煤質(zhì)檢驗數(shù)據(jù)分析及熱值預(yù)測研究

韓慧穎

雞西市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢測中心

煤質(zhì)檢驗數(shù)據(jù)分析及熱值預(yù)測研究

韓慧穎

雞西市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢測中心

對于煤質(zhì)信息的數(shù)據(jù)分析是煤炭企業(yè)經(jīng)營之中的重要內(nèi)容，對于煤炭情況的數(shù)據(jù)分析可以極大提高煤炭使用之中的效率，分析煤炭的熱值可以為煤炭的數(shù)據(jù)審核和熱值的計算提供重要的實驗依據(jù)，煤炭熱值的預(yù)測是煤炭數(shù)據(jù)分析之中的重點(diǎn)。本文對于煤質(zhì)檢驗之中數(shù)據(jù)分析的方法和熱值預(yù)測的研究內(nèi)容進(jìn)行了介紹。

煤質(zhì)檢測數(shù)據(jù)分析；熱值預(yù)測

一、煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析的意義

煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析是在當(dāng)前的煤炭開發(fā)事業(yè)之中提高煤炭利用效率的技術(shù)手段，對煤炭的性質(zhì)和質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析主要是指在開發(fā)過程之中對煤炭資料進(jìn)行統(tǒng)計和分析，進(jìn)而對數(shù)據(jù)背后所說明的煤炭性質(zhì)和分布情況進(jìn)行研究。在對煤質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之后，要將數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的處理，保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確程度。對數(shù)據(jù)分析體系的完善和科學(xué)合理化改造對于煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析工作的質(zhì)量有很大的提升作用，在煤炭事業(yè)建設(shè)之中是一項非常重要的工作。在煤質(zhì)數(shù)據(jù)的分析過程之中，最為主要的目的是對實驗過程之中得出的煤炭燃燒實驗的結(jié)果進(jìn)行分析。煤炭燃燒實驗的主要目的是對煤炭燃燒過程之中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行統(tǒng)計，而隨著實驗測量時間的逐漸增加，其測量的熱量的準(zhǔn)確度逐漸降低，在一些情況之下不適合對煤炭的性質(zhì)進(jìn)行較為精確的測定。為了在煤炭性質(zhì)的研究之中獲得更為精確的結(jié)果，技術(shù)人員就需要對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析方法進(jìn)行優(yōu)化。

二、煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析之中存在的問題

在煤炭企業(yè)的運(yùn)營過程之中，對于煤質(zhì)信息進(jìn)行充分技術(shù)的利用對企業(yè)的建設(shè)和發(fā)展有很大的意義，可以有效提高企業(yè)的運(yùn)營、生產(chǎn)和煤炭使用能力，可以很大程度上提高煤炭企業(yè)的運(yùn)行質(zhì)量。但是，在企業(yè)的數(shù)據(jù)分析過程之中，企業(yè)發(fā)送經(jīng)過儀器檢驗的數(shù)據(jù)的方法主要是人工記錄和電話報送，其數(shù)據(jù)傳輸效率低下，且傳輸?shù)臏?zhǔn)確性也較低，在傳輸過程之中常會出現(xiàn)傳輸錯誤的現(xiàn)象，不利于企業(yè)對于煤炭分析數(shù)據(jù)的使用。數(shù)據(jù)分析結(jié)果的利用效果不佳不利于企業(yè)的相關(guān)部門使用數(shù)據(jù)分析的結(jié)果來進(jìn)行企業(yè)運(yùn)行和煤炭開采上的優(yōu)化，對于企業(yè)的運(yùn)行質(zhì)量的提高沒有很好的提升作用。

三、煤炭熱值預(yù)測技術(shù)研究

1、研究內(nèi)容

在煤炭熱值分析的過程之中，研究人員珠崖是對煤質(zhì)數(shù)據(jù)之中的幾項進(jìn)行研究和分析，進(jìn)而對煤炭燃燒熱值進(jìn)行計算和預(yù)測。在數(shù)據(jù)分析過程之中主要分析的指標(biāo)如下。

（1）水分

煤炭之中的水分主要包括結(jié)晶水、分解水和煤炭結(jié)構(gòu)內(nèi)外的水分，假如在煤炭結(jié)構(gòu)和成分之中存在的水分量過大，會影響煤炭西苑的運(yùn)輸和使用，并且對煤炭的熱穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)性都有較大的影響，這回造成使用過程之中煤炭的焦化周期延長，降低化工排尿給企業(yè)的焦化煤炭的產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。在煤炭的數(shù)據(jù)分析過程之中，煤炭資源的外部水主要是指在煤炭開采和運(yùn)輸過程之中的水分，其主要的來源是外部空氣水分，而在煤炭的形成過程之中含有的水分被稱作內(nèi)在水，這些水分是煤炭形成原料，植物之中含有的水分。一般來講，內(nèi)在水分主要存在于長焰煤、褐煤中，水分的存在對煤炭的利用起著嚴(yán)重的阻礙，也是運(yùn)輸資源的一個極大浪費(fèi)，當(dāng)煤燃燒時，水分會蒸發(fā)轉(zhuǎn)換成蒸汽從而消耗熱量；另外，精煤中的水分也會在一定程度上影響煉焦。

（2）灰分

灰分是指在煤炭的燃燒過程之中產(chǎn)生的一種物質(zhì)，是指煤炭燃燒后的殘留物，是礦物質(zhì)在分解后的殘留物?；曳值亩嗌俸兔禾康娜紵l(fā)熱量成反比，在煤炭數(shù)據(jù)的分析過程之中，灰分的含量少說明煤炭的發(fā)熱量低，其實際質(zhì)量較差，灰分額含量高說明發(fā)熱量高，煤炭的質(zhì)量也較高。煤炭灰分主要是指煤炭成分之中的無機(jī)物的含量，煤炭的選擇性和灰分的含量呈現(xiàn)正比。

（3）揮發(fā)分

揮發(fā)分又被稱作揮發(fā)分產(chǎn)率，是指煤炭之中的礦物質(zhì)和有機(jī)物砸死高溫燃燒的過程之中產(chǎn)生分解，從而產(chǎn)生的液體和固體的混合物。揮發(fā)分在化學(xué)成分的分析上主要是包括一些熱分解產(chǎn)物，其成分不完全是煤炭的組成成分，其含量隨著煤炭的變質(zhì)程度逐漸增加，是煤炭焦化、汽化和野花能力的重要指標(biāo)，可以在對煤炭進(jìn)行煉焦處理時確定煤炭的加入比例。

（4）發(fā)熱量

煤炭的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量之下的煤炭完全燃燒產(chǎn)生的熱量，其在概念上可以分為低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量。低位發(fā)熱量是指煤炭的高位發(fā)熱量和水汽化熱的差值是國內(nèi)貿(mào)易經(jīng)常使用的發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)，它卻受外界因素如水分、灰分等影響較大。

2、熱值預(yù)測技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也被稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是用一個大量簡單的神經(jīng)元（處理單元）經(jīng)廣泛相互連接而形成的人工網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種運(yùn)算模型，由許多相互聯(lián)接的神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的。激勵函數(shù)指的是每個節(jié)點(diǎn)代表一個特定的輸出函數(shù)。權(quán)重指的是任意兩個節(jié)點(diǎn)間是通過權(quán)值連接的連接信號，等同于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶。由于網(wǎng)絡(luò)的連接方式、激勵函數(shù)及權(quán)重值都不一樣，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的輸出也不一樣。BP網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)由輸入層、中間層（隱層）、輸出層三部分構(gòu)成，相鄰兩層神經(jīng)元之間用直線連接，但是隔層之間不存在直接連接。同層神經(jīng)元沒有任何連接，每個神經(jīng)元自身不存在任何連接。BP網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞是有方向的。計算輸出時只能是正向的，前向計算時，根據(jù)輸入來計算網(wǎng)絡(luò)的實際輸出，即先計算第一層隱含層的輸出，最后計算輸出層的輸出。對煤質(zhì)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析已經(jīng)分析了水分、灰分、揮發(fā)分與發(fā)熱量的相關(guān)性，分析結(jié)果表明，灰分、水分與發(fā)熱量的線性相關(guān)性較好，而揮發(fā)分分與發(fā)熱量的線性相關(guān)性不是特別高，所以回歸分析中沒有把揮發(fā)分加入回歸分析預(yù)測中。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有容錯性和處理非線性數(shù)據(jù)的能力，因此采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測煤炭的發(fā)熱量時，可將揮發(fā)分作為輸入。

由于煤炭發(fā)熱量的預(yù)測算法要集成于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實現(xiàn)，從計算量上來分析，回歸分析方法相對簡單，數(shù)據(jù)計算處理速度快，因此，適用于對預(yù)測結(jié)果精度要求不高的場合，或應(yīng)用于數(shù)據(jù)的可靠性審核。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型雖然有著較高的預(yù)測精度，但是，計算過程涉及到多次迭代，相對復(fù)雜，在計算機(jī)中執(zhí)行的速度也會較慢。綜上考慮，在系統(tǒng)實現(xiàn)中，分別對兩種算法進(jìn)行了編程實現(xiàn)，實際中，可以根據(jù)具體需求，確定預(yù)測方法。

四、結(jié)語

煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析是提高煤炭資源利用率的有效技術(shù)手段，研究合理的數(shù)據(jù)分析方法，進(jìn)行審查核對，是一項非常重要的工作，研究合理的算法和實現(xiàn)手段預(yù)測熱值，意義重大。針對煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)量大，分析處理數(shù)據(jù)的過程繁瑣的特點(diǎn)，建立系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)技術(shù)系統(tǒng)，對提高企業(yè)工作效率和管理水平都有著積極的促進(jìn)作用。

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