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摘 要 本文通过采用德尔菲专家咨询法对指标进行构权，通过调研专家打分情况，按照德尔菲统计计算方法对各指标的量化打分，筛选后确定指标及其权重。然后根据确定的权重，利用Excel功能软件强大的数据处理功能，建立喷吹煤评价模型后，对喷吹煤质量、性价比进行评价，最终提出煤采供或优化意见，为相关采购部门提供一种评价原料经济性的辅助手段。
关键词 德尔菲法 构权 喷吹煤评价模型 喷吹煤评价
1 前言
在高炉炼铁喷吹煤采购及生产过程中，喷吹煤质量受很多因素影响，主要包括灰分、挥发分、硫分、可磨性、水分等及其加工工艺参数等，喷吹煤粉性价比高低，质量好坏直接影响着炼铁生产和成本。目前合理评价高炉喷吹煤，仅停留在对部分成分性能上的研究，忽略了高炉喷吹混煤后的经济性及对高炉生产的影响，较为片面，对生产缺乏有效的指导作用。因此，需要建立一套以单种煤质量影响因素和工艺性能测定为基础，科学合理的喷吹煤评价体系模型，弥补喷吹煤质量评价不足。
本文通过基于德尔菲专家咨询法对高炉喷吹煤评估，为相关采购部门提供一种评价原料经济性的辅助手段；此外还可提供不同混煤方案，遴选后在煤评价体系模型上运行，选出最优喷煤配煤方案，供高炉参考选择。该法的成功应用对喷吹煤的采购、生产起到至关重要的指导作用。
2 技术理论依据
2.1德尔菲法
德尔菲法又叫专家调查法，德尔非法是在20世纪40年代由O．赫尔姆和N．达尔克首创，经过T．J．戈尔登和兰德公司进一步发展而成的。1946年，兰德公司首次用这种方法用来进行预测，后来该方法被迅速广泛采用。流程为：在对所要预测的问题以匿名的方式，用调查表函询专家的意见之后，进行整理、归纳、统计，再匿名反馈给各专家，再次征求意见，如此反复2-4轮，专家意见趋于一致。这种预测方法有三个明显的特点，分别是匿名性、多次反馈和小组的统计回答，既能充分发挥各位专家的作用、集思广益、准确性高，又能把各位专家间意见的分歧点表达出来，取各家之长，避各家之短。不足之处在于，易受专家主观意识和思维局限影响，而且技术上，征询表的设计对预测结果的影响较大。这种方法具有广泛的代表性，较为可靠。
2.2德尔菲的实施程序
（1）组成专家小组。按照项目所需要的知识范围，确定专家。专家人数的多少，可根据预测课题的大小和涉及面的宽窄而定，一般不超过20人。
（2）向所有专家提出所要预测的问题及有关要求，并附上有关这个问题的所有背景材料，同时请专家提出还需要什么材料。然后，由专家做书面答复。
（3）各个专家根据他们所收到的材料，提出自己的预测意见，并说明自己是怎样利用这些材料并提出预测值的。
（4）将各位专家第一次判断意见汇总，列成图表，进行对比，再分发给各位专家，让专家比较自己同他人的不同意见，修改自己的意见和判断。也可以把各位专家的意见加以整理，或请身份更高的其他专家加以评论，然后把这些意见再分送给各位专家，以便他们参考后修改自己的意见。
（5）将所有专家的修改意见收集起来，汇总，再次分发给各位专家，以便做第二次修改。在向专家进行反馈的时候，只给出各种意见，但并不说明发表各种意见的专家的具体姓名。这一过程重复进行，直到每一个专家不再改变自己的意见为止。
（6）对专家的意见进行综合处理。
2.3 德尔菲法的优点缺点
优点：能充分发挥各位专家的作用，集思广益，准确性高。能把各位专家意见的分歧点表达出来，取各家之长，避各家之短。有些专家碍于情面，不愿意发表与其他人不同的意见，出于自尊心而不愿意修改自己原来不全面的意见。同时，德尔菲法又能避免权威人士的意见影响他人的意见专家会议法的缺点。
缺点：过程比较复杂，花费时间较长。
3 研究方法
（1）编制专家咨询表
对影响喷吹煤主要质量指标进行初选，经归类、整理后编制专家咨询表，见表 1，通过表 1 对指标的重要性程度、 判断依据、 熟悉程度等方面进行定量打分。
表1 综合评价专家匿名咨询表
序号
质量指标
重要性
判断条目依据
对条目熟悉程度
实践经验
理论分析
同行了解
直觉
1
灰分
2
挥发分
3
分析水分
4
固定碳
5
硫分
6
全水分
7
结晶水
8
原煤粒度
9
灰中成分
10
着火温度
11
哈氏可磨指数
12
爆炸性
13
粘结指数
14
Y值
15
发热量
16
燃烧性
17
灰熔点
填写说明
请给位专家分别按以下说明填写：
1、请在“重要性评价”一栏中对左侧“物理质量指标”的重要性做出评价，并填入相应的分值。以5分制打分，其中，5、4、3、 2、1分别表示很重要、较重要、一般、不太重要、不重要。
2、请根据判断条目的依据在“判断条目依据”一栏下相应的选项填“1”。
3、请在“对条目的熟悉程度”一栏根据对条目的熟悉程度填入相应的分值。以5分制打分，其中，5、4、3、2、1 分别表示很 熟悉、较熟悉、一般、不太熟悉、不熟悉。
（2）统计结果计算方法[1]
根据专家填表结果，进行统计计算，相关统计指标计算方法如下：
① 算术平均值(Mj)：指标的算术平均值越大，指标的相对重要性越高Mj=
（1）式中： Mj 指 j 指标的算术平均值； mj 指参加 j指标评价的专家数； Cij 指 i 专家对 j 指标的评价值。
② 专家权威程度(CR)：专家权威程度 CR 越大，专家权威程度越高
CR =
（2） 式中： CR 指专家权威程度； Ca 指专家对指标作出判断的依据； Cs 指专家对指标的熟悉程度。
③ 加权平均值(Mj')：以权威程度(CR)为权数，对每一指标评价算术平均值(Mj)进行加权处理获得。
Mj'=
（3）式中： mj 指专家总数。
④ 满分频率(Kj)： Kj 取值在 0-1 之间， Kj 越大，说明指标的重要性可能越高。
Kj=
（4）式中： Kj 指 j 指标的满分频率;mj'指给满分的专家数。
⑤ 变异系数(Vj)：异系数反映了全部专家对 j 指标相对重要性评价的相对离散程度，亦即协调程度，计算公式为：
（5）Vj=
（6）式中： Vj 指 j 指标的变异系数， Vj 越小，专家的协调程度越高，收敛性越好； σj 指 j 指标的标准差。
⑥ 指标权重(
)：每一个指标的权重定义如下：Dj=
（7）式中： Mj'指 j 指标加权平均值， n 指指标数。
4 研究过程
4.1喷吹煤评价指标的选择
针对可能影响喷吹煤性能指标选择了以下常用指标：灰分、挥发分、分析水分、固定碳、硫分、全水分、原煤粒度、灰中成分、着火点、哈氏可磨指数、爆炸性、粘结指数、Y值、灰熔点、不同温度下燃烧率、发热量供专家咨询。
4.2第一轮指标及权重的确定
第一轮选取在炼铁或煤采购工作年限15年以上，对喷吹煤在生产中直接接触的10名专家，通过向10位发出匿名咨询表，按上述德尔菲法统计计算各指标量化打分计算结果见表2，计算后指标权重排序见表3。
表2 指标量化打分计算结果
名称
专家权威程度，CR
平均M
加权平均Mˊ
满分频率K
标准差σ
变异系数V
灰分
5.00
4.90
2.45
0.90
0.30
0.06
挥发分
4.90
3.80
1.86
0.30
0.98
0.26
分析水分
4.20
2.50
1.05
0.00
0.67
0.27
固定碳
5.00
4.30
2.15
0.50
0.78
0.18
硫分
5.00
4.40
2.20
0.40
0.49
0.11
全水分
4.20
3.30
1.39
0.00
0.64
0.19
结晶水
4.00
2.50
1.00
0.00
0.67
0.27
原煤粒度
4.20
3.70
1.55
0.10
0.64
0.17
灰中成分
3.90
3.10
1.21
0.00
0.94
0.30
着火温度
4.10
4.00
1.64
0.20
0.63
0.16
哈氏可磨指数
4.40
3.50
1.54
0.10
0.81
0.23
爆炸性
4.00
3.90
1.56
0.40
0.94
0.24
粘结指数
3.70
3.00
1.11
0.10
0.89
0.30
Y值
3.70
3.00
1.11
0.00
0.00
0.00
发热量
4.30
4.50
1.94
0.50
0.50
0.11
燃烧性
3.80
3.70
1.41
0.00
0.46
0.12
灰熔点
3.70
3.40
1.26
0.10
0.80
0.24
表3 指标权重排序
名称
灰分
硫分
固定碳
发热量
挥发分
着火温度
爆炸性
原煤粒度
排序
1
2
3
4
5
6
7
8
指标权重，%
9.27
8.33
8.14
7.32
7.05
6.21
5.90
5.88
续表3
名称
哈氏可磨指数
燃烧性
全水分
灰熔点
灰中成分
粘结指数
Y值
分析水分
结晶水
排序
9
10
11
12
13
14
15
16
17
指标权重，%
5.83
5.32
5.25
4.76
4.58
4.20
4.20
3.97
3.79
由表3可看出指标权重排在前10的有灰分、硫分、固定碳、发热量、挥发分、着火温度、爆炸性、原煤粒度、哈氏可磨指数、燃烧性,以上指标具有重要性，变异性小，专家认可的特点，成为第一轮筛选出的指标。
4.3第二轮指标及权重的确定
虽然通过第一轮筛选出17个指标具有较强代表性，但作为生产运用，指标难以配齐，各厂运用侧重点不同与实际运用有一定差距，因此进行第二轮筛选。第二轮通过向10位发出匿名咨询表，按上述德尔菲法统计计算各指标量化打分计算结果见表4，计算后指标权重排序见表5。
表4 第二轮指标量化打分计算结果
项目
专家权威程度CR
平均M
加权平均Mˊ
满分频率K
标准差σ
变异系数V
灰分
5.00
4.90
2.45
0.90
0.30
0.06
挥发分
4.90
4.10
2.01
0.40
0.83
0.20
固定碳
5.00
4.30
2.15
0.50
0.78
0.18
硫分
5.00
4.40
2.20
0.40
0.49
0.11
原煤粒度
4.20
3.70
1.55
0.10
0.64
0.17
着火温度
4.10
4.00
1.64
0.20
0.63
0.16
可磨指数
4.60
3.90
1.79
0.30
0.83
0.21
爆炸性
4.00
3.90
1.56
0.40
0.94
0.24
发热量
4.30
4.50
1.94
0.50
0.50
0.11
燃烧性
3.80
3.70
1.41
0.00
0.46
0.12
表5 第二轮指标权重排序
项目
灰分
硫分
固定碳
挥发分
发热量
哈氏可磨指数
着火温度
爆炸性
原煤粒度
燃烧性
排序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
指标权重，%
13.10
11.77
11.50
10.74
10.35
9.59
8.77
8.34
8.31
7.52
根据实际生产需要和易得原则，在以上10个指标根据权重大小，最终选取6个指标作为判别喷吹煤质量项目。并对其权重进行计算优化，结果见表6。
表6 指标权重排序
项目
灰分
硫分
固定碳
挥发分
发热量
哈氏可磨指数
着火温度
爆炸性
原煤粒度
燃烧性
排序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
权重，%
13.10
11.77
11.50
10.74
10.35
9.59
8.77
8.34
8.31
7.52
选出6项指标进行权重计算，优化后结果见表7。
表7 权重计算优化结果
指标
指标权重，%
优化后权重，%
灰分
19.54
20
硫分
17.54
18
固定碳
17.15
17
挥发分
16.02
16
发热量
15.43
15
哈氏可磨指数
14.31
14
通过优化各指标权重确定为灰分20%，硫分18%，固定碳17%，挥发16%,发热量15%，哈氏可磨指数14%。
发热量根据王筱留教授煤燃烧放出的有效热量公式
4 评价模型的建立
根据确定的权重建立喷吹煤评价模型，分别用喷吹煤质量指数和性价比表示，数学表达分别为：
喷吹煤质量指数=灰分含量×20%+硫分18%+固定碳含量×17%+挥发含量×16%+有效发热量×15%+哈氏可磨指数×14%。
喷吹煤性价比=喷吹煤质量指数/喷吹煤价格×1000
喷吹煤性价比值越大，表明喷吹煤性价比越高。
4.1 建立评价指标量化得分准则
对各指标分档计分评价，分别为0分，100分，不同指标基础上增减分。0分为超出喷吹煤指标接受范围或质量范围无法接受的值，100分为目前标准规定或采购所能接受的最好水平。不同指标基础上增减分是在质量允许范围内，因指标增减影响质量而增减分值。具体量化评分见表8。
表8评价指标量化得分
指标
优化后权重，%
0分
100分
增减分
灰分
20
>16%
≤8%
/
硫分
18
>1%
≤0.5%
>0.5～1%,在0.5基础上每增加1%减1分
固定碳
17
≤59%
≥84%
60～84%，每降低1%依次扣减4分
挥发分
16
≤5%
5%≤挥发分≤25%
再15%基础上每增加1%加1
发热量
15
<2400
≥7200
/
哈氏可磨指数
14
<40
≥80
70～80，在70基础上每增加1%依次加5分
4.2 实际应用
运用上述所建立的高炉喷吹煤性价比评价方法，根据煤粉主要成分组成、有效热、高炉生产工艺、当期价格等要素，运用喷吹煤结构优化数学模型，对昆钢2020年7月对各片区喷吹煤质量、性价比进行计算，结果如表9所示。
表9 性价比运用情况
厂区
品种
灰分
%硫分
%挥发分
%碳
%可磨
指数
有效热
kJ/kg单价
元/吨质量
指数
性价比
新区
山西喷吹瘦煤
12.00
0.60
10.00
76.50
60.00
6737.00
1090.00
71.23
65.35
山西喷吹瘦煤
12.00
0.60
17.00
69.50
60.00
6079.00
1090.00
65.21
59.82
君同无烟煤
10.00
0.50
10.00
78.50
60.00
7001.00
1000.00
76.65
76.65
贵能投无烟煤
12.00
0.80
10.00
76.50
60.00
6697.00
1060.00
67.02
63.23
佳竹箐煤矿瘦煤
12.00
0.60
10.00
76.50
60.00
6737.00
1080.00
71.23
65.96
佳竹箐煤矿瘦煤
12.00
0.60
17.00
69.50
60.00
6079.00
1080.00
65.21
60.38
本部
耳海煤无烟煤
12.00
0.80
10.00
76.50
60.00
6697.00
1040.00
67.02
64.44
贵能投无烟煤
12.00
0.80
10.00
76.50
60.00
6697.00
1040.00
67.02
64.44
贵州邦达无烟煤
12.00
0.50
10.00
76.50
60.00
6757.00
1085.00
73.34
67.60
玉钢
耳海煤无烟煤
12.00
0.80
10.00
76.50
60.00
6697.00
1054.00
67.02
63.59
红钢
水矿无烟煤
12.00
1.00
10.00
76.50
60.00
6657.00
1094.00
52.81
48.27
润诚无烟煤
12.00
0.80
10.00
76.50
60.00
6697.00
1080.00
67.02
62.06
4 结论
（1）通过德尔菲对影响喷吹煤各因素进行专家咨询认可，建立数学模型，能够根据每个喷吹煤种的理化指标与价格得出一个特定的性价比指数共识，这个评价值能够比较客观地对喷吹煤的成分与价格做出一个相对科学的度量。
（2）运用高炉喷吹煤性价比评价模型，可以测算混合喷吹性价比较高时的配煤方案，为高炉喷吹煤经济采购和合理喷吹提供参考。
（3）数学模型建立之后只要输入相关的检测数据与价格运用通常的电子表格就可快速得到其性价比评估值，因此使用该法可用于多品种待选喷吹煤的性价比做初 步评估筛选与判别。
（4）煤的基本性能有很多指标可分析测定，通过基于德尔菲法，对最终影响喷吹煤质量、性价比容易形成一致性，减少评价争端。
（5）建立的指标体系不仅克服了以往评价指标体系中存在的定性指标较多，量化测评难以实行的缺点，还解决了客观性指标较为缺失，难以反映实际情况的问题。
（6）评价模型在一定程度上改善了以往喷吹煤评价的诸多问题，有助于更好地找到喷吹煤质量短板，突出重点指标，对喷吹煤采购、评判作出准确指导。
（7）遴选的专家权威程度较高，可为喷吹煤关键指标提供较专业的指导， 所得结论具有说服力。
（8）运用德尔菲法确定评价体系中各因素的权重是较直接可行方法。
参考文献：
[1] 赵敏，张二强，潘广乐，基于德尔菲专家咨询法的卷烟卷制质量评价方法构建，新 型 工 业 化，2019年10月第10期。
(责任编辑：zgltw)
