应用近红外光谱方法在线测定煤中水分.pdf

第19卷第6期电站系统工程、，01．19NO．62003年l1月PowerSystemEngineeringNov．，2003文章编号：1005—006X(2003)06—0019—02应用近红外光谱方法在线测定煤中水分李凤瑞1,3肖宝兰唐玉国许思传(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，2．士林大学，3．士林省电力科学研究院)摘要：应用近红外光谱方法进行煤质在线分析工作的研究，主要进行煤中水分的测定。阅读了多个光谱图，采用多元回归方法对数据进行了分析和处理，得出回归模型。模型的预测值和人工化验标准值之间的相关系数在0．97，模型的定标标准差为0．5。关键词：近红外光谱；煤质；在线分析：水分中图分类号：TK39文献标识码：AApplicationofNIRSpectraMethodaton-lineAnalysisOfMoistureinCoalLIFeng-rui，XIAOBao-lan，TANGY_u-guo,XUSi-chuanAbstract：功eresearchwork,onlineanalysisofequalityofCOal。iscarriedoutMeasuringemoistureinCOalisanessentialpartofthewholework．Readingmanyspectra,analyzinganddealingwitlldataandgettingthemulti-linearregression．itconcludesmatthemoistureinCOalCanbemeasuredthroughmemethodofNIRspectraandmerelevancecoefficientis0．97，thestandarddeviationis0．5．Keywords：Nspectrum；COalquality；on．1ineanalysis；moisture(1)可在非破坏(无需采制样)和非接触的条件下进行l煤质在线分析的必要性和迫切性分析。火电厂燃煤煤质多变，如果调整不及时，就会严重影响(2)可对许多煤质参数(水分、灰分、挥发分、发热量电厂的安全经济运行。其中燃煤水分不仅影响锅炉燃烧效等)同时进行分析。率，增加运输和处理煤量，还可能造成重大故障。据报道，(3)分析响应迅速。对容量为1000MW的火电厂来说，煤中水分每增加1％，(4)安全性能好。估计每年将损失100万美元，而且，如果煤中水分已经超过(5)抗干扰能力强。规定范围却没有及时测出，就可能使燃烧过程产生意想不到(6)因为煤的漫反射信号很弱，故对探测器要求较高。的变化，从而造成事故和附加损失。所以对电厂燃煤煤质水(7)当水与试样共同存在时，中红外一般受水的影响较分进行在线监测具有很重要的意义。大，而近红外的优点是可以避开水的影响而对光谱进行观传统的煤质分析均采用人工采样制样，再对样品进行实测，可以省略对水的预处理，所以近红外测水有着必然的优验室仪器分析，此过程分析速度慢，一批煤样的分析周期约势。为6～8h，大多数电厂当天的煤样第二天才能出报告，远远多年来国内外许多光谱试验室对近红外光谱仪器的开不能满足锅炉燃烧调整、事故分析的需要。由于测试手段的发应用做了大量的工作，成功地将近红外分析技术应用于医限制，使得实际需要与测试数据报出时间滞后的矛盾越来越学领域、农产品和石油产品分析等方面。作者的研究目的是突出。因此，研究如何实现煤质的快速在线检测非常必要，探索将该技术应用于煤在线分析的可行性。对某些标准煤样本文着重于煤中水分测定模型的建立。的近红外线光谱进行了阅读分析，期望从煤质的漫反射光谱上，得到煤质的特征波长，通过对煤质特征波长的吸光度分2采用近红外光谱方法进行煤质在线分析的原理析可以得到煤质分析结果。近红外是指波长在780~2526am范围内的光线，当近3采用近红外光谱方法测定煤中水分红外线照射到要分析的物体上时，由于组成物体的化学键不同，会产生某些特征波长的吸收，吸收度的多少与成分含量煤的工业分析是实验室煤质分析化验的主要内容。煤的的大小有密切关系，由于固体对近红外波长的吸收较弱，因工业分析又称煤的技术分析或实用分析，包括水分、灰分、此适用于漫反射技术，根据其漫反射光谱就可以分析物体成挥发分产率以及固定碳等4个项目，用做评价煤质的基本依分。近红外具有以下特点：据。根据煤的水分和灰分产率的测定结果，可以大致了解煤中有机质或可燃物的百分含量，所以测定煤中水分成为煤质收稿日期：2002—12—28李1~(1973一)，男，博士。长春市，130021分析的重中之重。i{______{l00000O的勰加H￡：傩∞乏：∞鳃舛如窨820电站系统工程2003年第19卷目前国内外应用于水分在线测量的方法有中子源、红外谱图进行微分处理是为了