基于多元統(tǒng)計方法的連續(xù)重整裝置的性能監(jiān)控和優(yōu)化.pdf

1、連續(xù)重整裝置是重要的石油二次加工裝置，它的運行過程是一個復雜的工業(yè)過程，具有不確定性(環(huán)境結(jié)構(gòu)和參數(shù)的末知性、時變性、隨機性、突變性)、非線性、變量間的關(guān)聯(lián)悱以及信息的不完性和大純滯后性等，這種變量之間相關(guān)關(guān)系的穩(wěn)定性和生產(chǎn)過程平穩(wěn)性以及產(chǎn)品質(zhì)量的一致性有著密切的聯(lián)系，用傳統(tǒng)的方法分別對多個變量進行單變量監(jiān)控和性能優(yōu)化無法得到較好的效果，且存在著較大地困難。 我國現(xiàn)有的連續(xù)重整裝置均是采用了美國的UOP技術(shù)或法國的IFP技術(shù)，由

2、于受核心技術(shù)保密的影響，沒有正式公開的、適用面非常廣泛的反應(yīng)器機理模型可以參考，連續(xù)重整裝置的控制性能的提高和完善還受制于人。根據(jù)連續(xù)重整裝置的過程監(jiān)測變量較多、其DCS系統(tǒng)能提供大量的實時數(shù)據(jù)的特點，本文以多變量統(tǒng)計方法為理論基礎(chǔ)，建立了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)學模型對連續(xù)重整裝置的生產(chǎn)運行過程進行計算機監(jiān)控和優(yōu)化控制。本文的研究工作主要包括如下幾個部分： 1) 根據(jù)多變量統(tǒng)計理論在分析了連續(xù)重整裝置工藝過程和重整加熱爐傳熱原理后，提

3、出了需監(jiān)控的參數(shù)，首次運用基本主元分析(PCA)建立了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的監(jiān)控數(shù)學模型，根據(jù)平方預測誤差(SPE)、T<'2>圖、主元得分圖、貢獻圖等監(jiān)測和診斷連續(xù)重整裝置運行中的故障。針對各變量間可能存在的非線性及所采集數(shù)據(jù)中存在著多尺度的噪聲污染，改進了基本主元分析法，多尺度線性主元分析、多尺度非主元分析的應(yīng)用結(jié)果表明：非線性方法有效地對數(shù)據(jù)進行了壓縮，小波變換在各個尺度上濾除了噪聲污染，且克服了PCA不能監(jiān)測出數(shù)據(jù)中小的偏差、并會延遲檢

4、測出大的偏差的缺點。 2) 針對觀測數(shù)據(jù)并非均服從正態(tài)分布的事實和主元分析只能利用二階統(tǒng)計信息的不足，首次提出了一種基于獨立變量分析(ICA)的連續(xù)重整裝置的監(jiān)控方法，采用非高斯最大化判據(jù)從觀測變量中分解出了相互獨立的非高斯量，不僅滿足了PCA所要求的不相關(guān)，更滿足統(tǒng)計意義下的獨立特性。在選定了獨立變量和建立了相應(yīng)的統(tǒng)計控制限后，對連續(xù)重整裝置的運行進行了監(jiān)控，結(jié)果表明比主元分析法具有更少的故障誤報率和漏報率。 3) 討