延遲焦化工業(yè)過程先進(jìn)控制與性能評(píng)估.pdf

1、隨著世界石油資源供應(yīng)日趨緊張，以及原油品質(zhì)的劣質(zhì)化、重質(zhì)化趨勢(shì)日益明顯，重油加工技術(shù)已成為提高煉油企業(yè)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力的主要手段之一。延遲焦化技術(shù)具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、投資和操作費(fèi)用較低等特點(diǎn)，是煉油企業(yè)主要的重油加工工藝。但由于延遲焦化裝置的原料來源復(fù)雜，各個(gè)單元變量之間的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，特別是延遲焦化過程的連續(xù)/間歇操作特性，使延遲焦化裝置成為最難操作和控制的煉油裝置之一。因此，如何在現(xiàn)有工業(yè)裝置的基礎(chǔ)上，保證生產(chǎn)過程的平穩(wěn)操作，進(jìn)而通過先進(jìn)控

2、制技術(shù)提高該裝置的控制和管理水平，是一項(xiàng)具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴對(duì)延遲焦化工業(yè)生產(chǎn)過程和延遲焦化常規(guī)控制系統(tǒng)進(jìn)行討論和分析。重點(diǎn)針對(duì)延遲焦化裝置的間歇特性展開深入的討論和分析，主要分析延遲焦化連續(xù)裝置和間歇裝置之間的關(guān)系，并從工程應(yīng)用的角度，提出了一種延遲焦化間歇操作特性的檢測(cè)模型，該模型可以有效地對(duì)延遲焦化裝置的間歇操作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。
　　 ⑵針對(duì)延遲焦化裝置工況的多變性和擾動(dòng)的時(shí)

3、變性，研究了時(shí)不變和時(shí)變擾動(dòng)過程的PID控制器性能評(píng)估方法。對(duì)于時(shí)不變過程的PID控制器，提出了一種雙層結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)估方法。該方法對(duì)PID控制器的隨機(jī)性性能和確定性性能兩方面進(jìn)行有效的評(píng)估。對(duì)于時(shí)變擾動(dòng)過程的PID控制器，提出了一種基于權(quán)衡曲線的PID控制器性能評(píng)估方法，該方法綜合考慮系統(tǒng)受到時(shí)變擾動(dòng)時(shí)的全局性能。根據(jù)PID控制器的權(quán)衡曲線，可在克服暫態(tài)擾動(dòng)和常態(tài)擾動(dòng)之間權(quán)衡，選取合適的基準(zhǔn)，有效地對(duì)控制器進(jìn)行評(píng)估和維護(hù)。同時(shí)將所提出的

4、方法分別應(yīng)用于延遲焦化裝置的時(shí)不變過程和時(shí)變擾動(dòng)過程的PID控制器的性能評(píng)估，對(duì)評(píng)估結(jié)果差的控制器進(jìn)行整定或維護(hù)，從而提高常規(guī)PID控制系統(tǒng)的性能。
　　 ⑶針對(duì)延遲焦化連續(xù)/間歇操作特性，提出了一種基于事件驅(qū)動(dòng)的迭代學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)控制算法。該算法通過間歇操作特性模型對(duì)事件的檢測(cè)，及時(shí)觸發(fā)對(duì)重復(fù)擾動(dòng)的估計(jì)和學(xué)習(xí)，從而在MPC結(jié)構(gòu)中增加對(duì)擾動(dòng)的迭代估計(jì)，以克服間歇事件的周期性干擾。同時(shí)，針對(duì)延遲焦化工業(yè)過程先進(jìn)控制系統(tǒng)的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用，對(duì)

5、延遲焦化先進(jìn)控制目標(biāo)、控制器結(jié)構(gòu)、約束條件、工程實(shí)施等方面進(jìn)行詳細(xì)的分析。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：延遲焦化裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)，提高了延遲焦化操作過程的控制品質(zhì)和穩(wěn)定性。
　　 ⑷在分析工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估方法的基礎(chǔ)上，將基于性能評(píng)估的最小方差引入到多變量模型預(yù)測(cè)控制軟約束調(diào)整與經(jīng)濟(jì)性能的協(xié)調(diào)中，從而提高先進(jìn)控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能。同時(shí)將該方法用于評(píng)估和提高延遲焦化裝置加熱爐先進(jìn)控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能，從而更合理地提高加熱爐的熱效率。