入炉煤发热量的计算方法及其应用
(2010-12-14 13:24:44)
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分类: 技术 |
摘
关键词
准确及时地掌握煤质情况,对于锅炉操作调整和指标核算具有重要的指导意义。但在工业分析中,发热量相对其它煤质指标的测定,影响因素多,工作量大,准确性更难保证。应用回归分析方法,建立计算发热量的回归公式,可将计算发热量与测定发热量进行对照,以鉴定准确性,也可在测定煤灰分等指标后,利用回归公式迅速推测发热量,以便尽早指导锅炉调整燃烧。
1
对同一货源的煤来说,煤质指标间有一定的关系,其发热量的高低常常与灰分、水分成反比关系,而且相关性很好。因此发热量可根据工业分析的结果进行近似计算。资料[1][2]提供了几个经验公式做为参考。但这些经验公式,要求煤种条件苛刻,拿来直接运用,偏差往往很大,所以有必要建立起目前所用煤种的经验公式。利用已有的煤质化验数据,采用回归分析法,可直观简捷地建立经验公式。
回归分析法是拟合试验曲线和分析化验结果的重要方法。它是在假设状态下,研究某种或某些原因(自变量)的变动对某一结果(因变量)的影响程度。
只处理两个变量之间线性相互关系的分析称为一元线性回归分析,其直线模型为
y=a+bx
此式称为y对x的直线回归方程。
除直线外,因变量与自变量的关系还可能是多项式、指数函数、对数函数、幂函数,等等。
在直线相关条件下,研究两个或两个以上自变量对一个因变量的数量变动关系,称为多元线性回归分析。回归方程的一般表达式为
y=a+b1x1+b2x2+…+bnxn
借助一元线性回归公式,可建立发热量y与灰分x的直线关系式。关键点是根据日常积累的发热量y与灰分x数据,计算出系数a和b。确定a、b的最常用的方法是最小二乘法。
随着计算机技术的发展,现在通过Excel等软件可以很便捷地计算出系数a、b,而且数据量越大,得到的该煤种的公式越准确。
2
我们以某电厂为例,其2009年12月份入炉煤质化验结果见表1。
煤样 |
灰分 |
发热量 |
% |
Mj/kg |
|
1 |
26.25 |
25.436 |
2 |
28.69 |
24.135 |
3 |
28.85 |
24.310 |
4 |
28.62 |
24.361 |
5 |
26.25 |
25.431 |
6 |
25.56 |
25.624 |
7 |
27.44 |
24.941 |
8 |
26.23 |
25.499 |
9 |
29.70 |
23.878 |
10 |
29.28 |
24.187 |
11 |
29.04 |
24.755 |
12 |
26.91 |
25.431 |
13 |
25.44 |
25.719 |
14 |
25.96 |
25.689 |
15 |
25.69 |
25.700 |
16 |
25.15 |
26.043 |
17 |
26.14 |
25.313 |
18 |
26.61 |
25.346 |
19 |
29.29 |
23.917 |
20 |
30.47 |
23.641 |
采用回归分析法,可得入炉煤发热量y与灰份x关系曲线(见下图1)。
图1
求得其直线关系式为:y = -0.4335x + 36.835
建立发热量计算公式后,可用于检查验证煤质化验结果,并进行偏差分析。一旦发现计算发热量与试验数据不符,应查看化验过程是否有误、数据是否抄写正确、煤种是否发生变化。也可通过发热量—灰分计算公式反推灰分的化验结果的准确性。当偏差超过2%(亦或超过500kj/kg)时,应复查备份煤样,以确认最终结果。
下例检查了该电厂2010年2月份15个入炉煤样,结果见下表2。
表2:
煤样 |
灰分 |
测定发热量 |
计算发热量 |
偏差 |
偏差率 |
% |
Mj/kg |
Mj/kg |
Mj/kg |
% |
|
1 |
28.13 |
24.47 |
24.64 |
-0.17 |
-0.70 |
2 |
27.49 |
24.61 |
24.92 |
-0.31 |
-1.25 |
3 |
28.11 |
24.52 |
24.65 |
-0.13 |
-0.53 |
4 |
28.40 |
24.61 |
24.52 |
0.09 |
0.35 |
5 |
25.78 |
25.38 |
25.66 |
-0.28 |
-1.10 |
6 |
28.54 |
24.15 |
24.46 |
-0.31 |
-1.30 |
7 |
25.80 |
25.34 |
25.65 |
-0.31 |
-1.23 |
8 |
29.90 |
23.23 |
23.87 |
-0.64 |
-2.77 |
9 |
25.97 |
25.14 |
25.58 |
-0.44 |
-1.74 |
10 |
26.84 |
24.92 |
25.20 |
-0.28 |
-1.12 |
11 |
26.49 |
25.09 |
25.35 |
-0.26 |
-1.04 |
12 |
33.11 |
23.96 |
22.48 |
1.48 |
6.17 |
13 |
25.61 |
25.47 |
25.73 |
-0.26 |
-1.03 |
14 |
26.63 |
24.91 |
25.29 |
-0.38 |
-1.53 |
15 |
28.75 |
24.11 |
24.37 |
-0.26 |
-1.09 |
平均 |
27.70 |
24.66 |
24.83 |
-0.16 |
-0.67 |
表中可以看出:
1)测定发热量比计算发热量普遍偏低,平均偏低0.16Mj/kg。偏差率为0.67%,小于2%,结果可信。
2)煤样8和12出现了较大的偏差,查灰分明显偏高。应校核备份煤样。
3
3.1 上文介绍的是最简单的一元一次回归方程,实际上,建立发热量与灰分的一元n次回归方程,或者灰分、水分做为自变量的二元一次发热量回归方程,计算结果能够更为准确。
3.2 回归分析法得出的经验公式只对近期稳定煤种有效。煤种的突变会造成较大偏差。同样的煤源,质量也可能有所变化。因此,一旦发现经验公式平均偏差超过允许值时,就要考虑在近期数据的基础上进行公式修正。
3.3 采用回归分析方法还可建立起进厂煤发热量计算公式。对于同一批煤,检查进厂煤与入炉煤热值差,有助于加强煤质管理。部颁标准规定该热值差不大于3%。■
主要参考资料
[1] 李青,公维平编著.火力发电厂节能和指标管理技术.北京:中国电力出版社,2006.
[2] 徐通模,金定安等著.锅炉燃烧设备。西安:西安交通大学出版社,1989.