長(zhǎng)輸原油管道加熱爐自動(dòng)控制技術(shù)的研究.pdf

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文摘要長(zhǎng)距離原油管道輸送是原油儲(chǔ)運(yùn)的主要方式。管道加熱爐也稱為管道直接加熱爐，它和輸油工藝系統(tǒng)、變電所一起，構(gòu)成長(zhǎng)距離原油管道輸送系統(tǒng)的只大主要環(huán)節(jié)。管道加熱爐的作用是提高管道原油溫度，降低原油粘度。它是管道中原油順暢輸送的重要保證。由于管道直接加熱爐是一個(gè)典型大慣性、純滯后、多變量、復(fù)雜時(shí)變系統(tǒng)，而且各工藝參數(shù)間具有強(qiáng)禍合特性，這些都給加熱爐的自動(dòng)控制帶來了很大困難，致使現(xiàn)在的各種管道加熱爐系統(tǒng)在運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性

2、、高效性等方面都還存在不同程度的缺陷。這些缺陷包括:系統(tǒng)故障診斷、容錯(cuò)能力差原油出爐溫度不準(zhǔn)確加熱爐運(yùn)行存在致命安全性隱患煙道含氧量測(cè)量困難，而且存在嚴(yán)重的滯后現(xiàn)象燃油燃燒效率低等。如何提高加熱爐自動(dòng)化控制水平和運(yùn)行性能，不僅具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，而且有較高的學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值。為此，本文以加熱爐為背景，對(duì)管道加熱爐的自動(dòng)控制課題進(jìn)行了一些探索性的研究。歸納起來，本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(l)管道原油汽化是直接加熱爐安全運(yùn)行的

3、隱患，火焰嚴(yán)重偏燒是引起管道原油汽化的最主要原因之一。本文利用加熱爐參數(shù)間互含冗余信息的特點(diǎn)，文中首次提出了一個(gè)新的模糊推理方法—“冗余選多”法，用于鑒別火焰偏燒程度和實(shí)現(xiàn)多傳感器的故障診斷和管理，并以此設(shè)計(jì)出一種基于模糊觀測(cè)器的故障診斷和容錯(cuò)控制系統(tǒng)。該方法提高了加熱爐系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、容錯(cuò)性和魯棒性。(z)原油出爐溫度是加熱爐自控系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)。本文針對(duì)系統(tǒng)通常采用的算術(shù)平均法不能準(zhǔn)確反映真實(shí)的原油出爐溫度這一問題，通過綜合溫度傳感

4、器精度、原油偏流、火焰偏燒等影響原油出爐溫度準(zhǔn)確測(cè)量的因素，設(shè)計(jì)出一種基于統(tǒng)計(jì)的新型雙融算法，融合結(jié)果的準(zhǔn)確性平均可以提高0.50Ca該方法為實(shí)現(xiàn)加熱爐原油出爐溫度精確控制奠定了基礎(chǔ)。對(duì)于單側(cè)原油出爐溫度傳感器故障情況，可以采用多傳感器故障診斷和管理模塊判斷，并以單融算法取代雙融算法，融合結(jié)果仍然能滿足原油出爐溫度的準(zhǔn)確性要求。該措施可以有效減少加熱爐誤動(dòng)作和停爐現(xiàn)象，提高了加熱爐運(yùn)行平浙江大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTLongdis

5、tancepipelinetransferringsystemisprincipalmeansofcrudeoilstorageandtransportationinChinesedirectfurnaceisoneofthreemainpartsofit.Furnaceisusedtoincreasetemperatureofcrudeoilandtoreduceviscosityjailsoas協(xié)assuranceoilnormal

6、transferation_SystemhasthepropertiesofbiginertialongtimedelayandparametervarianceanditsmultiinputandmuttioutputparametersarestronglycoupledwhichmakeautomaticcontroldifficultiesTherearemanyproblemsinstationaritysafetyande

7、fficiencyofsystemsuchaspoorcapabilityoffaultdiagnosisandfaulttolerantlowaccuracyoftemperatureofcrudeoiloutletoffurnaceinstabilityinefficiencyhiddensafetytroublesdifficultyofmeasureandlongtimelagforoxygencontentetc.Howtoi

8、mprovecontrollevelandworkperformanceoffurnacenotonlyyieldgoodeconomicreturnsbutalsohaveacademicresearchvalue.ThusthesisresearchesautomaticcontroltechniqueforfurnaceThemaincontributionsarelistedasfollows:(1)Duringfurnacew

9、orkingCrudeoilevaporationinthepipelineisoneofhiddensafe妙troublewhichmaybebecausedbyseverefiredeflecting.Accordingtoredundancybetweenparametersoffurnaceredundancyselectstrategywasfirstlyproposedwhichcaneffectivelydiagnose

10、firedeflectandsensorsfault.A伯ultdiagnosisandtolerantsystembasedonfuzzyobserverwasdesignedaccordinglyinthepaperwhichimprovessafetyandfaulttolerantcapacityoffurnaceandstrongerrobustnessisalsoobtained(2)Crudeoiltemperature斷