基于聚类分析与粒子群算法优化神经网络的灰熔点预测

针对解决燃煤锅炉或气化炉的结渣现象,影响锅炉安全性问题,以灰成分金属氧化物为自变量,灰熔点流动温度为因变量,建立了K-Means-PSO-BPNN的灰熔点预测模型,误差分析结果表明,经过粒子群算法优化,BP神经网络模型在聚类分析后的预测效果得到了显著提高,表现出更好的相关性,相关系数为0.967,高于未优化的0.917,平均绝对误差为5.81,小于未聚类的26.98,并且模型的准确性提高到98.89%。因此,聚类分析以及粒子群算法优化后的神经网络模型能够更准确预测煤灰的流动温度(FT)。

应用原料煤分析数据建立煤灰流动温度模型

通过对某公司LIMS系统中原料煤分析数据进行分类、研究,将煤灰主要成分、硅铝比、酸碱比等参数与煤灰流动温度相关联,建立煤灰流动温度经验公式模型,用以指导配煤,为气化炉运行提供支撑,并可对分析数据的准确性(或可靠性)进行校验,为同类装置提供借鉴。

煤灰熔融过程中的矿物演变及其对灰熔点的影响

煤的结渣特性是影响电厂锅炉安全经济运行的主要因素之一。该文利用热分析方法和X-射线衍射物相分析对低灰熔点的神木煤(温家梁,TDT=1200℃)和高灰熔点的淮南煤(新庄,TDT>1500℃)煤灰在加热过程中矿物质的热行为及其演变进行了对比研究,2种煤灰的热分析曲线存在较大差异,它们的矿物质成分也随着温度升高发生了不同的转变,分别对其灰熔点产生了不同的影响。温家梁灰中大量存在的CaCO3、CaSO4为钙黄长石、钙长石的大量生成提供了条件,这2种矿物的低温共熔是温家梁煤灰熔点低的主要原因;新庄灰中大量生成的莫来石使得新庄灰的熔点很高。该文的对比研究为研究配煤解决锅炉结渣问题提供了新的思路。

配煤对煤灰熔融特性影响的实验与量化研究

采用量子化学计算方法和实验研究,从微观分子结构和宏观煤灰熔融特性两个层面上,研究了高温下高、低灰熔点煤配煤降低高灰熔点煤煤灰熔融温度的熔融特性和熔融机理。实验和计算结果表明,配煤时,Ca2+作为电子受体进入煤灰中莫来石的晶格,使晶格发生重组,易生成熔点较低的钙长石。莫来石的分子结构较钙长石的要稳定得多,Ca2+进入莫来石晶格后位于由[SiO4]4-和[AlO4]5-两种四面体形成的网络之间,与O配位的Ca原子削弱了莫来石中的Si—O键,使得配煤后的混煤灰熔融温度降低。量子化学计算得到的灰中矿物质分子结构及相应的物理化学特性,如化学状态、表面化学活性及成键特性等,能够很好的从灰中矿物质分子微观结构特性解释高温下煤灰熔融过程中耐熔矿物与助熔矿物间的反应机理。

配煤对降低高灰熔融性煤的三元相图分析

采用2种低灰熔融性温度煤对一种高灰熔融性温度煤进行配煤降低煤灰熔融性温度的研究。依据相平衡理论分析了配煤降低高灰熔融性温度煤的熔融特性。研究表明:配煤可以有效的降低高灰熔融性温度煤的灰熔融性温度,其灰熔融性温度变化并不与配煤比例成线性关系,而与相应的三元相图液相线温度具有很好的相似性,三元相图同样适用于混煤灰的熔融特性研究。在相图的三元低温共晶点和二元共晶线附近灰的熔融温度随灰成分的变化比较显著,且低于周围灰成分的灰熔融性温度,相图理论可以很好的对配煤降低高灰熔融性温度煤的灰熔融性温度进行理论分析。

准东煤灰化过程中的矿物演变及矿物添加剂对其灰熔融特性的影响

利用低温灰化、高温灰化和X射线衍射物相分析相结合的方法对准东煤中矿物质在加热过程中的演变规律进行了研究。结果表明,准东煤中原始矿物质以方解石、高岭石为主,随着燃烧温度的升高,煤灰中矿物质最终生成了铁橄榄石、硅酸钙等。此外,向准东煤中掺加不同比例的高岭土和刚玉混合添加剂,发现随着SiO2/Al2O3比值的降低,煤中生成了钙矾石、钙铝榴石等高熔点物质,准东煤的灰熔点逐步升高。

生物质及其与煤掺烧的灰熔融特性研究

采用YX-HRD灰熔融性测定仪对麦秆、稻秆、杨木屑等7种常见的生物质灰及其与煤掺烧后灰的熔融特性进行了检测。结果表明:煤的结渣判别指数不能完全、可靠地预测生物质及其与煤掺烧的结渣特性。根据生物质灰成分,对灰熔融温度的Pearson相关系数推导出生物质结渣判别指数A=(MgO+Al2O3+Fe2O3)/(CaO+P2O5)。生物质的加入在不同程度上降低了煤的灰熔点,在低配比范围内随生物质添加量的增多掺混煤灰熔点逐渐降低。随秸秆类生物质掺混比增加,碱金属氧化物含量增加使掺混煤灰熔点降低的作用减弱,但同时A值却较高,因而混煤灰熔点反而升高。秸秆类生物质的掺混比例在20%以下,酒糟、花生壳与杨木屑的掺混比例分别在40%、60%、60%以下都可避免严重结渣。

酒糟在流化床中燃烧特性的试验研究

利用X射线荧光光谱仪、灰熔点仪和热重分析仪等对酒糟的灰成分、灰熔点及着火温度进行了测试,并在小型流化床试验台上进行了酒糟燃烧试验,对不同含水率酒糟的着火特性、烧结特性和NOx排放质量浓度进行了研究.结果表明:酒糟灰中K2O和Na2O的含量很低,只有4.936%;酒糟灰的软化温度较高,高于1 290℃;干燥酒糟的挥发分较高,高于250℃就能够着火燃烧;当石英砂的平均粒径为300μm、流化床内的流化速度大于0.36m/s时,流化状况良好;在900℃下,酒糟在石英砂流化床中燃烧不会出现烧结现象;在不同的燃烧温度下,NOx排放质量浓度均较大,且随着燃烧温度的升高而增大;酒糟可以在石英砂流化床中燃烧,且燃尽效果良好.

配煤降低淮南煤灰熔点的研究及机理初探

通过配煤的方法,对高灰熔融性淮南煤与4种低灰熔融性煤进行配加,可以显著的降低淮南煤的高灰熔点。配煤灰熔点的变化不是两种单煤灰熔点简单的加和关系,而是非线性的关系,配煤灰熔点与煤灰组成之间也有很大的关系。通过灰样及熔渣的红外光谱分析,初步探讨灰熔融性变化机理。

配煤降低高灰熔融性淮南煤灰熔点的研究

对高灰熔融性淮南煤和低灰熔融性煤进行了配煤降低灰熔点的研究 .研究表明 ,配煤可以显著降低高灰熔融性煤的灰熔点 ,降低或免去添加助熔剂 ,配合煤灰熔点变化并不是两种煤的灰熔点加和值 ,而是非加和性的 .煤中灰成分对灰熔点有很大影响 ,配煤的灰成分具有加和性 .添加适当的助熔剂是高灰熔融性煤的配煤制浆的较佳选择 .配煤的制浆浓度是非加和性的 ,利用两种煤的优势可以有效地提高难成浆煤种的制浆浓度 ,一般可以提高 3%～ 5 % .

蚁群前馈神经网络在煤灰熔点预测中的应用

提出了一种蚁群前馈神经网络模型。采用蚁群算法和BP算法相结合的方法训练神经网络,可避免单纯BP算法容易陷入局部最优的不足,降低算法对初值的敏感性。应用蚁群前馈神经网络建立了灰熔点的模型,并对模型的预测性能进行了验证。结果表明,该方法的预测精度比单一的BP神经网络模型有较大提高,训练后的网络模型可以用于煤灰熔点的预报。

配合煤对水煤浆性能的影响

配合煤对水煤浆性能的影响是非加和性的，利用两种煤的优势可以有效提高难成浆煤种的制浆浓度，一般可以提高3%～5%，但不同煤、不同配比、不同添加剂的配煤制浆结果有一定的差异。利用配煤技术可以有效地降低高灰熔点煤的灰熔点，其灰熔点的降低也是非加和性的。

基于偏最小二乘回归的灰熔点预测

利用煤灰成分作为输入变量,煤灰变形温度作为输出变量,采用偏最小二乘回归法(PLS)对灰熔点问题进行建模.然后用60个样本对该模型进行训练,利用得到的PLS回归方程对20个混煤样本的灰熔点进行预测,并对不同灰成分个数作为输入变量时得到的预测结果进行了比较.结果表明:所建立的灰熔点PLS回归模型能较好地预测灰熔点;采用10个煤灰成分作为输入变量时,灰熔点的平均相对预测误差和最大相对预测误差分别为1.05%和1.19%,比采用7个煤灰成分作为输入变量时的预测结果精确.

镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融影响的机理

通过向高灰熔点淮南煤灰中添加不同质量分数的镁基助熔剂,研究镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融特性的影响及其机理.结果表明:对于淮南煤灰,镁基助熔剂的理想添加质量分数为5%,能使煤灰熔点降低到1 350℃以下;通过XRD分析和SEM验证得知,耐熔矿物质莫来石是导致淮南煤灰熔点较高的原因;Mg2+与莫来石发生反应,生成了堇青石和尖晶橄榄石等易熔矿物质,导致灰熔点降低;通过研究莫来石的稳定性推断出,作为电子给予体的Mg2+易于从活性较大的O(7)和O(13)进入莫来石晶体,造成化学稳定性较弱的Al(1)—O(13)和Al(8)—O(13)共价键的断裂,引起硅酸盐网络中2个Si原子之间的距离增大,促使莫来石晶体晶格重组.

配煤对煤灰熔点和水煤浆性能影响的研究

配煤可以显著降低高灰熔融性煤的灰熔点 ,降低或免去添加助熔剂 ,配煤灰熔点变化并不是两种煤的灰熔点加和值 ,配煤的灰成分具有加和性。添加适当的助熔剂是高灰熔融性煤的配煤制浆的较佳选择。利用淮南煤配煤制浆可以有效提高难成浆煤种的制浆浓度 ,一般可以提高 3%～ 5 %。

Mg^(2+)和Na^+对高熔点煤灰熔融性的影响

以山西阳泉固庄高熔点煤灰为研究对象,通过向煤灰中添加不同量的MgO与Na2CO3,研究了Mg2+与Na+在高温下对煤灰熔融性的影响。研究结果表明,煤灰熔融温度随氧化镁的添加(5%～25%)单调下降;而随氧化钠添加(5%～25%)出现先降后升现象,在氧化钠添加量为15%时,灰熔点达到最低。XRD分析表明,阳泉固庄煤灰熔融温度高(大于1 750℃)的原因是高温条件下耐熔矿物莫来石、方英石的存在。添加外加剂后,高温时外加剂与硅酸盐矿物反应,生成了更多的低共熔矿物霞石、堇青石等。同时,Mg2+和Na+的加入会使得非桥氧数量增多,高温煤灰低聚物增多,降低了煤灰的熔融温度。通过三元相图以及SEM分析,高温条件下煤灰中部分元素的富集以及团聚现象是导致Mg2+和Na+对煤灰熔融温度影响不同的原因。

三种煤配合降低淮南煤灰熔点的研究

研究了淮南煤通过配煤降低灰熔点,以探讨符合T excao气化炉灰熔点要求的配煤方案.选用主要原煤5种:淮南煤A为高灰熔点煤,其他4种原煤(分别为B、D、E和F)为低灰熔点煤.采用高灰熔融性淮南煤A与2种低灰熔点的煤相配加形成配合煤,其中配以C煤(固定50%)调整B煤或D煤等低灰熔点煤与淮南煤的百分比,进行配煤灰熔点研究.结果表明:配合煤的灰熔点比淮南煤显著降低,配合煤灰熔点的变化与3种煤的灰熔点没有简单的比例关系,配合煤的灰熔点与煤灰组成也有关系.ACB、ACE、和ACF三种配合煤在淮南煤比例为35%时,其灰熔点都低于1380℃,符合T excao气化工艺要求,只有ACD配合煤的灰熔点不符合T excao气化工艺要求.

“W”型火焰锅炉掺烧烟煤结焦原因分析及对策

简要分析了某电厂"W"型火焰锅炉在掺烧烟煤后,炉膛结焦加剧,频繁发生垮焦,砸伤甚至砸爆水冷壁管事故的原因。着重介绍了该电厂通过对容易结焦区域的一系列改造,成功避免了"W"型火焰锅炉掺烧烟煤后的结焦问题,对同类型电厂具有一定的借鉴作用。

淮化Texaco气化配煤制取水煤浆的研究

研究了安徽淮化集团公司Texaco工艺所适用的淮南煤配煤制取水煤浆,并对浆体流变性能进行了测试。结果表明配煤对水煤浆性能的影响是非加和性的,合理配煤可以有效地降低高灰点煤的灰熔点,提高煤浆浓度和改善流变特性,能够满足工业实际生产的需要。

中药渣灰熔点及结渣特性试验研究

以六味地黄丸、杞菊地黄丸、香砂养胃丸和逍遥丸4种中药渣为研究对象,利用马弗炉在两个温度下成灰,测定不同温度下的灰熔点,并对灰样进行X射线荧光和衍射分析,研究4种中药渣的结渣特性。结果表明:4种中药渣在两个成灰温度下的灰软化温度均高于1194℃;600℃时灰中碱金属含量比815℃时高,碱金属主要以硫酸盐、盐酸盐、氧化物的形式存在,碱金属与Si、Al生成低熔点共晶体会显著降低灰熔点;4种中药渣结渣倾向均为严重。