对大连石化的连续重整装置实施先进控制技术的初步分析

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：雌州年彦月4日关于论文使用授权的说明本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其

2、他复制手段保存论文。学生签名：导师签名：秽一年s月尸日酬年5"-月p日中国石油大学(华东)硕士论文第1章前言随着汽车工业的发展及各国对环保要求的日益严格。世界范围内车用汽油低铅和无铅化进程加快了，这对重整工艺产生很大影响。特别是新配方汽油的提出，促进了重整工艺向低压、高温、商苛刻度方向的发展。面对炼油企业生产过程本身所具有的流程长、设备多、变量相互关联耦合、非线性强、滞后大，环境条件变化大和影响因素多等特征，常规控制越来越难保证装置在工况变化和大扰动时仍有较好的控制性能。先进控制——APc就是在这种背景下应运而生，并在国内外相关装置

3、上得到关泛应用，并取得了显著的经济效益和社会效益。随着现代化工装置的日益大型化，设备的容积也不断增加，许多设备积聚的物料量相当可观，因而经常可以看到许多控制回路都有较大的时间滞后，也即对于主要工艺参数的延迟响应时间可达数十分钟、主要时间常数可接近1小时。作为大多数DCS控制器的基础的常规PID算法对于具有较大纯滞后的回路其效果是很差的。操作人员还可以发现对于时间常数较大的回路，手动控制也是相当困难的。化工过程的种种操作特性叠加的结果是当采用标准的控制器和标准的控制策略时，装置的某些部分会变得难以控制，从而影响到产品的质量以及装置的经

4、济效益。然而通过采用先进控制(APC)可以极大地改善装置的操作和控制，较好地解决传统控制方法难以解决的问题。到了20世纪80年代，Richalet和Culter等人同时推出了基于模型预测控制方法(MPC)软件系统。许多人，如Morari，Garcia和Biegler等致力于开发能够实用的带有控制和状态变量约束的基于模型预测控制软件包和它的推广应用工作。从1980年到1995年期间，在工业过程控制领域中掀起了现代过程控制理论的研究高潮。进入20世纪90年代以来，先进控制的工业应用获得了蓬勃的发展，中国石油大学(华东)硕士论文第1章前言

5、先进控制控制理论所带来的巨大经济效益，促使大量工业装置纷纷在已有DCS的基础上配备了先进控制系统。经过20年左右的发展，先进控制技术在许多方面目前已经十分成熟：各种多变量预估控制的理论基础已被广泛认同：多变量预估控制涉及的范围不断的扩充：各种多变量预估控制软件包不断涌现；大量的先迸控制正在各种工业装置中实施。DCS控制自70年代初进入工业装置以来，基本上不考虑变量之问的相互影响，将操作变量(manipulatedvailable，MV)和控制变量(controlledvariable，CV)之间的关系设定为一一对应的关系。图1．1给

6、出了操作变量和控制变量之间的关系，即任何一个调节变量的变化，都会影响到所有的控制变量。MVlMV2MV3M'44≥妄否乏乏’》爱誊《≥《～CVlCV2CV3CV4图1-1实际过程操作变量与控制变量的相互影响图l-2是精馏塔的传统控制策略，共设置了3个控制回路。三个控制回路彼此独立，各自进行调节，并不考虑任何一个操作变量变化之后，对其他控制变量所产生的影响。这种影响是必然存在的，例如塔釜加热量的变化，其影响经过一段时间之后，必须会传递到塔顶，引起塔顶产品质量的变化。对于传统的DCS控制方法，只有等到这一时刻，塔顶控制器才能动作，调整回

7、流量。这样就造成调节器总是处于不断的、此起彼伏的调整之中，使装置难以实现平稳操作。2中国石油大学(华东)硕士论文第1章前言图1．2精馏塔传统控制策略APC的调节方式则不同，如图1．3所示。所有控制变量的变化，如塔顶、塔釜产品质量的波动，塔内压差的变化均送往APC包中。考虑到操作变量对不同控制变量影响的大小，通过模型的预估计算，分别得到对塔顶回流量，塔顶压力及再沸器加热介质流量的调节值，由APC系统发出信号，同时进行调节。工I二I．图1-3精馏塔先进控制策略本工作在介绍APC技术发展的概况和大连石化公司连续重整装置控制技术水平的基础上

8、，分析了目前控制现状，针对该装置的特点，确定了APC硬件平台、APC与DCS的接口。APC上位机采用SIEMENS3中国石油大学(华东)硕士论文第1章前言工业PC机，操作系统为WindowsNT4．0+SP6。并详细指出了APC实施前