利用MATLAB制作煤炭可选性曲线的图形用户界面.pdf

利用MAT LAB制作煤炭可选性曲线的 图形用户界面 朱新飞,韦鲁滨,杜 军,吴文理 中国矿业大学北京化学与环境工程学院,北京 100083 摘 要介绍了利用MATLAB语言绘制煤炭可选性曲线的程序原代码,该程序实现了友好 的图形用户界面,并可以按不同指标查取其他指标,精确度高,应用方便。 关键词煤炭;可选性曲线; MATLAB;图形用户界面 中图分类号TQ53119 文献标识码 A 文章编号 100528397 2008 0520029204 收稿日期 2008205226 作者简介朱新飞1982 , 男,陕西宝鸡人,中国矿业 大学北京 2006级在读硕士研究生,研究方向计算机在矿物 加工中的应用,电话 13264221637。 煤炭可选性曲线在选煤行业中具有举足轻重 的地位,特别是对各选煤设计单位、研究所、选 煤厂等部门意义重大。传统手工作图法不但费 时、费力,而且易受人为因素影响,精确度不 够。尽管目前计算机技术已得到长足发展,但在 很多选煤厂还存在手工作图的现象。面对现代选 煤厂自动化发展的趋势,快速准确地利用软件绘 制出简单、易用的煤炭可选性曲线就显得非常重 要。当前研究利用计算机绘制煤炭可选性曲线的 方法很多,其中包括利用AutoCAD [1 ]、 Excel [2]、 VB [3 ]等应用程序或软件进行绘制 ;也有的研究 者将两种应用程序或语言相结合如VBA在 Excel中开发 [4 ] , VB和MATLAB结合等开发绘 制可选性曲线。 1 MATLAB软件介绍 MATLAB是一种功能十分强大、运算效率很 高的数字工具软件,全称是MatrixLaboratory。起 初它是一种专门用于矩阵运算的软件,伴随着 MATLAB逐步市场化,从起初的411版本到如今 的715版本,它已经发展成为一种具有科学计 算、符号运算和图形处理等多种功能的强有力工 具软件。应用领域已拓展到数值计算、数据处 理、统计分析等各个方面,在各大公司、科研机 构和高校得到了广泛应用。 MATLAB能够提供强大的计算功能,这也是 本次程序开发区别于其它软件最大的优势之处, 即可以实时、准确、在图查询可选性曲线上的每 个点的值,此外, MATLAB还拥有图形用户界面 GraphicalUser Interface,缩写为 GU I [5 ] ,使用 户可以更加轻松地实现数据交互式显示。 2 曲线绘制原理 煤炭可选性曲线的绘制原理可分为拟合法和 插值法。曲线拟合主要采用最小二乘法原则进行 函数模型逼近,即所求曲线不一定要经过已知数 据点,已知点可以分布在所求曲线的两侧。煤炭 可选性曲线常用的拟合数学模型 [6 ]有 反正切模 型,双曲正切模型,复合双曲正切模型。 插值法要求所求曲线必须通过所有的已知数 据点。因此,该法是利用已知数据点的值,来填 补未知数据点的值。常用插值方法有线性插值、 拉格朗日Lagrange插值、埃特金逐步插值、 Her mite插值、样条插值和多项式拟合插值等。 本次软件开发的目的是将其应用于选煤厂的 实际生产。为了满足现场选煤技术工作人员多年 对传统可选性曲线的习惯以及经验判断,并可以 灵活地对曲线端点进行校正修改,软件开发采用 MATLAB自带函数pchip 分段三次Her mite插值 法命令。 3 程序设计 本程序是采用MATLAB 711软件编写的,界 92 No15, 2008 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSI NG 清除设置 x [ 3146 8123 1515 2515 34128 42194 52191 79164 ]; 基元灰分 y [ 10169 46115 20114 5117 2155 1162 2113 11155 ]; 基元产率 m 119; 密度级上限 n 113; 密度级下限 y1 cumsum y ; 浮物累积产率 x1 cumsum y13 x 1/y1; 浮物累积灰分 y1i 0 01001 100; 加密 x1i pchip [0 y1 ],[214 x1 ],y1i ; 利 用“分段三次Her mite“插值法求浮物曲线上各 点 y2 [ fliplrcumsum fliplry 0 ]; 沉物 累积产率 x2 [ fliplr cumsum fliplr y1 3 x 1/ cumsum fliplry 88 ]; 沉物累积灰分 y2i 0 01001 100; 加密 x2i pchip y2,x2,y2i ; 利用“分段三 次Hermite“插值法求沉物曲线上各点 i 1 lengthx - 1 ; b y1 i /2 y1 i 1 /2; y3 [ y1 /2 b 100 ]; 基元灰分曲线纵坐 标定位点 x3 [ x x2i1 ]; 基元灰分曲线横坐标定 位点 y3y [ y1 /2 b]; y3i 0 01001 100; x3i pchip [ y1i1 y3 ],[ x1i1 x3 ], y3i ; 利用“分段三次Hermite“插值法求基元 灰 y4 [ y1 1end - 1 ]; 密度曲线纵坐标 y4 [ y1 1end - 1 ]; 密度曲线纵坐标 x4 n 011 m; 密度曲线横坐标 x4i n 0100001 m; y4i pchip x4,y4,x4i ; 利用“分段三 次Her mite“插值法求密度曲线上各点 j 1 lengthx - 2 ; yk [ y2end - 2 yend - 1 /2 yend - 1 /2 ]; y5 yk j yk j 1 ; 邻近物曲线纵坐标 y5y [ y1 y2 y5 ]; x5 n 011 011 m; 邻近物曲线横坐 标 x5y n 011 m; x5i n 011 0100001 m; y5i pchip x5,y5,x5i ; 利用“分段三 次Her mite“插值法求邻近物曲线上各点 plot x1,y1,’ro ’ ,x1i,y1i,x3i,y3i,x, y3y,’ bp’ ,’linewidth’ , 1 ; 分别绘浮物曲线和基 元灰分曲线 axis’ij’ ,[0 100 0 100 ] ; xlabel’灰分/ ’ ;ylabel’浮物产率/ ’ ; text17, 85,’\ beta’ ,’ fontsize’ , 14 ; text15, 57,’\ lambda’ ,’ fontsize’ , 14 ; h1 gca; 获得当前轴的句柄 h2 axes’ position’ ,geth1,’ position’ ; plot x2i,y2i,x2,y2,’r ’ ,’linewidth ’ , 1 ; 绘沉物曲线 seth2, ’ yaxislocation’ , ’right’ ,’ color’ ,’ none’ ,’ xticklabel’ ,[ ],’ ylim’ ,[0 100 ], ’ xli m’ ,geth1, ’ xlim’ ,’layer’ ,’top’ ; 03 煤炭加工与综合利用2008年第5期 text33, 65,’\ theta’ , ’ fontsize’ , 14 ; ylabel’沉物产率/ ’ ; h3 gca;h4 axes ’position ’ ,get h3,’ position’ ; plotx4i,y4i,’ k’ ,x4,y4,’rp’ ,x5i,y5i,’r ’ ,x5y,y5y,’ k1’ ,’linewidth’ , 1 ; 分别绘密度 曲线和邻近物含量曲线 axis’ij’ ,[112 212 0 100 ] ; seth4,’ xdir’ ,’reverse’ , ’ xaxislocation’ , ’top’ ,’ color’ , ’ none’ ; xlabel’密度/kg \ cdotL { - 1} ’ ;ylabel ’ 浮物产率/ ’ ; text1147, 25, ’\ epsilon’ , ’ fontsize’ , 14 ; text1148, 65, ’\ delta’ ,’ fontsize’ , 14 ; 图1中 “ 按不同条件查询 ”面板里不同的 “ 显示 ”按钮代表了按不同条件查询时的回调函 数,其M文件和 “ 绘图 ”的回调函数相似。 4 软件操作 411 绘图 在建立筛分浮沉资料的基础上,根据表1数 据,即把表1中第4列的数值写入图1所示的基 元灰分右边的 “ 输入数据 ”编辑框,第3列的数 值写入基元产率右边的 “ 输入数据 ”编辑框。并 按 “ 绘图 ”按钮,在图1左边的坐标轴内就会显 示如图2所示的可选性曲线。 表1 筛分浮沉实验表 密度级/kgL - 1 密度/kgL - 1 产率/灰分/ 21001115579164 412 查取指标 在分别输入基元灰分和基元产率之后,如查 询精煤灰分值为11时的各项指标,在图1“ 按 精煤灰分 ”栏右边的编辑框输入11,并按下后 边对应的 “ 显示 ”按钮,即可得图3所示的查询 结果。在图3中,有个向上的小箭头,并标有 图2 可选性曲线 “11”字样,表示这个图是从 “精煤灰分为 11”查起,于是图3中显示为精煤产率 84108 ,基 元 灰 分 为36157 ,分选 密 度 为 1167kg/m 3 ,Δ 011含量为41869,尾煤灰分 70169 ,尾煤产率15192。同样如果按精煤产 率查询时,比如输入78,可得到如图4所示的查 询结果。 13 2008年第5期朱新飞,等利用MATLAB制作煤炭可选性曲线的图形用户界面 褐煤气化前的预处理技术 周 夏 1 ,刘长辉 2 1 1泛海能源投资 包头有限公司,内蒙古 包头 014030; 21山东华鲁恒升化工股份有限公司,山东 德州 253024 摘 要介绍了褐煤的分选方法和注意事项以及国内外在褐煤干燥方面的研究成果;针对 移动床、流化床和气流床煤气化技术对褐煤入炉前的要求,分析了褐煤制型煤、褐煤制水煤浆 及干煤粉等预处理阶段的工艺过程。 关键词褐煤;气化;预处理;型煤;水煤浆 中图分类号TD84912 文献标识码 A 文章编号 100528397 2008 0520032205 目前,国内多数褐煤气化装置选用典型的移 动床、流化床和气流床煤气化技术。云南解化集 团最早用固态排灰的Lurgi移动床气化炉进行褐 煤气化,后来将其中一台锅炉改造为液态排渣的 BGL移动床气化炉;长山化肥厂、黑化集团采用 恩德流化床气化炉进行褐煤气化;大唐国际锡林 郭勒盟煤化工项目则采用了Shell干煤粉气流床 气化炉进行褐煤气化;赤峰泽楷能源化工有限公 司拟采用多喷嘴对置式水煤浆气流床气化技术将 褐煤转化成煤气。 收稿日期 2008205206 作者简介周 夏1968 , 男,山东陵县人, 1990年毕 业于山东工业大学,工学学士,泛海能源投资包头有限公司高级 工程师,电话 15023326622。 褐煤O /C原子比高、内水含量及挥发分高、 灰分及灰熔点变化大、发热量低、反应活性强, 与烟煤、无烟煤相比,褐煤气化前的预处理技术 有其独特的特点和要求。 1 褐煤的分选与干燥 111 褐煤分选 褐煤中的矸石生成年代较短,石化程度浅, 尤其是年轻褐煤,其中矸石遇水容易泥化,长时 间在空气中暴露容易粉化,给选煤厂的煤泥水处 理造成一定困难。我国目前一般只对年老褐煤进 行洗选,一些变质程度低的年轻褐煤,发热量本 来较低,长时间暴露于空气中发热量损失较大, 这样的褐煤不宜洗选。如果没有特殊要求,含矸 率低的褐煤尽量不要冼选。 6 结 论 计算机绘制可选性曲线的方法有多种,笔者 运用传统的绘图思路,利用具有灵活数据处理能 力的MATLAB语言,编制出绘制可选性曲线的用 户界面,并能精确查值,使其在选煤实际生产中 具有更强的适用性。实事上, MATAB在选煤中 的应用远不止于此,关于选煤的 “ 等原则 ”、分 配曲线的模型优化选择、分配曲线不同的平移方 法等,均可利用MATLAB做出比较满意的结果。 参考文献 [1] 李杰勇.绘制可选性曲线和分配曲线的新方法[ J ].选 煤技术, 1995, 12 12 9 - 12. [2] 范肖南,沈长霞.采用EXCEL绘制原煤可选性曲线 [J ].选煤技术, 2004, 42 56 - 58. [3] 攀民强.选煤数学模型与数据处理[M ].北京煤炭工 业出版社, 2004. [4] 冀 飞,路迈西.用VBA在EXCEL中开发可选性曲线拟 合软件[J ].选煤技术, 2004, 126 47 - 49. [5] 陈垚光,毛涛涛,王正林,王玲.精通MATLAB GU I设 计[M ].北京电子工业出版社, 2008, 2. [6] 路迈西.选煤厂技术管理[M ].徐州中国矿业大学出 版社, 2005, 1. 23 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSI NG COMPREHENSI VE UTI L IZATI ON No15, 2008