煤炭学报

作者：沈思劼, 李驰, 周王峥, 王珍珍, 严俊杰, 侯宗余, 王哲, 出口祥啓,

关键词：激光诱导击穿光谱, 低品质煤, 碱金属, 定量分析, 多元校正模型,

低品质煤等高碱燃料在热利用过程中释放的碱金属化合物会影响热力设备的正常运行，因此，低品质煤中碱金属质量分数的快速在线检测对控制燃烧过程中碱金属释放具有重要意义。以碱金属Na元素为检测对象，采用不同比例的石墨与氯化钠粉末的混合样品为试验样品，研究了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术测量样品中Na元素的影响因素。对比了2种信号强度的计算方式对信号稳定性的影响，分析了试验参数对信号强度和信噪比的影响规律，并建立了Na元素的定量计算模型。研究表明：Na元素的特征谱线Na I 588.995 nm和Na I 589.592 nm适合作为主要分析谱线，采用Na元素双线特征谱线的面积强度作为信号强度，可以有效地提高信号稳定性。当激光能量为60 mJ、延迟时间为1 000 ns时，光谱信号强度的相对标准偏差较低且信噪比高。以光谱信号强度为输入量，样品中Na元素的添加量为输出量，采用传统定标法、偏最小二乘法(PLS)及支持向量机(SVR)建立定量计算模型，并对比分析各模型的精度。结果表明：在样本数量少而输入量多的情况下，PLS模型会出现过拟合现象。SVR模型的拟合精度为0.978 3，训练集的根均方百分比误差为13.42%，测试集的根均方百分比误差为13.51%；相比传统的定标模型，在样本数量较少的情况下，SVR模型精度最高，可以更好地校正基体效应带来的影响，提高低品质煤中碱金属定量检测的精度。

来源：2025年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2025年第4期