExcel2013軟件對單一煤種進行建模分析，通過對其數據分析中的回歸分析功能建立二元一次方程。建模數據采用2016年6月6日至7月14日在現場所獲取的相關數據為準，同時對7月15日至7月29日實際數據進行發熱量的預測（見表1）。

通過對12#礦井（2）原煤發熱量進行預測，從預測結果可以看出誤差極小，預測誤差最大值為0.21MJ/kg，其次誤差值在0.08MJ/kg以內，以此對單一礦井采取該方法進行發熱量的預測結果準確率較高。同樣，采用2016年1月1日～6月30日采集實際數據，實現對（1～13#）礦井創建擬合方程。除了6#礦井4號原煤以外，其它礦井的原煤煤樣的方差R2>0.93，其中絕大多數的煤樣方差R2>0.98，由此可知擬合效果非常理想。同時，還可以看出原煤的水分和灰分與發熱量之間存在著線性關系，因此以灰分、水分作為預測原煤的發熱量效果俱佳。

3.2 配煤入洗時預測效果及分析

根據上文中所獲取各個煤樣系數，帶入公式（2）計算出配煤入洗中的預測系數，并進行預測。然后在采取同樣方式，對比同比例的配煤進行預測系數計算，從而獲得預測方程，以此計算出配煤入洗選煤廠的預測發熱量。從計算的發熱量結果中可以看出，在數據的采樣上，雖具有一定跨度，但是實際發熱量的預測值與預測發熱量的值幾乎近似，預測誤差最大值為0.17MJ/kg，大多數預測誤差<0.08MJ/kg。因此，在實際應用中，該方法對配煤入洗選煤廠的發熱量預測準確度極高，對洗煤廠具有一定的研究意義。

參考文獻：

[1]何方.生物質復合型煤的研制及其燃燒、污染特性研究[D].昆明理工大學，2001.

[2]劉艷軍.電廠動力配煤煤質預測模型與優化模型研究[D].中南大學，2011.

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

[4]王江榮，馬萍，王玥.煤炭發熱量的分位數線性回歸分析研究[J].蘭州石化職業技術學院學報，2016（01）：46-48.

[5]潘華引.動力配煤優化燃燒特性及非線性預測研究[D].浙江大學，2008.endprint