甲醇四塔精餾系統(tǒng)能效優(yōu)化控制的研究.pdf

1、精餾是甲醇生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一方面，由于精餾處于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的末端，其性能直接影響著末端產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，因此對(duì)企業(yè)的產(chǎn)量及收益影響重大；而另一方面，由于精餾能耗在總能耗中占比很大，降低精餾環(huán)節(jié)的能耗成為企業(yè)節(jié)約成本與完成節(jié)能減排目標(biāo)的重要課題。
　　在實(shí)際生產(chǎn)中，精餾系統(tǒng)的進(jìn)料流量、進(jìn)料質(zhì)量等進(jìn)料條件會(huì)隨著上游生產(chǎn)狀況發(fā)生改變，出料產(chǎn)品質(zhì)量等指標(biāo)也會(huì)依據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)劃發(fā)生改變。當(dāng)這些條件與約束指標(biāo)改變時(shí)，如何調(diào)節(jié)精餾系統(tǒng)的控制參數(shù)，達(dá)

2、到產(chǎn)品單位能耗、產(chǎn)品流量等多個(gè)目標(biāo)的整體最優(yōu)，成為精餾系統(tǒng)控制的研究重點(diǎn)。
　　現(xiàn)有的精餾系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)單純依靠工人的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。這種控制方法主要有兩大缺點(diǎn)：第一，無(wú)法保證能耗與產(chǎn)量的最優(yōu)；第二，由于系統(tǒng)的滯后性，通常在1、2個(gè)小時(shí)后才能測(cè)得系統(tǒng)穩(wěn)定后的產(chǎn)品質(zhì)量。如果參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，造成已有產(chǎn)品的浪費(fèi)。這兩點(diǎn)都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本難以降低，物料與能源的利用率難以提高。
　　本文以某化工廠實(shí)際運(yùn)行的甲醇四塔精餾系統(tǒng)

3、為應(yīng)用背景，設(shè)計(jì)了基于進(jìn)化算法的能耗優(yōu)化方案。該方案能根據(jù)不同的優(yōu)化目標(biāo)，上游生產(chǎn)工況與約束條件，使用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法計(jì)算最優(yōu)操作變量，使得系統(tǒng)穩(wěn)定后單位能耗和產(chǎn)品產(chǎn)量等多個(gè)目標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化。
　　本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括：
　　1.以某化工廠年產(chǎn)35萬(wàn)噸的甲醇四塔精餾系統(tǒng)為應(yīng)用背景，設(shè)計(jì)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)化算法的能耗優(yōu)化方案。該方案能根據(jù)不同的優(yōu)化目標(biāo)，上游生產(chǎn)工況與約束條件，使用自適應(yīng)算法計(jì)算最優(yōu)操作變量，使得系統(tǒng)穩(wěn)

4、定后的多個(gè)目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化。
　　2.將以往針對(duì)甲醇四塔精餾系統(tǒng)的單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題拓展至多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，協(xié)同考慮了單位能耗和產(chǎn)品產(chǎn)量這兩個(gè)表征生產(chǎn)成本和產(chǎn)能的優(yōu)化目標(biāo)，使得優(yōu)化目標(biāo)更貼近企業(yè)的實(shí)際需求，提升了研究的應(yīng)用價(jià)值。
　　3.研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化方法在甲醇四塔精餾這一化工過(guò)程中應(yīng)用，討論了遺傳算法各環(huán)節(jié)的多個(gè)設(shè)計(jì)方法并加以嘗試，選定了一種算法設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)與結(jié)果分析。
　　4.搭建甲醇四塔精餾系