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动力配煤灰熔融性温度的计算
1999-7-13
|
摘 要 采用单煤灰熔融性温度加权平均来计算动力配煤的灰熔融性温度，在建立数学公式过程
中考虑了灰分产率的影响。用该方法计算的理论值与实测值误差很小，比未考虑灰分产率的数学
公式有更高的准确度。
关键词 动力配煤 灰熔融性 加权平均
1 简述
煤灰熔融性温度是煤灰在高温下达到熔融状态的温度。习惯上称作灰熔融性温度。而煤灰是
煤中矿物质在较高温度下灼烧后的产物，煤中矿物组分极为复杂，经高温灼烧后大部分被氧化或
分解。这些氧化或分解产物的含量和性质就决定了煤灰的熔融性。目前应用线性规划原理建立动
力配煤数学模型时，其约束条件中灰熔融性温度是根据具有可加性的原则，以单煤灰熔融性温度
和配比作为基本参数进行加权平均，而忽略了单煤灰分产率这一重要因素，因而导致配煤计算结
果和实测值的偏差较大。在建立新的数学计算公式时，充分考虑单煤灰分产率的影响，采用单煤
灰分产率加权平均法，克服了原计算方法的不足。应用公式计算配煤的灰熔融性温度，其计算值
和实测值差异很小，具有较高的准确度，可以满足实际应用的需要。
2 数学公式的建立
假设有n种煤样进行动力配煤，如果要求灰熔融性温度上限为Ta，下限为Tb，设第i种煤样在
配煤中的百分比为Xi，Ti表示第i种煤的灰熔融性温度。用单煤所占配煤比例确定灰熔融性温度的
约束条件，建立数学公式如下：
 （1）
式中 Ta——灰熔融性温度上限，℃；
Tb——灰熔融性温度下限，℃；
Xi——第i种煤样在配煤中的百分比，%；
Ti——第i种煤的灰熔融性温度，℃。
从该公式看出，在配煤过程中仅考虑了单煤的比例。而灰熔融性温度的高低是与煤中灰分产
率有关，因为配煤灰熔融性温度的高低是由各单煤的灰分产率及组成决定的，所以公式（1）具有
明显的缺陷，在应用过程中会不可避免的产生较大偏差。因此有必要建立新的数学模型，即既考
虑单煤所占比例，又考虑单煤灰分产率大小。建立新的数学公式如下：
 （2）
式中 Ai——第i种煤的灰分产率，%。
其他符号意义同公式(1)。
该公式意义如下：以Ai代表第i种煤的灰分产率，%。
式中 An——第n种煤的灰分产率，%；
Xn——第n种煤样在配煤中的百分比，%；
Tn——第n种煤的灰熔融性温度，℃。
其中：
3 验证
选取煤炭科学研究总院北京煤化学研究所10组配煤数据进行验证，结果见表1、表2、表3、表
4。
表1 单煤灰熔融性温度实测值 ℃
|
样号
|
煤炭名称
|
DT
|
ST
|
FT
|
|
01
|
神华
|
1210
|
1220
|
1230
|
|
02
|
林西
|
>1500
|
>1500
|
>1500
|
|
03
|
永城
|
>1500
|
>1500
|
>1500
|
|
05
|
山优
|
1260
|
1300
|
1370
|
|
07
|
荆各庄
|
>1500
|
>1500
|
>1500
|
|
08
|
鑫源
|
>1500
|
>1500
|
>1500
|
|
10
|
曹山
|
1460
|
1500
|
>1500
|
|
13
|
乡优
|
1360
|
1420
|
1440
|
|
15
|
大优
|
1250
|
1270
|
1320
|
|
17
|
榆林
|
1140
|
1160
|
1180
|
表2 动力配煤配比 %
|
煤炭
名称
|
样 号
|
|
04
|
06
|
09
|
11
|
12
|
14
|
16
|
18
|
19
|
20
|
|
神华
|
29
|
10
|
mm
|
33
|
10
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
|
林西
|
35
|
mm
|
mm
|
47
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
28
|
|
永城
|
36
|
60
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
60
|
mm
|
mm
|
|
山优
|
mm
|
30
|
37
|
mm
|
24
|
31
|
23
|
30
|
25
|
mm
|
|
荆各庄
|
mm
|
mm
|
10
|
mm
|
66
|
mm
|
67
|
mm
|
65
|
mm
|
|
鑫源
|
mm
|
mm
|
53
|
mm
|
mm
|
59
|
mm
|
mm
|
mm
|
40
|
|
曹山
|
mm
|
mm
|
mm
|
20
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
|
乡优
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
10
|
mm
|
mm
|
10
|
mm
|
|
大优
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
10
|
mm
|
mm
|
mm
|
|
榆林
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
mm
|
10
|
mm
|
32
|
表3 配煤灰熔融性温度实测值与用公式计算值对照 ℃
|
样号
|
DT
|
ST
|
FT
|
|
实测
|
理论2
|
理论1
|
实测
|
理论2
|
理论1
|
实测
|
理论2
|
理论1
|
|
04
|
1500
|
>1482
|
>1416
|
>1500
|
>1483
|
>1419
|
>1500
|
>1484
|
>1422
|
|
06
|
>1500
|
>1476
|
>1399
|
>1500
|
>1480
|
>1412
|
>1500
|
>1485
|
>1434
|
|
09
|
>1500
|
>1470
|
>1411
|
>1500
|
>1476
|
>1426
|
>1500
|
>1484
|
>1452
|
|
11
|
>1500
|
>1460
|
>1403
|
>1500
|
>1476
|
>1408
|
>1500
|
>1477
|
>1411
|
|
12
|
>1500
|
>1472
|
>1413
|
>1500
|
>1477
|
>1424
|
>1500
|
>1483
|
>1442
|
|
14
|
>1500
|
>1467
|
>1412
|
>1500
|
>1475
|
>1430
|
>1500
|
>1483
|
>1454
|
|
16
|
>1500
|
>1473
|
>1420
|
>1500
|
>1477
|
>1431
|
>1500
|
>1484
|
>1452
|
|
18
|
1480
|
>1474
|
>1392
|
>1500
|
>1478
|
>1406
|
>1500
|
>1483
|
>1429
|
|
19
|
>1500
|
>1471
|
>1426
|
>1500
|
>1479
|
>1442
|
>1500
|
>1486
|
>1462
|
|
20
|
>1500
|
>1467
|
>1385
|
>1500
|
>1469
|
>1391
|
>1500
|
>1471
|
>1398
|
注：理论2表示公式（2）计算值，理论1表示公式（1）计算值。
表4 实测值与理论值之差对照 ℃
|
样号
|
DT
|
ST
|
FT
|
|
实测-
理论2
|
实测-
理论1
|
理论2-
理论1
|
实测-
理论2
|
实测-
理论1
|
理论2-
理论1
|
实测-
理论2
|
实测-
理论1
|
理论2-
理论1
|
|
04
|
18
|
84
|
66
|
17
|
81
|
64
|
16
|
78
|
62
|
|
06
|
24
|
101
|
77
|
20
|
88
|
68
|
15
|
66
|
51
|
|
09
|
30
|
89
|
59
|
24
|
74
|
50
|
16
|
48
|
32
|
|
11
|
40
|
97
|
57
|
24
|
92
|
68
|
23
|
89
|
66
|
|
12
|
28
|
87
|
59
|
23
|
76
|
53
|
17
|
58
|
41
|
|
14
|
33
|
88
|
55
|
25
|
70
|
45
|
17
|
46
|
29
|
|
16
|
27
|
80
|
53
|
23
|
69
|
46
|
16
|
48
|
32
|
|
18
|
6
|
88
|
82
|
22
|
94
|
72
|
17
|
71
|
54
|
|
19
|
29
|
74
|
45
|
21
|
58
|
37
|
14
|
38
|
24
|
|
20
|
33
|
115
|
82
|
31
|
109
|
78
|
29
|
102
|
73
|
|
平均值
|
26.8
|
90.3
|
63.5
|
23.0
|
81.1
|
58.1
|
18.0
|
64.4
|
46.4
|
从表3表4可以看出，应用灰分产率加权平均值建立的数学公式(2)计算的理论值与实测值非常接近
。灰熔融性温度DT用公式(2)计算值比实测值平均低26.8
℃，最小仅相差6 ℃，最大不超过40 ℃
。用公式(1)计算值比实测值平均低90.3
℃，最大偏差达到115 ℃。公式（2）准确度比公式（
1）平均提高63.5 ℃；ST用公式(2)计算值比实测值低23
℃，最小仅相差17 ℃，最大不超过31
℃。而用公式（1）计算值比实测值平均低81.1
℃，最大偏差达到109 ℃。公式（2）准确度比公
式（1）平均提高58.1 ℃；FT用公式(2)计算值比实测值低18
℃，最小仅相差14 ℃，最大不超过
29 ℃。而用公式（1）计算值比实测值平均低64.4
℃，最大偏差达到102 ℃。公式（2）准确度
比公式（1）平均提高46.4
℃。用公式(2)计算结果产生误差的原因不完全由公式造成的，是因当
灰熔融性温度越过1500 ℃时在计算中即被认为1
500 ℃因受测定仪的限制最高测至1500 ℃，从
而导致理论值略偏低 。但幅度远小于用公式(1)计算的值。由表3数据可知FT的误差小于ST，而
ST的误差小于DT。可以认为，如果单煤的灰熔融性温度能够准确测定，用公式(2)计算的理论值与
实测值更趋一致。
通过以上2种数学公式的比较，增加灰分产率后进行加权平均得到的理论值更接近实测值。证
明了动力配煤的灰熔融性温度具有较好的可加性，从而进一步完善动力配煤的数学公式，
这对动
力配煤理论的完善以及指导实际应用都有重要意义
作者简介：刘泽常，1950年生，教授，1975年毕业于山东矿业学院采选系，现任山东矿业学院济
南分院化工系主任，长期从事煤化学及煤化工的教学及科研工作，曾在国内外学术刊物上发表学
术论文40多篇，出版专著1本。地址：山东省济南市矿院路，邮码：250031。
作者单位：刘泽常 高洪阁 王 力 (山东矿业学院化工系)
陈怀珍 陈文敏 (煤炭科学研究总院北京煤化学研究所)
参考文献
1 刘天新，张敬运，张自劭.煤炭检测新方法与动力配煤.北京：中国物资出版社，1992(4)
2 陈文敏，张自劭，陈怀珍.动力配煤.北京：煤炭工业出版社，1999(10
(收稿日期：1999-07-12)
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