资源描述：
《基于unisim流程模拟软件的原油常压蒸馏塔的节能优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、化工自动化及仪表,2011,38(1):9~13过程控制ControlandInstrumentsinChemicalIndustry基于流程模拟软件的原油常压蒸馏塔的节能优化1112殷卫兵,齐峥,罗雄麟,赵辉(1.中国石油大学自动化系,北京102249;2.中国石油大港石化公司信息中心,天津300280)摘要:以Honeywell公司流程模拟软件UniSim对常压塔进行流程模拟为基础,用软件自带的HoneywellSQP优化器进行优化,能够达到一定的优化效果,但这种
2、优化方法存在优化效率低等缺点。针对这些问题,将Matlab中一种能够提高寻优解的改进遗传算法通过VB程序与UniSim中的常压塔模型进行通讯,通过外接改进的遗传算法对Unisim中常压塔的优化,使常压塔能耗降低了1.1%。与Unisim自带优化相比,外接改进遗传算法的优化效果更好,应用更加灵活。关键词:流程模拟;原油蒸馏;优化;SQP;遗传算法中图分类号:TE624文献标识码:A文章编号:10003932(2011)010009051引言操作优化。当今世界能源问题日趋紧张,人们对节能问题本文立足
3、于离线的生产过程操作优化,对炼厂的重视程度也日益提高。原油常压蒸馏过程是炼油的常压塔进行寻优。针对以Honeywell公司流程模企业的首要生产环节,其能耗远远大于其它装置,因拟软件UniSmi模拟的常压塔,首先用该软件自身所此常压塔的能耗优化是提高炼厂经济效益的重要手带的HoneywellSQP优化器进行寻优,但是这一优化段之一。但是,常减压蒸馏装置是一个非常庞杂的方法存在效率低、稳定性差等问题,需要寻找一种更系统,装置数学模型的建立非常复杂,这就使得针对方便可靠的方法来替代它。针对这一问题,本文将[1]该装置的操作优化极
4、为困难,流程模拟的出现很一种改进的遗传算法应用到常压塔模型上进行流程好地解决了这一问题,利用计算机流程模拟建立常优化,该方法可以达到更好的优化目标。*减压蒸馏装置的模型,在此基础上进行能量目标的2常压塔流程模拟(见图1)图1常压塔子流程用于优化的过程模型通常可分为两种,第一种*收稿日期:20101203(修改稿)10化工自动化及仪表第38卷机理模型,根据过程物料平衡和能量平衡等数学方表1优化变量法建立,建立这种模型需要对工艺过程有深刻的认变量名初始值优化值识,有足够和可靠的化
5、学工程和工艺知识;第二种辨目标函数66-1J45.661046.0110识模型,根据现场工艺数据辨识得到,建立这种模型/kJh需要在工艺现场进行大量数据测试,时间周期较长。PA_1_Draw132.00131.98此外,在建立数学模型或进行模型辨识之前还需要调节变量PA_2_Draw148.00151.00-1提出一系列的假设条件,才能使数学模型不至于太/thPA_3_Draw101.00111.00复杂,由此可见,建立这两类模型不仅复杂繁琐,而CY_Top_Draw115.28113.99且所建模型也不可能完全地
6、体现实际过程的真实情约束变量SS1_Prod180.44178.89[2]况。/SS2_Prod244.05243.09过程流程模拟技术的出现简化了过程模型的建SS3_Prod313.46313.03立。流程模拟技术是指综合热力学方法、化工单元操作原理、化学反应等基础科学,采用数学方法来严3.2UniSim自带优化器分析格描述炼油和化工的工艺过程,通过计算机技术进UniSmi自带的HoneywellSQP优化器,该方法行复杂的物流平衡、能量平衡、相平衡等工艺计算,对于求解一般的线性和非线性约束函数的效率较并对组
7、分进行平衡、物理分离、化学反应等计算,将高,能够解决一般的优化问题。过程表现出来。这种建模方法高效便捷,所建模型虽然HoneywellSQP优化器具有很多优点,但是也能准确表达出过程原型。还存在以下不足之处:图1为对某炼厂的常压塔使用UniSmi软件进(1)优化器种类有限,优化方法不灵活,不能对行模块法建模,并在此基础上对此常压塔进行优已有优化算法作改进;[3]化。(2)自身所带的优化器经过一次运行不能寻找3UniSim自带优化器的优化到最优点,往往经过两次或者三次寻优后才能寻找3.1Honeywell
8、SQP优化到效果较好的操作点;首先采用UniSmi软件自身所带的Honeywell(3)对于联立优化问题,算法可能不按合理的SQP优化器对常压塔进行优化。HoneywellSQP优顺序计算。化器是SQP运算法则与拉格朗日函数Hessian的针对以上存在的问题,本文拟用外接的遗传算BFGS方法
