文摘
顺序偏好的技术相似,一个理想的解决方案(TOPSIS)方法用于寻找最优的混合方案昭通褐煤,富源烟煤和Xiaolongtan褐煤的燃烧性能。比较不同的混合方案也进行了评估,易燃性指数,综合燃烧特性指数、倦怠温度、经济成本可以用来衡量不同的混合方案的优点和缺点不同的参数。通过分析和优化,发现当Xiaolongtan的褐煤,褐煤的昭通,富源的烟煤混合比率2:1:2,混合煤的最佳性能;当Xiaolongtan的褐煤,褐煤的昭通,富源的烟煤混合比0:2:1,混合煤最糟糕的表现。
1。介绍
随着电力工业的发展,越来越多的电厂已经开始使用混合煤燃烧技术,所以混煤燃烧的应用带来了越来越多的问题。然而,也是著名的混合计划煤燃烧性能是至关重要的。因此,许多学者逐渐关注混合煤的研究1,2]找到适当的最优组合方案来寻求更好的燃烧性能。特别是,他们主要通过混合方法提高混煤燃烧技术、燃烧特性、燃耗、结渣率,和减排污染物混合煤的3,4]。
配煤可以通过采用和优化配煤技术方法来提高混煤的燃烧技术,增加各级煤炭的利用率,并减少渣率,污染物的排放和成本(5]。研究配煤优化技术可以解决能源短缺问题的供给和需求,确保生产的质量的稳定性和可靠性6- - - - - -8]。同时,配煤优化技术可以提供额外的好处,如环境保护和有效利用资源(9]。各种煤的质量,有差异和动态配煤主要使用这个基本原理去除不同煤质的劣质煤(10,11]。的优秀特征混合煤物种可以用来制造混合煤显示最好的性能综合性能更好地满足最终用户的需求(12]。
基于一些最新研究成果,它已经发现,许多混合煤的特征不是一个简单的线性叠加关系。具体来说,更大的煤炭质量的差异,更重要的这种情况(13]。佩拉尔塔等。14]研究混煤之间的相互作用,发现煤的质量决定了混煤的燃烧状况。燃烧的比例取决于容易点燃煤炭。混合煤的倦怠特点也取决于慢烧煤(15,16]。
主要有三个视角对权力配煤(17]。首先,有一个线性加权动态配煤技术之间的关系和每个组件煤炭的主要指标,因此,可以建立线性规划模型。第二个视图状态之间存在复杂的非线性关系每个煤的配煤技术和主要指标成分,因此,神经网络技术和模糊逻辑系统可以用于建立非线性优化模型。第三个观点是之间的线性和非线性关系煤炭混合和每个煤的主要指标尚不完全清楚。在这种情况下,优化权力混合尚不清楚,因此,这仍然是一个挑战,建立一个准确、稳定、高效的优化算法。
多标准决策分析(MCDA)可以用来分析各种问题在系统规划、设计、和随后遇到生产阶段(18]。此外,这种方法也有能力预测和分析一些问题有效地出现在未来。一般来说,这种方法还可以解决优化问题,如配方比例,可广泛遇到的能源,环境,人口,和其他地区和领域。
解决复杂的优化问题,该技术为顺序偏好相似,一个理想的解决方案(TOPSIS)方法被用来研究之间的混合煤的比例关系三种煤(昭通褐煤,富源煤炭和Xiaolongtan褐煤混合比例)。TOPSIS被证明是一种有效的方法在许多多目标决策分析应用程序19]。TOPSIS方法更详细的名字——好的和坏的结果之间的距离的方法。它不同于直接法解决一系列问题的解决方案。当直接解决一系列的解决方案,将获得一系列的一系列解决方案在同一时间。然后,它将根据之前确定评估标准,并能找到最合适的解决方案。TOPSIS方法将使用现有的解决方案来近似前理想的解决方案,他们根据这个标准20.]。因此,我们只需要考虑效用函数的单调或单调递减属性通过使用这个解决方案的方法。换句话说,这种方法首先检查被测对象之间的距离和最好或最差的解决方案。然后,我们可以排序,选择最好的解决方案。最长距离的解决方案最糟糕的解决方案是该选区的最佳解决方案。相反的被认为是最糟糕的解决方案。
出于上述的讨论,本文将进一步调整TOPSIS方法研究煤混合优化问题,旨在找到最优组合方案对不同煤燃烧性能最好的。我们选择易燃性指数,综合燃烧特性指数、倦怠温度、经济成本来衡量不同的混合方案的优点和缺点不同的参数。然后,找到最佳的最佳技术进行煤的比例不同。广泛的实验来验证该优化技术。我们将实验分成10组。每组有三个种类的煤(褐煤Xiaolongtan,褐煤的昭通,和烟煤富源)不同比例。TOPSIS法用于分析可燃性,经济,易燃性,综合燃烧的煤的燃烧特性在不同的比率。运用TOPSIS方法的优缺点评价煤混合不同比例参考分配方案进行了讨论。分析和实验结果表明,该Xiaolongtan褐煤:昭通褐煤:烟煤富源= 2:1:2混合煤是最好的混合比例和最佳的性能。
本文结构如下:部分2给出了问题的配方。部分3TOPSIS方法的描述了决策分析的过程。部分4给出了对混煤燃烧的研究。部分5给出了混煤燃烧的TOPSIS评价方法。结论给出了部分6。
2。问题公式化
混煤燃烧需要充分考虑它的点火特性,降水波动特性、结渣,燃耗,以及污染物的排放21]。然而,煤的混合比例混合在大多数的实际过程是盲目和武断,混合煤的燃烧性能无法保证。本文旨在讨论的优缺点不同比例混合煤的TOPSIS方法,包括其易燃性指数,综合燃烧特性指数,倦怠的温度,和经济成本,最后得到最好的三种煤混煤燃烧的比例。
在不同啊2/公司2大气层,热重实验进行混合煤的三个实验煤样(22,23]。TOPSIS方法被用来分析和优化的优缺点不同配比方案,找到最优比率。图1提供全面的研究方法提出了。
首先,三种煤分为几组根据不同比例;不同群体包括一种煤的混合三种煤,分别。空气中的气氛,30%的氧气气氛,50%的氧气气氛和5 K /分钟的加热速度,10 K /分钟和20 K /分钟,分别TOPSIS方法用于研究属性和最优混煤的比例。
3所示。混煤燃烧的研究
本文主要研究混合Xiaolongtan褐煤的燃烧特点,富源烟煤和昭通褐煤煤炭混合在云南省,中国。通过研究三种煤的燃烧特性与不同的混合比例,TOPSIS方法优化组合方案,最后,确定最佳组合比例。
三种不同煤粉被选为实验对象:Xiaolongtan褐煤,富源烟煤,昭通褐煤。结果不同喷煤的工业分析和元素分析如表所示1和2。煤炭样本地面由球磨机和煤粉粒度的53 - 75μ米被选中。的气氛炉使用空气和O2/公司2气体混合物30%氧气和高纯氩气(纯度99.9%)。
在这篇文章中,我们进行大量的实验,以验证不同的组合方案。采用实验设备的原理图所示2。
三种煤样包括Xiaolongtan褐煤、富源烟煤和昭通褐煤被选为研究对象。21%和30%的氧气浓度下,加热率设置为5 K /分钟,10 K /分钟,分别和20 K /分钟。
实验的具体操作步骤描述如下:(1)煤炭样品载气是O2/公司2,保护气体是高纯氩。气缸的气体是由减压阀和进入热天平。我们打开仪器和等待热分析仪显示一个稳定的数量。打开烤箱腔后,我们把之前准备开放坩埚和等待阅读变得稳定,那么我们明确的阅读,完成基线,并取出空坩埚。在大约10毫克的煤样用一把小勺,我们可以把它放在样品坩埚。使用镊子,我们把文件轻轻放入烤箱室的热重分析仪。然后,我们可以关闭烤箱室,开始实验(2)在实验过程中,载气流量是50毫升/分钟,保护气体流率为20毫升/分钟,和程序升温方法被用来控制温度,增加从室温到1000°C。加热速率5 K /分钟,10 K /分钟,分别和20 K /分钟。使用的主要实验对象20 K /分钟的加热速度(3)最后,数据收集和完成实验
表3显示了四个指标的实验数据可燃煤的可燃性指数,综合燃烧特性指数、倦怠温度、每组的经济成本。通过比较和计算这些数据,混煤的燃烧的结果。然后,可以找到最优解的TOPSIS方法。
4所示。程序的TOPSIS方法的决策分析
我们首先标准化评价指标。在实验中,我们假设的各种项目的比例 ,数的数量指标来评估 。 也可以决定的吗 - - - - - -th项目 - - - - - -指数。然后,相应的数据初步评估矩阵是
为了更好地分析和比较数据,避免不同维度的影响矩阵 ,我们需要规范化的表示初始数据(每个评价指标的具体尺寸不同)
名词化的新的评价标准矩阵是通过以下计算:
然后,我们需要计算各项指标的权重。在数学中,熵是衡量评价信息的不确定性已用于概率论。熵的值就会大,如果数据分布更分散或本身的不确定性更大。在TOPSIS方法中,物品的重量公式索引可以表示为 在哪里的分散度的价值吗索引。这也是信息熵和1之间的区别,可以表示为 在哪里信息熵指数的评价,其表达式是由吗
相关的常数表达在 , 。
如果我们评估匹配方案,运用TOPSIS方法矩阵的新标准和体重的因素 ,我们可以得到权重评价矩阵匹配的方案: 在哪里 是重量系数矩阵。 是新标准矩阵。
确定最理想和最糟糕的指数加权值和 ,分别。负理想值如前所述的最低指标集合。和设置的最大值是由加权理想指数表示。
在公式,效率指数是由集合 ,和成本指数是由 。
然后,我们可以计算它们之间的距离。这部分的内容是实用的解决方案之间的距离的计算,理想的解决方案(最理想的解决方案包括积极的理想和负理想)。您可以使用欧几里德公式,可以给出如下:
之间的距离正理想解
负理想方案之间的距离
然后,我们确定的相对距离。索引值最好的和最理想的指标设置的选择比选择公式是由上面的公式。给出了两者之间的相似性(距离)
最后,为了安排数据的相似程度,我们重新排序由大变小。然后,我们可以选择的最佳匹配方案的数据相似的程度。
总之,TOPSIS方法的流程图如图3。
目前,有许多排序问题的多目标综合评价方法(24- - - - - -26]。其中,TOPSIS方法简单和容易计算数据,和信息的原始数据可以充分利用27]。此外,可以非常准确的计算结果,以反映不同的匹配方案之间的差距。TOPSIS方法适用于小样本数据,多个评价对象,多个索引大样本数据。因此,在本文中,我们利用TOPSIS综合评价方案的混合煤来获得更好的评价结果。
5。TOPSIS评价混合煤的燃烧
三种粉煤炭(Xiaolongtan富源的烟煤,褐煤,昭通褐煤)与不同比例混合。选择的四个指标含有易燃性指数,综合燃烧特性指数、倦怠、温度和经济成本,作为煤炭的性能评价指标。表3的四个指数是可燃性指数,综合燃烧特性指数,倦怠温度、混合煤的经济成本的基础上,实验和相应的数据分析。
5.1。矩阵的初始数据的混合煤与不同比例
的公式,匹配方案的数量 ,性能指标的数量 ,也就是说, , ,和表示矩阵中的元素值。例如,混合方案的指数被定义为 。然后,每个评价指标的标准化过程完成。
可燃性指数的一个例子是由使用以下公式:
我们可以获得
同样,我们可以寻找其他数据,获得相应的值
同样的,3个评价指标也规范化,我们最终得到以下标准矩阵
5.2。计算每个索引的混合煤的重量
一个案例研究的易燃性指数被认为是,和信息熵的易燃性指数
根据上面的数据和分析,我们可以得到以下公式:
为了计算信息熵评价指数
分散的程度指数 。的每一个评价指标
然后,我们可以使用公式(4)的重量
为了计算其他指标的权重,计算结果如下:
5.3。每个方案的加权矩阵的标准决定
5.4。指数最理想和最糟糕的(至少)
通过使用上面的矩阵,它可以获得最理想的指数加权值集R+最不理想的指数加权值集R−
5.5。距离的计算
每个程序和积极的理想的距离可以通过公式(10):
以类似的方式,每个程序之间的距离和负理想可以获得
5.6。综合评价指标的确定和相关方法的程度
每个方案和最优计划之间的密切程度计算的公式 :
的相对亲密的大小订单S9 > S8 > S4 > S1 > S5 > S7 > S10 > S2 > S6 > S3,这10种混合煤混合方案按优于逊色program9 > program8 > program4 > program1 > program5 > program7 > program10 > program2 > program6 > program3。
Xiaolongtan这个分析结果表明,褐煤,褐煤的昭通,和烟煤富源可以根据比例混合2:1:2,也就是这些比例的最优比例。
6。结论
单煤和混煤的燃烧Xiaolongtan褐煤,富源烟煤和昭通褐煤进行了研究,和燃烧特性进行了比较。热重实验进行了煤炭样本。易燃性指数,综合燃烧特性指数、倦怠温度、经济成本在TOPSIS方法用于测量混合方案的优点和缺点不同参数的混合煤。计算和验证该组合方案进行的10组。的优缺点10组混配煤方案。最好的匹配效应是程序9而最匹配效果程序3。当Xiaolongtan的褐煤,褐煤的昭通,富源的烟煤混合比例2:1:2,混合煤会有最好的特点,当Xiaolongtan的褐煤,褐煤的昭通,富源的烟煤混合基于0比例:2:1,混合煤的特点是最坏的打算。
数据可用性
数据的可用性,如果研究者需要本文的数据,相应的作者可以提供实验数据。
的利益冲突
这项工作的作者声明没有利益冲突有关的出版。
确认
这项工作是由中国国家自然科学基金支持的合同(没有。51566005,51064015)。