专利名称：煤岩镜质组全反射率非线性优化配煤预测焦炭质量的方法
技术领域：
本发明涉及煤化工技术领域焦化行业炼焦生产过程中焦炭质量的预测方法，具体涉及炼焦生产所用配合煤黏结性指标水平，包括胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值二个因素；煤岩指标水平，包括镜质组全反射率及显微组分活惰比二个因素，构成的二水平四因素来预测焦炭机械强度和热态性能的实用系统。尤其是一种煤岩镜质组全反射率非线性优化配煤预测焦炭质量的方法。
背景技术：
高炉大型化和氧煤喷吹技术的提高，对高炉用焦质量和稳定提出了更高要求。在目前炼焦煤种变化繁多、煤质不稳定的情况下，如何通过炼焦煤煤质性质预测焦炭的机械强度和热态性能，对稳定和提高焦炭质量，以及降低焦化企业生产配煤成本等都具有十分重要的实际意义，这也目前钢铁冶金企业焦化厂亟需解决的一个实际生产问题。 目前，采用传统经验配煤或单独采用煤岩配煤方法进行预测焦炭质量指标大都是通过单种煤煤质指标和相应的配煤比，并利用加权方法来预测焦炭机械强度(M4CI、M10)和热态性能(CRIXSR),或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Vdaf或煤镜质组平均最大反射率单一指标来预测焦炭机械强度和热态性能。这些方法在一定程度上都能估计出焦炭强度和热性能。但对于单种煤煤质有混配现象时，该方法进行的焦炭质量指标预测时会与实际焦炭质量指标产生较大误差。中国专利CN1749358A公开了一种采用多元线性回归方法预测焦炭质量指标的方法，该方法特点是简单，但该方法预测时一是因采用线性回归关系，不易得到确定性数值；其二是由于炼焦煤的煤质复杂，同样条件的炼焦煤挥发分Vdaf和G值，在预测焦炭机械强度和热态性能时会产生很大差异，这是因为单种煤通过混配后，可以采用不同数量和种类的煤种在混配后得到相同的挥发分Vdaf和G值。同时，因炼焦煤与焦炭质量指标在炼焦过程中是一个复杂的关系，采用线性关系替代炼焦煤结焦过程中的非线性关系，必然使焦炭质量指标的预测结果与实际产生的误差增大。中国专利CN101661026A采用BP神经网络来预测焦炭质量，实际上该方法是采用经验风险最小化原理，但实际结果不能使期望风险最小化，在理论上存在缺陷，易陷入局部极小点，泛化能力不强等缺点。此外，神经网络的隐层数和隐层节点数的确定一般评经验确定，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，在实际应用中受到一定的限制。同时，中国专利CN101661026A采用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 O. 60%,O. 60% 0· 65%,O. 65% 1· 25%、I. 25% 1· 75%、I. 75% 1· 85%、大于I. 85%共6个反射率分布段。该分段考虑了在每一段采用累计值作为焦炭质量预测的输入参数。同时，在O. 659Γ1. 25%反射率分布段含盖了气煤、气肥煤、肥煤和部分焦煤类煤质组分，在I. 259Γ1. 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。而在目前炼焦煤市场混煤现象严重的情况下，需要对预测煤岩方法的分类进行精细化划分，以提高炼焦煤预测指标的集中度。因此，本发明提出的二水平四因素对炼焦煤预测焦炭质量将起到更大的促进作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤岩镜质组全反射率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可以提供重要技术的保证。本发明提供的煤岩镜质组全反射率非线性优化配煤预测焦炭质量的方法步骤如下一 .建立炼焦用煤资源信息数据库将炼焦配合煤的粘结性指标，包括胶质层最大厚度Y值、黏结指数G值录入到煤资源信息数据库；将单种炼焦煤的煤岩指标，包括煤镜质组全反射率精细段落数据、煤岩显微组成计算得到的活惰比参数，由此所形成的配合煤煤质信息输入煤资源信息数据库中，建立起炼焦用煤资源信息数据库；
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二 .建立焦炭质量预测模型根据炼焦配合煤的煤质黏结性指标水平，包括胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值二个因素；煤岩指标水平，包括镜质组全组分反射率及显微组分的活惰比来预测焦炭的质量指标，配合煤的预测主体是焦炭的抗碎强度M4tl、耐磨强度Mltl及反应性CRI和反应后强度 CSR;(一)确定炼焦配合煤质量指标根据实验焦炉或焦化厂生产焦炉实际使用的在备煤工艺粉碎机后形成的配合煤黏结性指标或实验焦炉粉碎并配合后的煤黏结性指标，包括胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值二个因素；煤岩指标，包括镜质组全组分反射率及显微组分的活惰比来预测焦炭的质量，该预测指标体系是采用支持向量机技术。在采用实际检测数据进行计算机运算过程中，根据煤质特性对炼焦煤的上述二个黏结性因素及二个煤岩指标因素采用支持向量机技术进行预测，由炼焦配煤黏结性指标胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值与煤岩指标预测焦炭质量指标中，煤显微组分中，活性组分包括镜质组、半镜质组和稳定组，惰性组分包括惰质组、半镜质组和矿物，其中活性组分=镜质组+1/3 X半镜质组+稳定组惰性组分=惰质组+2/3 X半镜质组+矿物活惰比=活性组分/惰性组分按以下规定进行(I)配合煤的最大胶质层厚度Y值和黏结指数G值以实际分析值为准(2)炼焦煤镜质组全反射率及显微组分的活惰比计算模型Dj是模型中配合煤镜质组在j点反射率的频数Dj = ^(DSinglej Xi51)其中，DSinglej (j=l, 2，3…60)为采集的每一个单种煤镜质组在j点反射率分布的频数，是连续性反射率分布值；Ρ」为第i种单种煤的配比。配合煤的活惰比设为B:
权利要求
1.一种煤岩镜质组全反射率非线性优化配煤预测焦炭质量的方法，其特征在于该方法按以下步骤实现 一.建立炼焦用煤资源信息数据库 将炼焦配合煤的粘结性指标，包括胶质层最大厚度Y值、黏结指数G值为一水平的二因素，并录入到煤质性质信息数据库；将单种炼焦煤的煤岩指标，包括煤镜质组全反射率精细段落数据、煤岩显微组成计算得到的活惰比参数构成的一水平二因素，以及由此所形成的配合煤煤质信息输入到煤质性质信息数据库中，建立起炼焦用煤资源信息数据库； 二.建立焦炭质量预测模型 根据炼焦配合煤的煤质黏结性指标水平，包括胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值二个因素；煤岩指标水平，包括镜质组全组分反射率及显微组分的活惰比四个指标来预测焦炭的质量指标，配合煤的预测主体是焦炭的抗碎强度M4tl、耐磨强度Mltl及反应性CRI和反应后强度CSR ； (一)确定炼焦配合煤质量指标 根据实验焦炉或焦化厂生产焦炉实际使用的在备煤工艺粉碎机后形成的配合煤黏结性指标或实验焦炉粉碎并配合后的煤黏结性指标，包括胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值二个因素；煤岩指标，包括镜质组全组分反射率及显微组分的活惰比来预测焦炭的质量，该预测指标体系是采用支持向量机技术，在采用实际检测数据进行计算机运算过程中，根据煤质特性对炼焦煤的上述二个黏结性因素及二个煤岩指标因素采用支持向量机技术进行预测，由炼焦配煤黏结性指标胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值与煤岩指标预测焦炭质量指标中，煤显微组分中，活性组分包括镜质组、部分半镜质组和稳定组，惰性组分包括惰质组、半镜质组和矿物，其中 活性组分=镜质组+1/3 X半镜质组+稳定组 惰性组分=惰质组+2/3 X半镜质组+矿物 活惰比=活性组分/惰性组分 按以下规定进行 (1)配合煤的最大胶质层厚度Y值和黏结指数G值以实际分析值为准 (2)炼焦煤镜质组全反射率及显微组分的活惰比按计算模型 Dj是模型中配合煤镜质组在j点反射率的频数Dj = X (DSingle ,X/^) 1=1 其中，DSinglej (j=l, 2，3…60)为采集的每一个单种煤镜质组在j点反射率分布的频数，是连续性反射率分布值A为第i种单种煤的配比； 配合煤的活惰比设为B: B= (4 i=l 其中，Ai为第i种煤的活性组分，Ii为第i种煤的惰性组分，Pi为第i种煤在配煤方案中所占的百分比，η为配煤方案中的单种煤的总个数； (二)预测焦炭质量指标根据实验焦炉炼焦实验或生产焦炉的焦炭质量检验分析数据与实际煤质检测分析进行比较，对焦炭机械强度和热态性能指标进行预测，并采用支持向量机技术，支持向量机是基于统计学理论的结构风险最小化原则，利用最大分界面分类器思想和基于核的方法结合 在一起，
全文摘要
本发明公开了一种煤岩镜质组全反射率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。本发明的方法步骤为建立炼焦用煤资源信息数据库，将炼焦配合煤的粘结性指标，单种炼焦煤的煤岩指标，输入炼焦用煤资源信息数据库中；通过支持向量机建立焦炭质量预测模型，根据炼焦配合煤的煤质黏结性指标水平，包括胶质层最大厚度Y值和黏结指数G值二个因素；煤岩指标水平，包括镜质组全组分反射率及显微组分的活惰比来预测焦炭的质量指标。本发明在炼焦过程中能够表征炼焦煤在软化过程中表示胶质体数量的胶质层最大厚度Y值与表示胶质体黏结性质量，实现预测焦炭机械强度和热态性能为目标的预测过程。
文档编号G01N33/22GK102890144SQ20121040557
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者白金锋, 陈红军, 徐君, 张雅茹, 钟祥云, 赵振宁, 刘洋, 刘洪春, 吴鲲魁, 徐桂英, 张丽华, 李丽华 申请人:辽宁科技大学