[发明专利]一种由炼焦煤非线性优化配煤预测焦炭质量的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤焦化技术领域，涉及预测焦炭质量的方法，特别是一种由炼焦煤非线性优化配煤预测焦炭质量的方法。

背景技术

炼焦煤的性质是制约焦化企业经济效益、影响大型高炉生产稳定操作的重要因素。由于焦化企业面对的供煤矿点繁多，煤质多变，因此大型钢铁联合企业通过单种炼焦煤的性质预测的焦炭机械强度（M₄₀、M₁₀）和热态性能（CRI、CSR），对降低焦化企业炼焦生产配煤成本具有重要的现实意义。目前焦化企业大都采用传统经验配煤方法进行焦炭质量指标预测，即通过单种煤煤质指标和相应的配煤比，并利用加权方法和相关的线性回归计算方法来预测焦炭机械强度（M₄₀、M₁₀）和热态性能（CRI、CSR）。如采用一种煤质常规黏结性指标Y值或G值再结合煤变质程度指标挥发分V_daf或直接用煤镜质组最大平均反射率单一指标来预测焦炭机械强度和热态性能；或将炼焦煤的灰分产率或灰组成等含碱性组分作为相关参数，参与焦炭质量的预测。但由于各焦化企业面对的炼焦煤资源存在混煤现象，煤的表观属性不具有常规煤种所具有的炼焦煤性质，因此在预测焦炭质量指标过程中会与实际生产的焦炭质量产生较大误差。

传统的线性回归分析方法预测焦炭质量是焦化企业大都在使用的方法，还有一种将煤岩参数中的镜质组平均最大反射率作为煤变质程度的输入变量，将煤粘结性指标G值或Y值中的一个参数作为输入量来预测焦炭质量的方法。中国专利CN1749358A公开了一种多元线性回归方法预测焦炭质量的方法，该方法简单，方便。但是，由于炼焦煤煤质组成及结构复杂，即使炼焦煤的挥发分V_daf和G值相同，对所预测的焦炭机械强度和热态性能也会产生很大的差异，这是因为实际应用中对混煤现象而言，可以将不同数量和种类的煤种通过混洗就可以得到具有相同挥发分V_daf和G值的混煤。因此采用线性回归方法来预测具有非线性特征的炼焦煤成焦工艺生成的焦炭的质量必然会产生较大的误差。另外，采用神经网络方法进行焦炭质量预测也是业内比较关注和致力研究的方法。专利CN101661026A中，公开了采用BP神经网络来预测焦炭质量指标（冷态强度和热态性能）的方法。神经网络方法是基于经验风险最小化原理，而实际上该方法不能使预测结果的期望风险最小化，特别是在理论上存在缺陷,极易陷入局部极小点，且泛化能力不强等缺点。此外，神经网络方法的隐层数和隐层节点数的确定一般都是以经验为依据来确定，也没有一个明确的算法，这就使神经网络的预测精度受到一定的影响，特别是在实际应用中受到一定的限制。专利CN101661026A将煤岩镜质组反射率分成6段作为输入量，既将镜质组反射率分为小于0.60%、0.60%～0.65%、0.65%～1.25%、1.25%～1.75%、1.75%～1.85%、大于1.85%共6个反射率分布段。该分段将每一段采用累计值作为焦炭质量预测的输入参数。同时，将0.65%～1.25%反射率分布段作为该段变量的取值范围，但该段含盖了气煤、气肥煤、肥煤和部分焦煤类的煤质组分，而在1.25%～1.75%反射率分布段涵盖了部分焦煤、瘦焦煤、部分瘦煤类煤质组分。因此，该方法尽管减少的输入变量的数量，但没有显现出各煤种所对应的煤质作用效果。在目前炼焦煤市场混煤现象严重的情况下，有必要对优化配煤预测焦炭的质量指标系统的输入变量类别和数值进行精细划分，这样可以提高预测焦炭质量的准确性。

发明内容

本发明提供了一种由炼焦煤非线性优化配煤预测焦炭质量的方法，对焦化企业生产焦炭的稳定性和焦炭质量的提高提供重要技术的保证。

一种由炼焦煤非线性优化配煤预测焦炭质量的方法包括以下内容：

一.建立单种炼焦用煤性质、焦炭质量指标及炼焦加热工艺条件信息数据库

煤质指标和焦炭质量指标数据库的建立是实现由炼焦煤预测焦炭质量的基础。将单种炼焦煤粘结性指标，包括胶质层最大厚度Y值、黏结指数G值，炼焦煤镜质组平均最大反射率炼焦工艺参数中的结焦时间τ、炼焦炉标准火道温度T，包括机侧Tm、焦侧Tk，以及焦炭机械强度M₄₀、M₁₀和热态性能CRI、CSR数据，采用SQL Server大型数据库应用技术，并采用3NF数据库设计方法建立起单种炼焦用煤性质、炼焦工艺条件及焦炭质量指标信息数据库；

二.建立焦炭质量预测模型