戴财胜[1]2000年在《动力配煤的理论与应用研究》文中提出动力配煤既能调整煤炭的产品结构,实现产品质量稳定,提高煤炭的燃烧效率;又能减少二氧化硫、烟尘等污染物的排放,减轻环境污染,是目前能够大面积推广应用、行之有效的洁净煤技术。近几年来,动力配煤技术的研究取得了可喜的进展,有关动力配煤的研究成果不断有所报道。但必须注意到,动力配煤技术还很不完善,其基础研究急需进一步加强。针对动力配煤技术存在的主要问题,作者首次从煤的煤岩组成、化学组成出发,根据煤化参数国家测试标准,从理论上推导了煤化参数(煤的挥发分、发热量)的线性可加性,再用实验加以验证,为建立动力配煤优化配方的数学模型奠定了基础。利用热重分析法研究慢速条件下配混煤的挥发分析出规律及影响因素,建立了配混煤热解三阶段模型,为配混煤的煤化参数相同而其燃烧特性可能显著不同的理论解释提供了依据。同时,利用热重分析法研究了单种煤及配混煤的燃烧特性及影响因素,建立了动力配煤中配混煤燃烧性能的预测方法。配混煤的半工业性燃烧试验验证了配混煤燃烧性能预测方法的正确性。最后,作者指出了现有动力配煤数学模型存在的主要问题和不足,完善了动力配煤的数学模型,开发了动力配煤的应用软件,使动力配煤理论科学化、实用化。动力配煤理论在株洲洗煤厂的成功应用证实了动力配煤理论的正确性。
张宏达[2]2004年在《十里泉发电厂2×300MW机组动力配煤技术应用研究》文中进行了进一步梳理火力发电厂的经济性主要取决于电站锅炉的热效率。锅炉效率高,燃煤少,经济效益好,相反经济效益下降甚至亏损。但锅炉效率的高低除了设计、运行因素以外,与煤种有很大的关系。燃用设计煤种,锅炉热效率高,非设计煤种,锅炉热效率低。一九八七年哈尔滨成套设备研究所对全国428个火力发电厂进行调查,50%的电厂使用非设计煤种,这使锅炉的参数不容易保证,热效率一般下降5%左右。拿一台1000t/h的电站锅炉,在设计煤种下运行,热效率多在90%左右,如燃用非设计煤种,炉内燃烧不好,锅炉热效率远低于设计值。如按低于设计值5%计算,燃Ⅱ类烟煤,一年按7200小时计算,则多浪费燃料66813吨,如按300元/吨计算浪费的燃料折人民币2004.4万元,即电厂损失2004.4万元。相反采取措施,进行动力配煤,使所配的煤复合设计煤种,就可避免上述损失,将会对电厂创造较好的经济效益。 本文对动力配煤进行技术应用研究,针对山东十里泉发电厂2×300MW机组动力配煤,从理论和实验两方面讨论分析了煤质指标线性可加性的适用范围,对燃料的发热量、挥发分对锅炉燃料的影响做了重点分析讨论,得出了分析基苯氧弹发热量、分析基挥发分具有线性可加性。这两个主要成分线性可加性的指出,为建立动力配煤优化配方的数学模型奠定了基础。另讨论了煤质各指标对锅炉安全燃烧的影响,并提出了当量衡量单位,分析了燃料界定各指标上下限,界定的原因,对混煤与单种燃煤挥发分析出特性进行了讨论,提出了用燃料特性来指导配煤,有利于锅炉的安全经济运行,有利于节能与环保。 文章研究讨论了配煤的主要煤质参数具有线性可加性,配煤的燃烧性能预测方法可以指导配煤,分析国内现有动力配煤数学模型存在着不足,即动力配煤数学模型的约束条件没有考虑配煤燃烧性能,它实际影响炉内燃烧,影响锅炉热效率应给予考虑。 由于锅炉正常燃烧对煤指标有特定的要求,不同炉型锅炉对配煤的化学参数也有要求,在动力配煤数学模型的约束条件中,必须有混煤燃烧性能的约束,这样即保证了配煤化学参数适应锅炉对燃煤的煤质要求,保证了配煤有较好的燃烧性能,减少配煤性能与实际性能的误差。根据动力配煤的约束条件和目标函数,提出了新动力配煤数学模型的约束条件,既表明了评价动力煤质量的主要煤化学参数具有线性可加性,又保证了配煤的煤化学参数指标满足配煤的要求,约束条件保证了配煤具有较好的燃烧性能,又使配煤成本最低。 论文分析了十里泉电厂在煤质、存放、上煤等方面的现状,提出了该厂影响配煤的问题,并提出了具体解决措施,这有利于该厂动力配煤,有利于节能与环保,有利于企业创造较好的经济效益。因此,具有较好的现实意义和可行性。
王赫鸣[3]2018年在《动力配煤系统的设计及应用研究》文中研究说明煤炭不仅是我国的主要能源,同时也是十分重要的战略资源,电煤消费量是我国煤炭消费的主要力量。我国煤炭品种较多,品质层次不齐,质量很不稳定,不太适用于直接燃烧的要求,且杂质较多,会造成污染严重及效率低下。究其根本原因就是煤炭燃烧污染所致,当前,如何合理使用动力燃煤显得尤为重要。本文主要对济三电厂动力配煤系统进行研究和设计,理论研究方面,针对配煤模型线性可加性、高阶性、非线性、不确定性等特点,深入研究煤质各指标对配煤模型影响程度,借鉴前人研究经验,基于支持向量机技术和遗传算法的特点、原理和实现方法,对动力配煤模型进行预测和实验结果对比,通过煤质灰熔融特性的实验研究证明,混合支持向量技术和遗传算法的智能优化算法,从整体上提高配煤模型的预测能力,为后续开发应用奠定软基础。应用研究方面,在电厂原输煤程控系统PLC或PLC+上位机的独立控制结构的基础上进行改造,采用新一代厂级自动化信息系统SIS接入输煤监控系统,实现电厂输煤设备仪表、配煤控制系统和生产管理系统等相关燃煤数据的采集,有效的解决不同设备、系统的通信问题,全面实现输煤系统信息化集成与管理,保障锅炉的安全经济运行,节能减排与低碳环保。
屈国强[4]2015年在《动力配煤优化研究现状及展望》文中进行了进一步梳理为建立准确、稳定、高效的动力配煤优化数学模型,阐述了动力配煤与各组成单煤主要指标之间存在线性加权关系、复杂的非线性关系、线性与非线性关系尚不明确3种观点,论述了3种观点基础上建立的数学模型和求解算法研究现状,并根据目前动力配煤优化中存在的问题,提出了发展展望。第一种观点认为建立线性规划模型后可采用多种方法求解,第二种多采用神经网络技术描述非线性映射关系后建立专家系统求解,第三种认为不同的条件应采用不同的数学模型。配煤优化问题的计算性质尚未明确,如何在保持智能优化算法等高效的前提下,提高运算结果的准确性、稳定性,是目前迫切需要解决的问题。建立动力配煤优化数学模型应先从理论上确定混煤与单煤主要指标之间在何种情况下呈现线性与非线性关系,并在此基础上,探讨优化配煤的数学模型。
张雪霏[5]2008年在《霍林河露天煤业有限公司动力煤配比问题研究》文中进行了进一步梳理动力配煤既能调整煤炭的产品结构,实现产品质量稳定,提高煤炭的燃烧效率;又能减少二氧化硫、烟尘等污染物的排放,减轻环境污染,是目前能够大面积推广应用、行之有效的洁净煤技术。近几年来,霍煤公司的配煤技术取得了可喜的进展,但仍然存在一些问题。特别是现在本公司配煤技术仅考虑燃煤发热量和水分的要求,未综合考虑其它煤质指标因素,致使配煤质量并不能完全满足客户的需要。本文在现有动力配煤数学模型的基础上,根据本企业实际情况,考虑了挥发分、发热量、灰分、水分、硫分等配煤指标,建立了以低热值煤配比总量最大为目标的动力配煤数学模型。随后,以霍煤公司某天的相关数据作为依据,利用研究出的新的动力配煤数学模型进行计算,求出当天的动力配煤优化方案。再根据实际应用情况,对其优化方案进行人工修正,从而得到了切实可行的动力配煤优化方案。为保证动力配煤技术的有效运作,并且最终得到均匀、稳定的动力配煤产品,还提出了生产过程中的管理和控制方案,主要包括配煤控制和采样控制。最后,又分析了动力配煤带来的经济效益和社会效益,进一步的证明了动力配煤技术应用的价值和意义。
王鑫[6]2016年在《非线性理论应用于动力配煤燃烧特性研究》文中提出动力配煤是适合我国国情的一种洁净煤技术,有利于提高煤炭热能利用率、加强燃煤设备安全可靠性、并且降低燃煤污染物排放。本文利用热天平试验表明动力配煤的燃烧特性与煤质特性之间存在强烈非线性,利用早停止技术防止神经网络模型过拟合精确预测了配煤燃烧特性,采用分形理论剖析了煤热解生成的煤焦孔隙分形结构及其着火燃烧特性,针对枣庄煤场开发了非线性多元优化动力配煤专家系统成功应用于示范工程。采用Early-stopping back-propagation(ESBP)神经网络精确预测了16种典型动力煤种及其48种配煤的着火温度和活化能,利用早停止技术解决了神经网络对训练数据的过拟合问题,明显提高了网络泛化能力和对新数据的预测精度。基于煤质分析建立了三层神经网络模型,神经网络预测配煤着火温度和活化能的平均误差分别为0.29%和1.28%,远低于二次非线性回归的平均误差2.24%%和5.91%。采用ESBP神经网络精确预测了16种典型动力煤种及其48种配煤的最大燃烧速率和固定碳燃烬率,利用早停止技术解决了神经网络对训练数据的过拟合问题,明显提高了网络泛化能力和对新数据的预测精度。基于煤质分析建立了三层神经网络模型,神经网络预测配煤最大燃烧速率和固定碳燃烬率的平均误差分别为1.97%和0.91%,远低于二次非线性回归的平均误差7.06%和4.03%。剖析了煤热解生成的煤焦孔隙分形结构及其着火燃烧特性。当空干基原煤中挥发分和水分的总含量由15.22%增加到39.49%时,煤粉热解的活化能降低导致煤焦孔隙分形维数由2.30增加到2.84,在孔径为3.7nnm处形成的微分比表面积峰值增加,而颗粒平均孔径降低。相应地煤焦着火温度由617℃C降低到486℃,煤焦燃烧活化能降低导致固定碳燃烬率由84%升高到91%。探索了燃煤烟气CO2的水热催化还原反应特性,针对水热还原CO2存在的4条可能反应途径进行了热力学分析,发现最容易进行的反应途径为：HC03-+2H≒HCOO'+H2O,试验表明铜催化剂水热还原CO2效果明显优于镍催化剂。当同时加入16mmol的铜粉和铝粉时,得到还原产物甲酸的浓度为6694ppm,水热还原CO2的转化效率达到29.1%。研究了电厂非线性多元优化动力配煤的一维炉燃烧特性。根据国电河北龙山电厂的锅炉设计煤种和实际煤源情况确定了五种配煤指标,利用非线性多元优化动力配煤模型计算得到优化配煤方案。利用一维炉对优化配煤进行了燃烧特性试验,采用微分差热法确定沉降炉试验中配煤的着火温度,通过优化配煤缩短了主力煤种(昔阳煤和国阳煤)的着火距离,降低了着火温度,同时降低了SO2和NOx排放。针对枣庄煤场开发了非线性多元优化动力配煤专家系统。采用ESBP神经网络预测动力配煤的着火燃烬特性构建多元优化动力配煤计算模型,提出根据多煤质指标权重计算配煤综合评价指数的方法。实现了非线性多元优化动力配煤的核心计算程序,结合煤场进储销管理模块设计完成计算机专家系统软件,成功应用于枣庄煤场的200万吨／年动力配煤示范工程。对专家系统计算得到的优化动力配煤方案在一台6t/h链条炉上进行燃烧测试,经第三方检测表明：链条炉热效率由64.9%提高到71.4%,节煤率达到10%。
朱再兴[7]2011年在《锅炉动力配煤优化模型和专家系统研发及炉内燃烧仿真优化研究》文中研究说明混煤的合理搭配使用对于锅炉的安全、经济和稳定运行非常重要,由于湖南的煤煤种杂,煤质差,前煤炭部部长提出,“烧好湖南的煤,是湖南经济发展的大课题”。本研究以益阳发电有限责任公司重点项目“多煤种适应性分析研究”为工程背景,针对湖南电厂动力配煤技术研究的不足,查阅了大量文献资料,开展了一系列的现场调研和实验研究,采用神经网络和遗传算法、穷举法、退火法以及动力配煤原理,根据煤质基本数据和燃烧特性实验结果,建立非线性预测模型和配煤优化模型,开发动力配煤专家系统软件。在此基础上,根据配煤价格和适应度比较分析了各种算法得到的配煤方法的优劣。应用计算流体力学等理论建立了模型对混煤在锅炉内的燃烧进行了数值仿真,进一步分析了各种优化配煤方案的实际燃烧效果,并进行了锅炉的参数优化研究。主要研究内容和结论有：(1)在益阳发电有限责任公司较常用煤种中选取具有代表性的15种单煤,混配成45种混煤。实验测试得到单煤和混煤的发热量、元素分析和工业分析结果、可燃性指数和着火稳燃特性指数。对混煤煤质特性的实验分析结果与混煤中各单煤线性加权计算结果进行对比,结果表明：绝大多数混煤煤质特性与单煤线性加权特性呈现较强的非线性关系。(2)应用广义回归神经网络(GRNN)理论建立了混煤煤质特性、着火温度和着火稳燃特性指数预测模型,运用模型对混煤的低位发热量、工业分析、元素分析、着火温度、着火稳燃特性指数进行了预测。将模型预测结果、线性加权值与实测结果进行对比分析,结果表明：预测结果与实测值相差较小；预测结果与线性加权比较,误差都有了明显降低。(3)选取混煤价格最低作为目标函数,采用神经网络模型预测混煤的煤质特性,建立了包括穷举法、遗传算法和模拟退火算法的多算法动力配煤模型,在此基础上,开发了首个针对湖南电厂动力配煤优化问题的专家系统软件。该动力配煤软件可实现以下主要功能：运行时更新单煤种数据库；根据现有的煤质数据库,对选定的进行掺混的煤种以及比例进行混煤的煤质特性预测与元素分析预测,而后评价该种混煤的煤质特性以及元素分析；根据用户设定的约束条件,分别采用穷举法、遗传算法及模拟退火算法,寻求优化的配煤方案。(4)运用Fluent6.3仿真软件,采用可实现的K-ε气相湍流模型、Lagrangian颗粒相随机轨道模型、P1辐射换热模型,对锅炉内物理场进行了仿真计算,并将部分温度点与该锅炉燃烧优化调整试验测试结果进行比较,仿真结果与测试结果吻合较好。首次应用仿真方法计算和分析比较多算法动力配煤方案条件下锅炉内的温度场,计算结果表明：按照价格作为判别合理配煤方案的标准在多数情况下燃烧能达到较好的效果；穷举法是精确的算法,计算可以得到全局最优解。(5)首次全面系统地应用仿真的方法研究了主要操作参数对炉内燃烧工况的影响规律,获得的优化操作条件为：过剩空气系数1.2；一次风率20%；一次风温度433K；二次风温度620K；均匀投粉。本文的研究成果已在益阳发电有限公司成功应用。所开发的动力配煤专家系统软件应用于锅炉配煤,可实现锅炉的计算机辅助决策,最终达到优化配煤、优化操作、稳定锅炉燃烧的目的。本成果可在众多同类型发电厂上推广应用。
邢诚[8]2006年在《动力配煤原理在火力发电厂中的应用》文中认为由于目前市场发电用煤供应紧张,各电厂普遍面临煤种变化大,实际燃用煤质较设计煤种变化较大,直接导致锅炉效率下降,电厂整体经济性下降。同时各发电企业为提升企业经济性、提高企业效益,积极寻求更加合适的新煤源,通过积极和经济的技术改造适应煤质变化。本文首先对我国和国际上动力配煤的发展历史及研究现状作了介绍。简要分析了目前较流行的动力配煤计算方法,根据实际应用的要求特点,重点论述了加权平均法的计算依据,约束条件、数学模型。依据混合煤种中煤的挥发分、发热量等煤化参数的线性可加性,利用动力配煤原理中的加权平均法,通过对燃煤的着火特性、结渣特性、制粉系统干燥出力等方面对下花园发电厂3号炉改烧、掺烧蔚县煤的可行性进行了分析,在保证机组安全、经济运行的前提条件下,提出了相应的技术改造建议。
桂祥友, 马云东[9]2005年在《非线性优化理论在动力配煤中的应用》文中研究表明我国目前的配煤技术仅根据燃煤发热量和挥发分的要求,未综合考虑煤的着火、燃尽、结渣及脱硫等因素,致使混煤质量并不能满足锅炉燃烧的需要。本文将非线性优化技术应用于动力配煤,考虑了发热量、挥发分、硫分、水分、灰分、灰熔点、着火特性、燃烬特性、结渣特性和SO2排放特性等10个配煤指标,建立了非线性优化动力配煤数学模型。在满足约束条件的前提下,追求混煤的某个质量指标最优,以满足用户对燃煤安全性和环保性的要求。
冯婷[10]2012年在《煤的结构参数与动力配煤指标的计算方法研究》文中研究指明本文的研究内容主要分两部分：一是关于煤的结构参数的计算及在煤炭分类中的适用性研究；二是对动力配煤煤质指标的计算方法的研究。我国煤炭分类标准《中国煤炭分类》利用多个指标进行煤炭分类，其优点在于分类更加明确，缺点在于指标多，不够直观，不易于指导实际煤炭的开发利用。本文基于有关文献提出的“结构-化学煤炭分类方法”，研究煤结构参数对我国煤炭分类的适用性。根据煤中碳、氢、氧、氮、硫五种元素含量，计算出煤的各结构参数，并由这些参数来对各牌号煤进行分类研究。本文共研究了五种煤的结构参数：化学结构不饱和度参数δ、有机结构碳骨架的还原参数B、芳碳率f_a、H/O原子比、修正的结构参数η'。结果发现：就我国的煤样数据而言，δ和B两个参数可以将3种无烟煤较好的分开；而芳碳率f_a和修正的结构参数η'也能将常用的动力用煤大致分开；芳碳率f_a和H/O原子比两个参数对炼焦用煤分类效果较好。目前，动力配煤技术的应用已成为一种趋势，与此同时，对配煤指标的研究也越来越多。本文用BP神经网络和Elman神经网络分别研究了单煤煤质指标与配煤煤质指标之间的关系，并以3种单煤的配比、水分、挥发分、发热量、灰分共15个神经元为输入，一起和分别以配煤的挥发分、发热量、灰分为输出建立煤质指标的预测模型。研究发现：不论是BP网络还是Elman网络，其单指标预测的最优结果都要比三指标同时预测的最优结果好；数据的预先归一化处理使得BP网络的计算结果更好，但对Elman网络的计算结果则效果不明显；Elman网络建模计算的各指标取得最优R值时所需的隐含层节点数普遍比BP网络相应模型计算的各指标取得最优R值时所需要的隐含层节点数多；在所有计算结果中，用BP归一化方法预测的最优结果最好，在对文献中48组数据预测计算中，挥发分、发热量和灰分对应其模型的隐含层节点数分别为9、5、6，此时对应的平均相对误差R值各为8.98%、4.21%、8.01%。
参考文献：
[1]. 动力配煤的理论与应用研究[D]. 戴财胜. 中国矿业大学（北京）. 2000
[2]. 十里泉发电厂2×300MW机组动力配煤技术应用研究[D]. 张宏达. 山东大学. 2004
[3]. 动力配煤系统的设计及应用研究[D]. 王赫鸣. 青岛大学. 2018
[4]. 动力配煤优化研究现状及展望[J]. 屈国强. 洁净煤技术. 2015
[5]. 霍林河露天煤业有限公司动力煤配比问题研究[D]. 张雪霏. 大连理工大学. 2008
[6]. 非线性理论应用于动力配煤燃烧特性研究[D]. 王鑫. 浙江大学. 2016
[7]. 锅炉动力配煤优化模型和专家系统研发及炉内燃烧仿真优化研究[D]. 朱再兴. 中南大学. 2011
[8]. 动力配煤原理在火力发电厂中的应用[D]. 邢诚. 华北电力大学（北京）. 2006
[9]. 非线性优化理论在动力配煤中的应用[J]. 桂祥友, 马云东. 中国矿业. 2005
[10]. 煤的结构参数与动力配煤指标的计算方法研究[D]. 冯婷. 新疆大学. 2012
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