用EXCEL软件进行选煤曲线绘制及分析计算

用EXCEL软件进行选煤曲线绘制及分析计算张新民山西省晋城煤业集团成庄矿洗选厂山西晋城市048021摘要：本文介绍了利用了如何利用EXCEL软件绘制选煤曲线，并应用EXCEL进行选煤方面的分析计算，从而有效提高工作效率。关键词：EXCEL软件绘制选煤曲线分析计算1．前言绘制粒度组成曲线、可选性曲线、分配曲线等曲线是选煤厂煤质及生产技术分析工作的重要组成部分，通过绘制这些曲线，可以及时了解原煤煤质特性，分析原煤可选性，进行精煤产率预测，确定分选参数，其作用是在选煤厂生产技术管理工作中是非常重要的，对于选煤厂生产经营管理有着非常重要的指导作用，而以往绘制这些曲线完全靠手工进行，效率较低。同时，选煤厂煤质及生产数据分析工作基本上也是完全依靠人工进行，效率低、工作量大，而且不够系统准确。2．选煤曲线的绘制2.1粒度组成曲线绘制为了便于根据筛分试验结果分析或预测问题，在选煤厂技术检查及分析工作中，常依据粒度组成表（如表1）绘制粒度组成曲线，再根据曲线的形态，来分析或预测被筛分物料中不同粒级的产率。以往，绘制粒度组成曲线，完全靠手工在坐标纸上进行，不但速度慢，而且不能及时有效地建立粒度特性方程，而通过EXCEL则可以很快地绘制粒度曲线，而且可以根据曲线形态，选用不同的数学模型进行拟合，并得到相关特性方程，通过特性方程，可以方便地对各粒级的产率进行分析预测。粒度组成表表1粒级粒度，mm产率,%筛下累积产率,%(1)(2)(3)(4)13-61322.061006-3626.5477.943-1329.4751.4-1121.9321.93在EXCEL中建立表1，根据表中第2、4栏，在EXCEL中选择插入图表，图表类型选择XY散点图中的无数据点平滑线散点图，按相应提示即可完成曲线的绘制，如图1。此时，用鼠标左键单击所绘曲线，再单击右键，选择“添加趋势线”，选择“对数”或“多项式”类型，再选择“选项”按钮，选中“显示公式”和“显示R平方值”，按“确定”，即得到图2，通常R2值越接近于1，表明拟合越精确。图1图2从图2可以看出，拟合曲线几乎与原有曲线完全重合，同时得到筛下累积率与粒度的关系方程：y=0.0507x3–1.6845x2+20.814x+2.7498，通过这一方程，我们可以方便地预测各粒级的产率，尤其是当粒度不是标准筛孔尺寸时，通过粒度特性方程，可以很快地预测出其相应产率。以往，有关学者根据大量的粒度组成数据，总结出了一些粒度特性方程，如方程式为y=AxK的高登-安德列耶夫-舒曼公式和方程式为R=100e-bxn的罗辛-拉姆勒公式，这些公式在一般情况下，对于各种煤的粒度组成还是比较吻合的，但需要选择相应的参数，而利用EXCEL的曲线拟合功能，通过选取不同的拟合类型，可以方便地得到最佳粒度方程。2.2可选性曲线绘制首先，根据试验所得数据，在EXCEL中建立浮沉试验综合表，如表2，表中浮物、沉物产率及灰分累计在EXCEL相关单元格输入有关公式可以方便得到，此处不再详说。为了绘图的方便，表中列出了绘制边界灰分曲线、沉物曲线、密度曲线的对应数据栏（10~16栏），需要说明的是，为了在EXCEL图表中正常显示相关曲线，表中第12栏在绘制沉物曲线时，其取值为100减去第7栏对应中数据，同样地，第15栏取值为100减去第5栏中对应数据，第16栏取值为100减去第9栏中对应数据。为了绘制边界灰分曲线，第11栏中，相应边界灰分对应产率为第2栏中相邻产率的和除以2得出，为了利用EXCEL填充柄（即单元格右下角“+”状符号）功能，使各行数据均采用相同公式，在表中有关数据上方增加一个空行，对于第10栏中第一个密度级对应的产率（单元格为J8）计算公式为“=（J7+J8）/2”，然后拖动填充柄向下拖动，得到后面各密度级对应的边界产率。浮沉组成综合表表2比重重量灰分浮物累计沉物累计δ±0.1λ边界灰分曲线θ沉物曲线δ密度曲线±0.1曲线重量灰分重量灰分比重产率边界产率灰分产率灰分密度产率产率%%%%%%g/cm3%%%%%g/cm3%%12345678910111213141516100-(7)100-(5)100-(9)-1.425.667.9825.667.9810026.441.460.4212.837.980.0026.441.474.3439.581.4-1.534.7611.7660.4210.1574.3432.821.544.6243.0411.7625.6632.821.539.5855.381.5-1.69.8617.2870.2911.1539.5851.321.614.6965.3617.2860.4251.321.629.7185.311.6-1.74.8326.6075.1112.1429.7162.621.76.7172.7026.6070.2962.621.724.8993.291.7-1.81.8834.1976.9912.6824.8969.611.876.0534.1975.1169.611.823.011.8-2.01.6040.8878.5913.2623.0172.5077.7940.8876.9972.502.021.41+2.021.4174.8610026.4421.4174.8689.3074.8678.5974.86合计10026.44在EXCEL中建立上表后，选择插入图表，图表类型选择XY散点图中的无数据点平滑线散点图，按下一步，选择“系列”按钮，按“添加”，进行数据输入，以第5栏中数据为横坐标，第4栏中数据为纵坐标，根据对话框中提示，画出浮物曲线，见图3。而后，对所绘制的浮物曲线进行调整，用鼠标单击图中x轴，而后单击鼠标右键，选择“坐标轴格式”，再选择“刻度”，设最小值为0，最大值为100，主要刻度单位为10，次要刻度单位为2或更小均可，同样可设置y轴坐标，但应注意选择“数值次序反转”，数值（X）轴交叉于（C）：100，得到浮物曲线，如图4。同理，以第10、11栏数据画出边界灰分曲线，以第12、13栏数据画出沉物曲线。图3图4接下来，以第14、15栏数据绘制密度曲线，如图所示，此时，所绘密度曲线还不符合要求，还需对其进行转换，移动鼠标并用左键单击密度曲线，再单击右键，选择“数据系列格式”，再选择“坐标轴”按钮，选中“系列绘制在次坐标轴”，单击“确定”，得到图5，然后，鼠标左键单击选中整个图表，单击右键选择“图表选项”，选择“坐标轴”按钮，再选中次坐标中的“数值（X）轴”，单击“确定”，使密度曲线得到调整，如图7，而后用鼠标单击副x轴，进一步调整密度曲线的x坐标，设最小值为1.2，最大值为2.2，主要刻度单位为0.1，次要刻度单位为0.05，注意选择“数值次序反转”，数值（Y）轴交叉于（C）：1.2。同样地，根据第8、16栏数据，可以绘制出±0.1曲线。最后，得到5条曲线的可选性曲线，如图8。与手工绘制的可选性相比，略有不足的是，用EXCEL绘制的浮物、沉物及边界灰分曲线的端点不能与坐标轴相交，但这对于日常数据的分析并无影响，因此，用EXCEL绘制的可选性曲线，完全可以满足生产需要。掌握了这一方法，我们亦可以轻松地应用EXCEL软件绘制分配曲线，本文不再叙述。图5图6图7图83．分析计算3.1数据分析某矿煤炭灰分与发热量的化验结果见表3，通过观察，发现灰分与发热量大致呈线性关系，随着灰分的增加，发热量降低，因此，决定借助EXCEL对其对应关系进行回归分析。表312345678910灰分,Ad%9.88.813.215.916.920.324.826.830.133.5发热量ad,kj/g30.1829.7228.1527.9926.8525.9724.0122.8421.6521.73将表3中数据输入EXCEL，在EXCEL选择“插入图表”中的XY散点图，得到对应散点图，再“添加趋势线”，得到相关线性关系图、拟合方程及相关系数R，如图9所示，与传统的最小二乘法求线性回归方程相比，显然要快洁、方便得多。y=-0.3695x+33.304R2=0.977305101520253035010203040灰分Ad，%发热量Qb，kj/g灰分与发热量关系线性(灰分与发热量关系)图93.2优化计算在选煤厂生产经营过程中为了获得最大经济效益，往往要进行经济技术分析计算，以往这一工作，基本上靠人工凭借经验，或采用规划求解等方法，需要进行大量计算，费时费工，而采用EXCEL则可以很快地得到最佳计算结果。利用EXCEL可以很简易地进行规划求解，此处重点介绍如何利用Solver这一EXCEL插件（可以从网上下载得到）进行计算。例如，某选煤厂处理能力为1000t/h，入洗两种原煤，其精煤产率及硫分如表4，在保证最终精煤硫分≤1%的前提下，如何确定原煤入洗比例方可获得最大精煤产率。表4原煤t/hA原煤t/h精煤产率%硫分%B原煤t/h精煤产率%硫分%精煤产量最终硫分%100062577%1.30%375.0070%0.50%743.751.00%在EXCEL中点击“工具”菜单，选择“规划求解”，而后，“设置目标单元格”项选择精煤产量对应单元格，“等于”选择“最大值”，“可变单元格”选择A原煤对应单元格，“约束”内容设置“0≤$B$3（A原煤对应单元格）≤1000、$I$3（最终精煤硫分对应单元格≤1%）”，设置完毕后，点击“求解”得出最终结果，如图10所示。然后选择“保存规划求解结果”，按“确定”键得到分析结果。图104、结论通过前面论述，可以看出，运用EXCEL软件可以方便地绘制选煤曲线，进行数据分析，找出最佳运行方案，可以有效地解决选煤厂生产经营过程中的各种问题，利用其强大功能，如再进行二次开发，则可以进一步提高日常工作效率和生产经营决策的科学性。混合桶的结构设计与研究张新民（山西省晋城煤业集团成庄矿洗选厂山西省晋城市048021）摘要：本文就目前国内常见混合桶的结构特点进行分析研究，介绍了混合桶的有关设计思路，并就混合桶的设计提出了改进建议。关键词：混合桶结构设计与研究改进1、前言目前，随着国民经济的不断发展和国家环境保护措施的不断加强，原煤入洗比例不断提高，而且由于设备大型化和选煤技术的不断发展，重介选煤的成本明显降低，加之重介选煤工艺具有分选精度高、精煤回收率高、操作控制简便等优点，使得重介选煤工艺在世界范围内得到广泛应用。目前，国内绝大多数新建选煤厂均采用重介选煤工艺，尤其是大直径重介旋流器工艺得到逐步推广，这其中，煤介混合桶在整个工艺流程中有着非常重要的作用，而以往国内对于煤介混料桶的结构特点基本上完全沿用以前国外混料桶设计方案，缺乏必要的研究与改进。2、正文2.1混合桶的作用煤介混合桶的主要功能是确保入选原煤和重介悬浮液在其内部按一定体积比进行混合，而后通过介质泵或依靠自重将煤介混合物给到重介旋流器进行分选。要求进入混合桶内的入洗原煤不能漂浮于重介悬浮液液面上，而应直接迅速地进入介质泵或自流到重介旋流器。目前，国内常见混合桶基本上均为带中心给料管的上圆柱下圆锥的结构类型，在国内外有时将其同时作为合介桶使用。2.2国内传统混合桶结构特点2工作容积D2图1系统容积压缩空气D1压缩空气V1V260°合介Q筛板300Q2入料溜槽煤合介合介入料管图21500压缩空气合介给料孔D22V2QV1溢流回合介桶高位溢流孔液位Q2入料溜槽合介煤筛子传统混合桶结构如图1所示，外形为上圆柱下圆锥，圆锥顶角多为60°，以防重介悬浮液中的磁铁矿粉及其它固体物沉淀于桶壁上，造成事故。桶中部设置给料管，中心给料管的上端高出煤介混合桶的上缘，或与上缘面相平，中心给料管的下部插入混合煤桶的锥体下部，在靠近混合桶出口（混合泵入料口）管的上缘附近，相距混合桶下部出口管上缘约100~300mm，当煤介混合桶液面高度小于或等于2m时取小值，大于2m取大值。入洗原煤与部分介质混合后给到中心给料管，其总体积占混合泵流量的一半，即1/2Q，另一部分介质给到中心入料管的外侧，其流量为1/2Q。为了不使密度较轻的煤在中心给料管内浮起，并保证混合泵的入料保