煤質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的選擇

煤質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的選擇

煤炭不僅是燃料，也是工業(yè)材料。廣泛應(yīng)用于冶金、能源、化工、城市氣體等經(jīng)濟(jì)部門。不同行業(yè)、不同用煤設(shè)備對煤質(zhì)的要求也不相同,因此,對煤質(zhì)的評價(jià)也應(yīng)根據(jù)用途的不同而相異。我國的發(fā)電用煤以大型火力發(fā)電廠為主,用煤量很大,是煤炭的第一工業(yè)用戶,目前動力用煤數(shù)量約占全國商品煤銷量的1/2以上。不同的電廠用戶、不同的鍋爐型號,對動力用煤的質(zhì)量要求也是不盡相同,動力煤質(zhì)量的穩(wěn)定有利于鍋爐的正常、高效地運(yùn)行。因此,對動力煤建立統(tǒng)一的煤質(zhì)評價(jià)體系,確立動力煤的等級,使煤炭生產(chǎn)單位更加注重提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善品牌形象,既有利于銷售也能給煤炭使用單位帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。1煤的含雜率及可磨性指數(shù)動力用煤的各項(xiàng)煤質(zhì)指標(biāo)中,最首要的兩個(gè)指標(biāo)是揮發(fā)分和發(fā)熱量。揮發(fā)分高的煤,其燃燒性能及在鍋爐內(nèi)的傳熱效果都相對較好,對于同一礦區(qū)同一類別的煤,其揮發(fā)分通常變化不大。而發(fā)熱量的高低,受水分、灰分的高低影響較大,是煤作為能源時(shí)經(jīng)濟(jì)價(jià)值大小的體現(xiàn)。因此,常用收到基低位發(fā)熱量作為煤質(zhì)評價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。硫分是煤中主要的有害元素,燃燒后生成的SOx既會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,又會腐蝕燃煤設(shè)備。因此,硫分也作為煤質(zhì)評價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。煤中的含雜率,主要是指單位煤量中含非礦物質(zhì)雜質(zhì),如木塊、鐵絲、鐵塊及未爆的雷管等。木塊、鐵塊雜質(zhì)混在煤中,容易使電廠分級篩堵塞篩孔而失去或減弱篩分功能,或者卡住破碎機(jī)影響供煤系統(tǒng)正常運(yùn)行。煤礦在開采中使用雷管進(jìn)行啟爆,因此原煤中往往夾雜一些未爆的雷管,會給電廠設(shè)備造成很大的安全隱患。雖該指標(biāo)不是實(shí)驗(yàn)室所測得的,需要從大量煤中得出該指標(biāo)數(shù)據(jù),但考慮到其對動力煤質(zhì)量評價(jià)的重要性,所以也將煤的含雜率作為煤質(zhì)評價(jià)的一項(xiàng)指標(biāo)。電廠用戶根據(jù)不同的鍋爐排渣設(shè)計(jì)情況,對動力用煤的灰熔融軟化溫度(ST)或流動溫度(FT)的要求也不相同。對于固態(tài)排渣的鍋爐,煤的灰熔融軟化溫度(ST)要求比較高,一般在1250℃以上,最好大于1350℃;對于液態(tài)排渣的鍋爐,灰熔融流動溫度要求越低越好,根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)而定。穩(wěn)定的灰熔融軟化溫度(ST)和流動溫度(FT)對鍋爐的運(yùn)行有利,因此灰熔融特征溫度ST和FT(℃)也是一項(xiàng)重要的煤質(zhì)評價(jià)指標(biāo)。電廠對于超粒度的煤,需要進(jìn)一步破碎,以適合煤粉鍋爐燃燒。煤的可磨性指數(shù)越大,磨細(xì)的能耗越小,可降低電廠的運(yùn)營成本。因此,可磨性指數(shù)也作為一項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)。所以,選擇發(fā)熱量、硫分、單位煤量(百萬噸)含雜率、灰熔融特征溫度ST或FT(℃)、可磨性指數(shù)(HGI)等作為動力煤質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用過程中,還可以根據(jù)客戶的需要及可操作性等因素,增加其它需要的評價(jià)指標(biāo)。2煤質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定首先確定煤質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)等級。根據(jù)煤炭生產(chǎn)情況、目前生產(chǎn)工藝水平及煤質(zhì)管理水平,結(jié)合煤炭使用單位,確定每個(gè)等級中的各項(xiàng)指標(biāo)。設(shè)煤炭標(biāo)準(zhǔn)等級共有n級,分別為V1,V2,V3…Vn,級別越高煤質(zhì)越好,等級按評價(jià)要求具體劃分,可以定為I、II、III、IV、V…等級別。評價(jià)參數(shù)具體為發(fā)熱量、硫分、單位煤量(百萬噸)含雜率、灰熔融特征溫度ST和FT(℃)、哈氏可磨性指數(shù)等m個(gè)評價(jià)參數(shù),參數(shù)指標(biāo)為Rmn(n,m=1,2,3,…,s,即有s個(gè)等級),是實(shí)測值。為了便于運(yùn)算及實(shí)現(xiàn)程序算法,Rmn為單數(shù)指標(biāo)值而不是區(qū)間。煤質(zhì)等級評價(jià)表見表1。3采用模糊度綜合評價(jià)法評價(jià)煤質(zhì)(1)煤樣熱值與所需資源量的關(guān)系表1反映了各單項(xiàng)煤質(zhì)參數(shù)與煤質(zhì)等級之間的關(guān)系,為了能綜合評價(jià)出煤質(zhì)等級,需要將參數(shù)之間的關(guān)系用隸屬度表示,此關(guān)系稱作模糊關(guān)系。下面以煤質(zhì)指標(biāo)參數(shù)中的發(fā)熱量為例說明隸屬度。所謂隸屬度是指某事物所屬某種標(biāo)準(zhǔn)的程度。假設(shè)檢測某煤樣熱值22.58MJ/kg,該煤種Vi級的R1i為20.91MJ/kg,Vj級的R1j為23.00MJ/kg,則該煤樣熱值隸屬于Vi級的程度為20%,隸屬于Vj級的程度為80%。隸屬度可用隸屬函數(shù)表示,為方便起見,取如下線性函數(shù)。Y={X-X0X1-X0或X1-XX1-X0?(X0<X<X1)1(對應(yīng)于X1所屬的那一等級)?(X≥X1)0(對應(yīng)于X1所屬的那一等級)?(X≤X0)Y=???????X?X0X1?X0或X1?XX1?X0?(X0<X<X1)1(對應(yīng)于X1所屬的那一等級)?(X≥X1)0(對應(yīng)于X1所屬的那一等級)?(X≤X0)式中Y——對應(yīng)于X0或X1所規(guī)定的那一級的隸屬度;X——實(shí)測值;X0、X1——某項(xiàng)參數(shù)相鄰的兩級標(biāo)準(zhǔn)值。(2)煤質(zhì)等級vi的隸屬度概率R={r11r12?r1nr21r22?r2n????rm1rm2?rmn}R=???????????r11r21?rm1r12r22?rm2????r1nr2n?rmn???????????rji表示被評價(jià)煤質(zhì)的第j個(gè)參數(shù),u為等級Vi的隸屬度(概率)。(3)矩陣a的和m由于每個(gè)評價(jià)指標(biāo)參數(shù)在煤質(zhì)評價(jià)中的地位不同,由此要求對評價(jià)指標(biāo)參數(shù)賦予權(quán)值,其和為1。用矩陣A表示為A=(a1,a2,…,am),其中m∑j=1∑j=1m。根據(jù)煤炭生產(chǎn)單位及其用戶的意見,或聘請相關(guān)方面專家,確定各個(gè)評價(jià)指標(biāo)參數(shù)的權(quán)重(即確定各個(gè)因素在綜合評價(jià)中的重要程度)。(4)煤質(zhì)評價(jià)b矩陣設(shè)被評價(jià)煤質(zhì)的參數(shù)評價(jià)矩陣為B,則B=A·R,即:B=(a1?a2???am)?{r11r12?r1nr21r22?r2n????rm1rm2?rmn}=(b1?b2???bn)。B矩陣表示煤質(zhì)評價(jià)中屬于V1等級的程度(比例)是b1,屬于V2等級的程度是b2,…,依次類推。根據(jù)矩陣B可以綜合評價(jià)煤質(zhì)所屬的等級(即bi最大值所對應(yīng)的等級為該煤質(zhì)的等級)。4優(yōu)化用著點(diǎn)及少發(fā)熱量來評價(jià)煤質(zhì)的方法,有利于評價(jià)結(jié)果更科學(xué)、科