MATLAB在水煤漿氣化技術(shù)中的應(yīng)用
作者/來源：顧勁飚（上海焦化有限公司，上海 200241) 日期： 2005-03-16 點(diǎn)擊率：1317
上海焦化有限公司年產(chǎn)200kt甲醇裝置，原料合成氣的生產(chǎn)采用的是德士古水煤漿加壓氣化工藝。水煤漿與純氧在氣化爐中，在約4.0MPa、1200～1400℃條件下反應(yīng)，產(chǎn)生的合成氣通過激冷水激冷，并在洗滌塔中用水洗滌以后，作為甲醇合成的原料氣。合成原料氣的生產(chǎn)主要與氣化爐的操作溫度有關(guān)。因?yàn)闅饣癄t的熱電偶經(jīng)常燒壞，因此通常采取測定與溫度有對(duì)應(yīng)關(guān)系的合成原料氣中甲烷含量，再根據(jù)甲烷含量與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來間接了解氣化爐溫度。另外，從洗滌塔出來的合成氣，是溫度210℃左右、含飽合水蒸氣的濕煤氣，其水蒸氣與干合成氣的比值估計(jì)約為1.34∶1，具體根據(jù)溫度壓力等條件變化而變化。合成氣的正確計(jì)量對(duì)工藝控制非常重要。目前，我們的流量計(jì)計(jì)量的是校正過溫壓的濕氣流量。根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣體溫度，查表得到該溫度下的飽和水蒸氣壓，再對(duì)照氣體總壓力，按比例求出干氣的流量。由于實(shí)際操作中，氣體溫度與壓力每時(shí)每刻都會(huì)發(fā)生波動(dòng)，從而無法即時(shí)得到實(shí)際的干氣流量，不利于操作人員的操作與控制。
為此，擬運(yùn)用MATLAB軟件建立甲烷含量與溫度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，以及水的飽和蒸氣壓與溫度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，利用工具箱中的多項(xiàng)式擬合函數(shù)polyfit，以及利用最小二乘法的矩陣左除這兩種方法，根據(jù)測量出的合成氣中甲烷含量與合成氣溫度、壓力、濕氣流量，在計(jì)算機(jī)上求出爐子的操作溫度及干氣流量。
1 MATLAB介紹
MATLAB出自于Matrix Laboratory，原意為矩陣實(shí)驗(yàn)室，最開始是專門用于矩陣計(jì)算的軟件。MATLAB不僅具有數(shù)值計(jì)算能力，而且具有數(shù)據(jù)圖示功能。MATLAB還擁有自己的符號(hào)運(yùn)算功能，使MATLAB的應(yīng)用進(jìn)一步拓寬。目前的最新版本MATLAB 5.2中，MATLAB不僅在數(shù)值、符號(hào)和圖形等功能上進(jìn)一步增強(qiáng)，而且又增加了一些工具箱。目前MATLAB已擁有數(shù)十個(gè)工具箱，以供不同專業(yè)的科技人員使用。在與符號(hào)計(jì)算最為強(qiáng)大的Maple接口之后，可以說MATLAB在數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算及圖形可視化方面都在同類產(chǎn)品中占有優(yōu)勢。再考慮到MATLAB的開放性、易學(xué)易用性等優(yōu)點(diǎn)，MATLAB的確是高校學(xué)生、老師、科研人員和工程計(jì)算人員的最好選擇。用戶只要擁有MATLAB，就可以方便地處理諸如矩陣變換及運(yùn)算、多項(xiàng)式運(yùn)算、微積分運(yùn)算、線性與非線性方程求解、常微分方程求解、偏微分方程求解、插值與擬合、特征值問題、統(tǒng)計(jì)及優(yōu)化的問題。
因?yàn)镸ATLAB的許多功能函數(shù)都帶有算法的自適應(yīng)能力，且算法先進(jìn)，大大提高了其計(jì)算速度。MATLAB還具備完善的圖形可視化功能，這為用戶向別人展示自己的計(jì)算結(jié)果提供了....
