基于多元线性回归分析的贵州无烟煤低位发热量计算数学模型研究.pdf

第5 期 煤 质 技 术 2 0 1 5 年9 月 基于 多元线性 回归分析 的贵州无烟煤低位 发热量计算数学模型研究 陆 超 秦 岭 张 磊 曾 彬 李小江 华 电电力科学研 究院 浙江 杭 州 3 1 0 0 3 0 摘要 选取 某燃煤电厂 2 4 2 1批次贵州无烟煤的工业分析及发热量测定结果 利用 多元线性回归 分析 建立贵州无烟煤的低位发热量计算数 学模型 通过对数学模型的统计检验及数 学模型计算值 与 实测数据的对比分析 证 明该数学模型具有较 高的正确性与实用性 建议可将此模型作为贵州地 区燃煤 电厂对贵州无烟煤质量验收的辅助方法 关键词 贵州无烟煤 发热量 数学模型 线性回归 统计检验 中图分 类号 TQ5 3 3 4 文献标识 码 B 文 章编号 1 0 0 7 7 6 7 7 2 0 1 5 0 5 0 0 2 4 0 2 Ca l c u l a t io n ma t h e ma t ic a l mo d e l a n a l y s is o f n e t c a l o r if ic v a l u e o f Gu iz h o u a nt hr a c it e c o a l b a s e d o n m u l t ip l e l in e a r r e g r e s s io n LU C h a o QI N L in g ZHANG Le i Z ENG B in LI Xia o j ia n g Hu a d ia n El e c t r ic Po we r Re s e a r c h I n s t it u t e Ha n g z h o u 3 1 0 0 3 0 C h in a Ab s t r a c t 2 4 2 1 g r o u p s o f h is t o r ic a l p r o x ima t e a n a l y s is d a t a a n d c a l o r if ic v a l u e d a t a o f Gu iz h o u a n t h r a c it e c o a l in a c o a l f ir e d p o we r p l a n t we r e c h o s e n t o b u il d c a l c u l a t io n ma t h e ma t ic a l mo d e l o f n e t c a l o r if ic v a l u e o f Gu iz h o u a n t h r a c it e c o a l b y u s in g mu l t ip l e l in e a r r e g r e s s io n Th r o u g h t h e s t a t is t ic a l t e s t o f ma t h e ma t ic a l mo d e l a n d c o m p a r is o n b e t we e n c a l c u l a t io n r e s u l t o f m a t h e ma t ic a l mo d e l a n d me a s u r e d d a t a it wa s p r o v e d t h a t t h e ma t h e ma t ic a l mo d e l h a d h ig h c o r r e c t n e s s a n d p r a c t ic a b il it y S O it wa s s u g g e s t e d t h a t t h is mo d e l c o u l d b e u s e d a s t h e h e l p e r me t h o d f o r Gu iz h o u a n t h r a c it e q u a l it y c h e c k a n d a c c e p t in Gu iz h o u c o a l f ir e d p o we r p l a n t Ke y wo r d s Gu iz h o u a n t h r a c it e c o a l c a l o r if ic v a l u e m a t h e m a t ic a l mo d e l l in e a r r e g r e s s io n s t a t is t ic a l t e s t 0 引 言 煤的发热量是燃煤品质最主要的参数之一 在 燃煤各种特性指标中具有重要意义n 高效准确的 发热量测定与计算方法一直是研究的热点与难点 已有研究表明 煤的发热量可通过工业分析数据推 导计算 近年来 随着计算机技术的进步 采 用计算机强大的计算功能及数理统计软件 所建立 的煤的发热量计算 数学模型具有较高 的精 度 引 显著提高了计算数学模型的正确性与实用性 笔者 选取贵州地区某燃煤 电厂入厂煤 均为贵州无烟 煤 工业分析及发热量测定结果 利用多元线性回 归分析 推导出适用于计算该 电厂入厂煤发热量数 学模型 并通过验证证明该数学模型可用于贵州无 烟煤发热量的计算 1 数据采集 煤的发热量计算数学模型的研究基础是所采煤 样的矿点覆盖面广 实测数据量大 实测结果准确 2 4 可靠 因此 以下研究选取贵州地 区某燃煤 电厂半 年 内的入 厂煤 2 4 2 1批 次 贵州 无 烟 煤 的工 业 分 析及 发热量测定结果 其空气干燥基低位发热量 如图 1 所示 变化 范围宽 1 0 5 5 2 9 0 7 MJ k g 由 于尽可能地确保采样点能够覆盖贵州区域的绝大多 数无烟煤矿点 因此此次检测可较为全面地代表贵 州无烟煤 以此提高所建立的发热量计算数学模型 对于贵州无烟煤的适用性 图 1 贵州无烟煤各批次发热量测定结果 研究所选取煤 的工业分析结果包括 空气干燥 基水分 M 空气干燥基灰分 A a 及空气干 燥基挥发分 V 由于空气干燥基固定碳可通过 F C d 1 0 0 一 M A a d V d 计算得到 因此在 如 掩 M 删豢 第 5 期 煤 质 技 术 2 0 1 5 年 9 月 建立数学模型时无须重复考虑 所选取煤的发热量 结果为空气干燥基低位发热量 Q 叱 a MJ k g 2数学模型 的建 立与分析 以空气干燥基 水分 M a 空气干燥 基灰 分 A 空气干燥基挥发分 Vd 为 自变量 以空 气干燥基 低位发热 量 Q a MJ k g 为 因变 量 建立三元 线性 回归方 程 利 用 MAT L AB软件 对 2 4 2 1 批次贵州无烟煤 工业分析及发 热量测定结果 进行计算处理 建立数学模型 通过对模型进行统 计检验及将模型计算值与实测数据进行对比 考察 数学模型的正确性与实用性 2 1 回归方 程的 建立 令 Q t d zl M d z 2 A d z 3 V d 建立三元回归方程 Y p o 卢 1 zl 4 p 2 z z 卢 3 X 3 将采集 的 2 4 2 1批次 测定结果利 用 MATL AB 软件 进行 计算 建 立三 元线性 回归方程 MAT L AB软件求解结果见表 1 表 1 MA T L AB软 件 求 解 结 果 R 0 9 8 9 6 F 7 6 9 6 2 P 0 00 0 0 因此可 得 回归方 程 Y 3 6 1 9 0 1 0 3 7 9 9 x 一 0 4 3 0 5 x 一0 0 0 8 8 x 3 即该厂贵州无烟煤的空 气干燥基低位发热量计算数学模型 由于 R 接近于 1 F 7 6 9 6 2 远大于其临界 值 且 P 1 1 6 6 呈线性相关 2 2实际数 据检 验 为进一步证明该发热量计算数学模型的正确性 与实用性 笔者采集了贵州地区另一燃煤 电厂入厂 煤的化验数据 从 中随机选取 2 0批次贵州无烟煤 的工业分析及发热量测定结果 将发热量数学模型 计算值与实测值进行对比 结果详见表 2 表 2 空气 干燥基低位发热量实测值与计算值 比对 MJ k g 序号实测值 计算值差值 序号 实测值 计算值 差值 1 9 7 3 9 9 6 0 2 2 1 1 1 9 1 3 1 9 1 4 0 O 1 2 1 4 6 9 1 4 6 4 0 0 4 1 2 1 9 5 3 1 9 5 3 O 0 1 3 1 6 4 3 1 6 3 3 0 1 0 1 3 2 0 0 9 1 9 8 5 0 2 3 4 1 6 6 4 1 6 5 6 0 0 7 1 4 2 1 5 3 2 1 3 4 0 1 9 5 1 6 8 8 1 6 91 0 0 3 1 5 2 1 6 9 2 1 6 O 0 0 9 6 1 7 67 1 7 81 0 1 4 1 6 2l 6 9 2 1 6 2 0 07 7 1 7 7 9 l 7 6 9 O 1 1 1 7 2 2 1 5 2 1 9 5 0 2 0 8 1 8 5 1 1 8 5 6 0 0 6 1 8 2 2 2 1 2 2 O 8 0 1 3 9 1 9 04 1 9 0 4 0 0 0 1 9 2 4 3 5 2 4 4 3 0 0 9 1 0 1 9 1 1 1 8 9 5 0 1 6 2 0 2 5 3 6 2 5 5 4 一O 1 9 计算空气干燥基低位发热量的差值平均值 d 0 0 3 标准差 S a 0 1 2 7 并进行 t 检验 0 0 3 一 一 1 1 6 6 J 由 G B T 1 9 4 9 4 3表 1 2查得 自由度 一1 1 9的双尾 t 2 0 9 3 1 1 6 6 说明差值平均值与 0 无显著差异 由此证明通过实测数据的验证 利用 该发热量计算数学模型计算贵州无烟煤的空气干燥 基低位发热量具有较高的正确性及实用性 3 数学模型 的优 劣分 析 上述数学模型的研究选取贵州无烟煤 该煤的 工业分析及发热量 测定结 果数据高达 2 4 2 1批次 空气干燥基低位发热量变化范围宽 通过对模型的 统计检验以及数学模 型计算值与实测数据 的对比 证明该数学模型具有较高的正确性及实用性 以上数学模型是基于贵州无烟煤的工业分析及 发热量测定数据线性回归而建立 其计算值与实测 值始终有一定的差距 考虑到现今燃煤电厂普遍采 用实测值作为结算依据 因此推荐将上述数学模型 只作为贵州地区燃煤 电厂对贵州无烟煤质量验收的 辅助方法 4 结 语 煤的发热量是燃煤品质最主要的参数之一 以 上研究选取了 2 4 2 1批次贵州无烟煤 的工业分析及 发热量测定结果 利用多元线性回归分析建立了贵 州无烟煤的空气干燥基低位发热量计算数学模型 下转第 3 8页 第5 期 煤 质 技 术 2 0 1 5 年 9 月 裹 4 椰壳活性炭在弱还原性气氛下 灰熔融温度测定结果 注 表中 为各测值 的平均值 为各均值与标准值之羞 能够达到弱还 原性 气氛 而椰壳 活性炭所产生 的 CO CO H 明显不足 相 当于 偏氧化性 气氛 即在偏氧化型气氛时会使各项指标偏高 而当加入 过量 超过正常需要量的两倍以上 的碳物质时会 产生其它的影响 导致 流动温 度长时间不能够 出 现 实际上是当出现强还原性气氛时会使灰锥在流 动温度时出现气泡 从而造成软件 自动识别时无法 自动判别流动温度 导致流动温度偏高 3 结 语 通过上述试验以及对试验数据的分析 可得出 如下结论 在使用不同规格型号的活性炭时 甚至 是使用不同采购批次的活性炭时 均需采用标准物 质测定法 即按 国标 GB T 2 1 9 2 0 0 8 煤灰熔融 性的测试方法 中第 1 0 1条 的相关要求对碳物质 进行调整 38 参考文献 1 3 2 3 4 5 6 揭 涛 加 压流化床 气化条件 下煤灰 熔融特 性的 实 验研 究 D 浙江大学硕 士论 文 2 0 0 8 G B T 2 1 9 2 0 0 8 煤友 熔融性的测试方法 s 马 尚文 刘 霞 许 洁 等 S i0 z含 量对煤灰 熔 融特性的影响口 广东化工 2 0 1 3 4 0 1 3 8 1 8 2 韦华善 煤灰熔融 性测 定的影 响 因素探析 J 企 业科 技 与 发 展 2 0 0 9 2 0 4 8 4 9 曹长武 动 力用煤特性检测与应用分析 M 山东 电力 工业部 山 东地 区发 电 用煤 质量检 验 测试 中心 1 9 9 4 杨金和 陈文敏 段 云龙 煤炭 化验手册 M 北 京 煤 炭 工 业 出版 社 1 9 9 8 作者简介 杨海生 1 9 7 5 一 男 湖南常德人 目前任长沙瑞 翔科技有限公司研发部经理 从事煤质仪 器研制工作 收稿 日期 2 0 1 5 0 8 2 6 上接第 2 5页 该数学模型具有较高的正确性与实用性 结合现今 燃煤电厂普遍采用实测值作为结算依据的现状 推 荐此模型只作为贵州地区燃煤 电厂对贵州无烟煤质 量验收的辅助方法 以期为贵州无烟煤的发热量预 测提供一种简便而较为准确的计算方法 参考文献 1 2 3 4 5 6 宁 门翠 基 于分析 实验数据计算煤的发 热量 J 煤 质技 术 2 0 1 2 2 2 2 2 3 刘天新 陈文敏 利用工业分析 结果推导计算我 国煤 低位发 热 量 的 新 公 式 J 煤 炭 科 学 技 术 1 9 9 2 7 4 0 4 4 张鸽 基 于 多元 线性 回归分析 法的洗 混煤低位 发 热量数学模 型研 究 J 煤炭技 术 2 0 1 4 1 2 3 3 7 33