一種煤灰流動溫度的預測方法技術

本發明專利技術提供一種煤灰流動溫度的預測方法，該方法包括將待測煤灰成分含量代入煤灰流動溫度預測模型，得到待測煤灰流動溫度的預測值。其中，通過以下步驟構建煤灰流動溫度預測模型：分析入廠煤或混配煤的煤灰成分以及煤灰流動溫度，將獲得的多組分析數據構成樣本點數據集，其中每組分析數據包括煤灰成分含量和對應的煤灰流動溫度；基于所述樣本點數據集，將煤灰成分含量作為自變量并且將煤灰流動溫度作為因變量，采用偏最小二乘回歸法建立煤灰流動溫度預測模型。本發明專利技術解決了煤灰流動溫度傳統測定方法分析過程復雜、分析周期長等局限性。此外，本發明專利技術克服了多重相關性在系統建模中的不良作用，縮小了模型預測的誤差，提高了模型的穩健性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及軟測量
，具體來說，涉及一種煤灰流動溫度的預測方法。
技術介紹
煤灰流動溫度是殼牌(Shell)氣化爐溫度調節控制的重要指標之一，Shell氣化爐的操作溫度必須超過煤灰流動溫度100～150℃，且要求入爐煤的煤質必須相對穩定，煤灰流動溫度波動在100℃以內。爐溫過高或過低將會出現渣屏、渣口堵渣等現象。另外，煤灰流動溫度直接關系到SGC(合成氣冷卻器)入口溫度的調整，是影響氣化爐負荷提高的重要因素。因此，快速準確地獲得入爐煤、原料煤、工藝混配煤的煤灰流動溫度，對于Shell氣化爐的長周期穩定運行具有重要意義。現階段，可以按照國標《GB/T219-2008煤灰熔融性的測定方法》來進行煤灰流動溫度分析。煤樣須經過破碎、研磨、篩分、混勻、干燥、灰化、灰錐制作、灰錐干燥、儀器分析等過程，單個煤樣的分析周期為8～10小時，當樣品較多時，分析周期將會超過12小時，從而無法滿足Shell氣化爐的生產需要。根據煤灰成分經驗關系式對灰熔點進行預測是較早應用的數學方法，但通過經驗關系式計算灰熔點的誤差較大，平均相對預測誤差超過7％。此外，隨著數學及計算機軟件技術的不斷發展，近年來，BP神經網絡、支持向量機、遺傳算法等建模技術已在灰熔點預測中得到廣泛應用，預測準確度也大幅提高。但灰熔點預測模型大多以煤灰軟化溫度為輸出變量，且均停留在實驗室研究階段，在工業化生產中尚未見報道。綜上所述，當前還沒有一種能夠快速且準確地預測煤灰流動溫度的技術，以滿足Shell氣化爐實際生產的需要。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種準確性高、分析速度快的煤灰流動溫度預測方法。根據本專利技術的一個實施例，提供一種構建煤灰流動溫度模型的方法，包括：步驟1)、分析入廠煤或混配煤的煤灰成分以及煤灰流動溫度，將獲得的多組分析數據構成樣本點數據集，其中每組分析數據包括煤灰成分含量和對應的煤灰流動溫度；步驟2)、基于所述樣本點數據集，將煤灰成分含量作為自變量并且將煤灰流動溫度作為因變量，采用偏最小二乘回歸法建立煤灰流動溫度預測模型。在一個實施例中，在步驟2)中包括：步驟21)、在所述樣本點數據集中逐步提取自變量和因變量的主成分，對所述煤灰流動溫度預測模型進行擬合，使得所述煤灰流動溫度預測模型的擬合度以及主成分對自變量和因變量的累計解釋能力達到最大；步驟22)、檢查所述煤灰流動溫度預測模型的擬合度以及主成分對自變量和因變量的累計解釋能力；如果不滿足預定精度要求，則查找并移除所述樣本點數據集中的離群點，返回步驟21)重新對該模型進行擬合，進一步提高所述煤灰流動溫度預測模型的擬合度。在一個實施例中，用如下公式表示所述煤灰流動溫度預測模型：Y＝e+a1X1+a2X2+...+anXn，其中，Y表示煤灰流動溫度，X1、X2…Xn分別表示n個煤灰成分含量，a1…an為通過偏最小二乘回歸法得到的回歸系數，e為通過偏最小二乘回歸法得到的參數。在一個實施例中，所述煤灰成分包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、SO3、P2O5、K2O和Na2O。在一個實施例中，在步驟1)中，采用灰熔點分析儀分析入廠煤或混配煤的煤灰流動溫度；并且采用X-熒光光譜儀、加載煤灰成分標準工作曲線來分析入廠煤或者混配煤的煤灰成分。在一個實施例中，在步驟1)之前還包括采用下列步驟建立煤灰成分標準工作曲線：選擇各元素含量具有預定梯度分布的多個煤灰標準樣品，經化學法確定所述多個煤灰標準樣品中煤灰成分含量；將所述多個煤灰標準樣品分別壓制成煤灰標準樣片；利用X-熒光光譜儀對煤灰標準樣片進行掃描，根據各煤灰成分脈沖信號強度建立煤灰成分標準工作曲線。根據本專利技術的一個實施例，還提供一種煤灰流動溫度的預測方法，包括：將待測煤灰成分含量代入根據上述方法所構建的煤灰流動溫度預測模型，得到待測煤灰流動溫度的預測值。本專利技術具有以下優點及突出性效果：⑴準確度高：截止目前為止，使用本專利技術提供的煤灰流動溫度預測方法已累計報出煤灰流動溫度預測數據1658批次，與實測數據相比較，流動溫度的平均相對預測誤差和最大相對預測誤差分別為1.04％和3.20％，滿足實際生產的需要。⑵分析速度快：使用本專利技術的預測方法來預測煤灰流動溫度可使入廠煤灰熔點分析時間縮短至4小時，入爐煤灰熔點分析時間縮短至3小時，極大地提高了分析效率，為氣化爐工藝參數的快速調整提供了有效的數據支撐。⑶預測方法先進：將煤灰成分的分析數據輸入煤灰流動溫度預測模型中即可快速預測出煤灰的流動溫度，是一種先進的軟測量技術，在工業化生產使用過程中尚未見有相關報道。⑷節能降耗優：利用本專利技術的預測方法來預測煤灰流動溫度可節省在實測過程中消耗的物資和人力成本。⑸應用范圍廣：使用本專利技術提供的方法可構建出各種煤質煤灰流動溫度的預測模型，適用于電廠鍋爐運行、粉煤灰電解鋁和混配煤工藝生產等領域。附圖說明圖1是根據本專利技術一個實施例的煤灰流動溫度預測方法的流程圖；圖2是X-熒光光譜儀的系統結構示意圖；圖3是根據本專利技術一個實施例的用于標識離群點的t1/t2平面圖；以及圖4是采用本專利技術提供的方法得到的煤灰流動溫度預測值與實測值的比較示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術加以說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。根據本專利技術的一個實施例，提供一種煤灰流動溫度的預測方法。參考圖1，該方法包括以下步驟：第1步：建立煤灰成分標準工作曲線首先，選擇各元素含量有一定梯度分布的多個煤灰標準樣品，經化學法反復測定定標，確定煤灰中各成分的含量，并且將這些煤灰標準樣品壓制成標準樣片。接著，調整X-熒光光譜儀的工作條件，利用X-熒光光譜儀對上述煤灰標準樣片進行掃描，檢查每個元素通道的分析角度、確定背景、計算峰和背景的測量時間、檢查每個通道的脈沖高度分布和脈沖處理條件，將煤灰標準樣品各成分含量輸入X-熒光光譜儀軟件中，根據各煤灰成分脈沖信號強度建立煤灰成分標準工作曲線。圖2示出了本專利技術使用的X-熒光光譜儀的系統結構，該X-熒光光譜儀包括X-射線管、濾光片、準直器、分光晶體、檢測器、分析器(未示出)等部件。其測量原理為：X-射線管發射的高能一次X射線經濾光片過濾后照射樣品，樣品中的元素被激發而發出特定波長的X-熒光，X-熒光經準直器后將發散本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種構建煤灰流動溫度模型的方法，包括：步驟1)、分析入廠煤或混配煤的煤灰成分以及煤灰流動溫度，將獲得的多組分析數據構成樣本點數據集，其中每組分析數據包括煤灰成分含量和對應的煤灰流動溫度；步驟2)、基于所述樣本點數據集，將煤灰成分含量作為自變量并且將煤灰流動溫度作為因變量，采用偏最小二乘回歸法建立煤灰流動溫度預測模型。

【技術特征摘要】
1.一種構建煤灰流動溫度模型的方法，包括：
步驟1)、分析入廠煤或混配煤的煤灰成分以及煤灰流動溫度，將獲得的
多組分析數據構成樣本點數據集，其中每組分析數據包括煤灰成分含量和對
應的煤灰流動溫度；
步驟2)、基于所述樣本點數據集，將煤灰成分含量作為自變量并且將煤
灰流動溫度作為因變量，采用偏最小二乘回歸法建立煤灰流動溫度預測模型。
2.根據權利要求1所述的方法，在步驟2)中包括：
步驟21)、在所述樣本點數據集中逐步提取自變量和因變量的主成分，
對所述煤灰流動溫度預測模型進行擬合，使得所述煤灰流動溫度預測模型的
擬合度以及主成分對自變量和因變量的累計解釋能力達到最大；
步驟22)、檢查所述煤灰流動溫度預測模型的擬合度以及主成分對自變
量和因變量的累計解釋能力；如果不滿足預定精度要求，則查找并移除所述
樣本點數據集中的離群點，返回步驟21)重新對所述煤灰流動溫度預測模型
進行擬合。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，用如下公式表示所述煤灰流
動溫度預測模型：
Y＝e+a1X1+a2X2+...+anXn其中，Y表示煤灰流動溫度，X1、X2…Xn分別表示n個煤灰成分含量，
a1…an為通過偏最小二乘回歸法得到的回歸系數，e為通過偏最小二乘回歸
法得到的參數。
4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬繼生，高秀娟，張志明，丁志剛，王昌盛，姜新其，廖家勢，李寧，黃曉偉，張美林，
申請(專利權)人：大唐內蒙古多倫煤化工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：內蒙古;15