延遲焦化工業(yè)過程先進控制與性能評估.pdf

1、隨著世界石油資源供應日趨緊張，以及原油品質的劣質化、重質化趨勢日益明顯，重油加工技術已成為提高煉油企業(yè)效益和競爭能力的主要手段之一。延遲焦化技術具有原料適應性強、投資和操作費用較低等特點，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雜，各個單元變量之間的關聯(lián)性強，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)裝置的基礎上，保證生產(chǎn)過程的平穩(wěn)操作，進而通過先進控

2、制技術提高該裝置的控制和管理水平，是一項具有重要實際應用價值的研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴對延遲焦化工業(yè)生產(chǎn)過程和延遲焦化常規(guī)控制系統(tǒng)進行討論和分析。重點針對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系，并從工程應用的角度，提出了一種延遲焦化間歇操作特性的檢測模型，該模型可以有效地對延遲焦化裝置的間歇操作狀態(tài)進行實時檢測。
　　 ⑵針對延遲焦化裝置工況的多變性和擾動的時

3、變性，研究了時不變和時變擾動過程的PID控制器性能評估方法。對于時不變過程的PID控制器，提出了一種雙層結構的綜合評估方法。該方法對PID控制器的隨機性性能和確定性性能兩方面進行有效的評估。對于時變擾動過程的PID控制器，提出了一種基于權衡曲線的PID控制器性能評估方法，該方法綜合考慮系統(tǒng)受到時變擾動時的全局性能。根據(jù)PID控制器的權衡曲線，可在克服暫態(tài)擾動和常態(tài)擾動之間權衡，選取合適的基準，有效地對控制器進行評估和維護。同時將所提出的

4、方法分別應用于延遲焦化裝置的時不變過程和時變擾動過程的PID控制器的性能評估，對評估結果差的控制器進行整定或維護，從而提高常規(guī)PID控制系統(tǒng)的性能。
　　 ⑶針對延遲焦化連續(xù)/間歇操作特性，提出了一種基于事件驅動的迭代學習預測控制算法。該算法通過間歇操作特性模型對事件的檢測，及時觸發(fā)對重復擾動的估計和學習，從而在MPC結構中增加對擾動的迭代估計，以克服間歇事件的周期性干擾。同時，針對延遲焦化工業(yè)過程先進控制系統(tǒng)的實際工業(yè)應用，對

5、延遲焦化先進控制目標、控制器結構、約束條件、工程實施等方面進行詳細的分析。實際應用結果表明：延遲焦化裝置先進控制系統(tǒng)，提高了延遲焦化操作過程的控制品質和穩(wěn)定性。
　　 ⑷在分析工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)經(jīng)濟性能評估方法的基礎上，將基于性能評估的最小方差引入到多變量模型預測控制軟約束調整與經(jīng)濟性能的協(xié)調中，從而提高先進控制系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。同時將該方法用于評估和提高延遲焦化裝置加熱爐先進控制系統(tǒng)的經(jīng)濟性能，從而更合理地提高加熱爐的熱效率。