上海焦化有限公司年产200kt甲醇装置,原料合成气的生产采用的是德士古水煤浆加压气化工艺。水煤浆与纯氧在气化炉中,在约4.0MPa、1200~1400℃条件下反应,产生的合成气通过激冷水激冷,并在洗涤塔中用水洗涤以后,作为甲醇合成的原料气。合成原料气的生产主要与气化炉的操作温度有关。因为气化炉的热电偶经常烧坏,因此通常采取测定与温度有对应关系的合成原料气中甲烷含量,再根据甲烷含量与温度的对应关系,来间接了解气化炉温度。另外,从洗涤塔出来的合成气,是温度210℃左右、含饱合水蒸气的湿煤气,其水蒸气与干合成气的比值估计约为1.34∶1,具体根据温度压力等条件变化而变化。合成气的正确计量对工艺控制非常重要。目前,我们的流量计计量的是校正过温压的湿气流量。根据当时的气体温度,查表得到该温度下的饱和水蒸气压,再对照气体总压力,按比例求出干气的流量。由于实际操作中,气体温度与压力每时每刻都会发生波动,从而无法即时得到实际的干气流量,不利于操作人员的操作与控制。
为此,拟运用MATLAB软件建立甲烷含量与温度关系的数学模型,以及水的饱和蒸气压与温度关系的数学模型,利用工具箱中的多项式拟合函数polyfit,以及利用最小二乘法的矩阵左除这两种方法,根据测量出的合成气中甲烷含量与合成气温度、压力、湿气流量,在计算机上求出炉子的操作温度及干气流量。
1 MATLAB介绍
MATLAB出自于Matrix Laboratory,原意为矩阵实验室,最开始是专门用于矩阵计算的软件。MATLAB不仅具有数值计算能力,而且具有数据图示功能。MATLAB还拥有自己的符号运算功能,使MATLAB的应用进一步拓宽。目前的最新版本MATLAB 5.2中,MATLAB不仅在数值、符号和图形等功能上进一步增强,而且又增加了一些工具箱。目前MATLAB已拥有数十个工具箱,以供不同专业的科技人员使用。在与符号计算最为强大的Maple接口之后,可以说MATLAB在数值计算、符号计算及图形可视化方面都在同类产品中占有优势。再考虑到MATLAB的开放性、易学易用性等优点,MATLAB的确是高校学生、老师、科研人员和工程计算人员的最好选择。用户只要拥有MATLAB,就可以方便地处理诸如矩阵变换及运算、多项式运算、微积分运算、线性与非线性方程求解、常微分方程求解、偏微分方程求解、插值与拟合、特征值问题、统计及优化的问题。
因为MATLAB的许多功能函数都带有算法的自适应能力,且算法先进,大大提高了其计算速度。MATLAB还具备完善的图形可视化功能,这为用户向别人展示自己的计算结果提供了....