火電廠煤結(jié)渣的模糊綜合判斷

火電廠煤結(jié)渣的模糊綜合判斷

1si2/al2o3、鐵鈣比/cao目前，火電工廠的煤渣評價主要有兩個方面：（1）根據(jù)煤灰的成分特征，包括三氧化二鐵（fe2o3）、堿性酸比（b.a）、硅比（g）、硅鋁比（sio2-al2o3）、鐵鈣比（fe2o3、cao）和硫含量。比如用G來判斷,當(dāng)G≤0.64時為嚴(yán)重結(jié)渣,0.64<G<0.73時為中結(jié)渣,0.73≤G≤0.79時為輕結(jié)渣,G>0.79時為不結(jié)渣。(2)根據(jù)煤灰的物理特性進行判斷,包括軟化溫度(t2)、灰渣粘度、煤灰燒結(jié)強度等。比如根據(jù)煤灰的軟化溫度t2判斷,當(dāng)t2<1305℃時為嚴(yán)重結(jié)渣,1305℃≤t2≤1350℃時為中等結(jié)渣,1350<t2≤1435℃時為輕微結(jié)渣,t2>1435℃時為不結(jié)渣。2單一碳吸收趨勢的模糊評價方法2.1煤的結(jié)渣分級根據(jù)上述任意一個結(jié)渣指標(biāo)來判斷燃煤電廠所用煤種結(jié)渣狀況時,其分辨率均較低,且會出現(xiàn)不同指標(biāo)判斷結(jié)果不同的情況,使鍋爐設(shè)計及運行人員難以對不同的判斷結(jié)果作出正確選擇。同時,由于對結(jié)渣等級(不結(jié)渣、輕微結(jié)渣、中等結(jié)渣、嚴(yán)重結(jié)渣)的分割界限過于明確,忽略了結(jié)渣特性在不同等級之間的中間過渡性,沒有考慮各參數(shù)對某一級別的置信度。而模糊判斷法正是使用模糊數(shù)學(xué)原理,對各個單項指標(biāo)進行綜合全面考慮的同時,尤其注意分級界限的模糊性,確定判斷結(jié)果屬于某一等級的置信度。這里根據(jù)現(xiàn)場所測量的數(shù)據(jù),選擇分辯率較高、且具有一定代表性的幾個單一指標(biāo),如軟化溫度(t2)、硅比(G)、硅鋁比(SiO2/Al2O3)、堿酸比(B/A)進行煤的結(jié)渣趨勢綜合判斷。單一煤種結(jié)渣的模糊判斷模型CSM1為:(1)模糊因素集U={t2,G,SiO2/Al2O3,B/A}。(2)評語集V={不結(jié)渣,輕微結(jié)渣,中等結(jié)渣,嚴(yán)重結(jié)渣}。(3)權(quán)重集A。在因素集指標(biāo)中,若人為確定各因素的權(quán)重則主觀因素影響較大,致使最終判斷結(jié)果客觀性減弱。因此,采用以下方法確定各指標(biāo)的權(quán)重。設(shè)Xi為第i個因素集實際值,Si為該指標(biāo)對應(yīng)的評語集各等級的中心值。Pi=Xi/Si,表示實際值的超標(biāo)倍數(shù)。Siˉˉˉ=(∑i=1mSij)/mSiˉ=(∑i=1mSij)/m,表示各等級中心值的平均值,m為評語集等級的個數(shù)。Wi=Xi/Si,表示該指標(biāo)Xi的權(quán)重,歸一化后得:ai=Wi/∑i=1nwi,nai=Wi/∑i=1nwi,n為因素集指標(biāo)個數(shù)。則:A=(a1,a2,…,an)。(4)隸屬函數(shù)r(x)采用線性(圖1,以t2為例)。(5)集合評判行向量B=A·R,這里取用普通矩陣乘法。(6)對評判行向量進行歸一化,即bi=bi/(b1+b2+b3+b4)。2.2預(yù)測示例利用結(jié)渣判斷模型CSM1判斷單一煤種和混煤的結(jié)渣結(jié)果分別見表1～表5。3混合煤渣的模糊評價3.1表132352525252.52.2由上述幾種判斷結(jié)果可知,模型CSM1對單一煤種結(jié)渣判斷與實際情況有較好的一致性,但對混煤的判斷與實際結(jié)果差距較大。為此作者提出混煤結(jié)渣趨勢的判斷模型CBM2,且仍選擇t2,G,SiO2/Al2O3,B/A為判斷指標(biāo)?；烀航Y(jié)渣評判模型CBM2為:(1)模糊因素集U={u1,u2,…un},ui(i=1,2,3,4)分別為煤灰熔點、堿酸比、硅比、硅鋁比,即U={t2,B/A,G,SiO2/Al2O3}。(2)評語集V={不結(jié)渣,輕微結(jié)渣,中等結(jié)渣,嚴(yán)重結(jié)渣}。(3)權(quán)重集A=(a1,a2,a3,a4),其權(quán)重的確定方法同CSM1模型。(4)隸屬度函數(shù)r(x)的確定:1)在結(jié)渣指標(biāo)因素集中,因素集ui的論域參數(shù)xi為(σ(1)ijij(1),σ(2)ij),則隸屬函數(shù)rij正態(tài)型分布函數(shù)(圖2):rij=?????????????????????exp[?(xi?0.5×(α+1)σ(1)ij(α?1)σ(1)ij)2]exp[?(xi?0.5×(σ(1)ij+σ(2)ij)(σ(2)ij?σ(1)ij))2]exp[?(xi?0.5×(β+1)σ(2)ij(1?β)σ(2)ij)2]0≤xi≤σ(1)ijσ(1)ij≤xi≤σ(2)ijxi≥σ(2)ijrij={exp[-(xi-0.5×(α+1)σij(1)(α-1)σij(1))2]0≤xi≤σij(1)exp[-(xi-0.5×(σij(1)+σij(2))(σij(2)-σij(1)))2]σij(1)≤xi≤σij(2)exp[-(xi-0.5×(β+1)σij(2)(1-β)σij(2))2]xi≥σij(2)2)在結(jié)渣因素集中,因素集ui的論域參數(shù)xi為(0,σ(2)ijij(2)),則rij(xi)用降半正態(tài)型分布函數(shù)(圖3):rij=????exp[?(xi?0.5×(β+1)σ(2)ij(1?β)σ(2)ij)2]1xi≥0.5(1+β)σ(2)ij0≤xi≤0.5(1+β)σ(2)ijrij=(exp[-(xi-0.5×(β+1)σij(2)(1-β)σij(2))2]xi≥0.5(1+β)σij(2)10≤xi≤0.5(1+β)σij(2)3)在結(jié)渣因素集中,因素子集ui的論域參數(shù)xi為(σ(1)ijij(1),∞),則rij(xi)采用升半正態(tài)型分布函數(shù)(圖4):rij=???????exp[?(xi?0.5×(α+1)σ(1)ij(α?1)σ(1)ij)2]10≤xi≤0.5(α+1)σ(1)ijxi≥0.5(α+1)σ(1)ijrij={exp[-(xi-0.5×(α+1)σij(1)(α-1)σij(1))2]0≤xi≤0.5(α+1)σij(1)1xi≥0.5(α+1)σij(1)式中α,β為正態(tài)函數(shù)的調(diào)節(jié)系數(shù)(1<α<2,0<β<1),用以調(diào)節(jié)對應(yīng)的隸屬度,也即調(diào)解隸屬度函數(shù)的變化速度,提高評判的準(zhǔn)確性。(5)綜合評判行向量B=A·R。(6)對評判行向量進行歸一化。3.2預(yù)測示例利用混煤結(jié)渣模型CBM2判斷混煤及單一煤種的結(jié)渣結(jié)果分別見表6和表7。4混煤結(jié)渣預(yù)測模型的正態(tài)分布(1)CSM1對單一煤種的結(jié)渣預(yù)測與實際結(jié)渣狀況有較好的一致性,但對電廠混煤的判斷結(jié)果往往與實際結(jié)渣狀況有一定的差距。其原因是在模糊判斷模型中采用的隸屬度函數(shù)不同。因為在單一煤種中某一結(jié)渣指標(biāo)的變化對結(jié)渣的影響基本按線性變化,如煤灰中Fe2O3含量增大其結(jié)渣特性基本按線性成正比增大。但對于混煤,認(rèn)為不是按線性變化,故采用非線性變化更貼近實際。因此在混煤的結(jié)渣模糊判斷中其隸屬度函數(shù)γ(x)采用正態(tài)變化。(2)CBM2對混煤的結(jié)渣預(yù)測與實際結(jié)渣狀況有很好的一致性,而對單一煤種的結(jié)渣判斷雖然評判結(jié)果與實際情況基本一致,但評判結(jié)果相差不明顯。這是CBM2模型的隸屬度函數(shù)采用正態(tài)分布,其函數(shù)變化較慢所致。(3)建議現(xiàn)場購煤時在考慮煤的各種因素的同時,利用模型CSM1預(yù)測其結(jié)渣情況,購買適合本廠的低質(zhì)價廉的不結(jié)渣煤種,在電廠燃用混煤時可參考混煤結(jié)渣判斷模