石油工业加热炉先进控制技术及其发展.pdf

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1、石油工业加热炉先进控制技术及其发展刘运飞(中国石油大连石化公司，辽宁大连l16600)摘要：本文介绍了石油工业加热炉先进控制技术及其发展。石油工业的加热炉设备对于先进控制使用不仅可以提高自身装置操作的平稳性，其主要质量指标的标准差能够降低，而且可以有效地降低企业的生产成本，并带来巨大的经济效益．因此先进控制技术的大量推进将成为石油化工行业的重大技术措施。关键词：加热炉；先进控制；DMCplus技术预测控制作为先进控制最核心内容是以预测模型作为基础的，通过预测过程优化性能指标，反馈校正来确定当前和未来的控制作用，并使

2、过程始终处于动态优化过程。利用多变量控制其，配合考虑各个变量之间的关系，起到良好解耦作用，再适当限制控制变量的增幅，避免过程系统的激烈振荡，起到平稳装置的作用。1装置概括以国内某石油公司的加热炉为例，为了达到对含硫原油的加工的扩能要求，对其装置进行先进控制的改造，包括全装置的减压系统。通过先进控制对减压系统进行扩能和适应性改造。采用13本横河公式CENTUM-CS集散控制系统用于其常减压蒸馏装置DCS控制系统。该系统由2台现场控制站(FCS)、4台操作站(ICS)，2台通讯门单元(ACG)、一台报警打印机、一‘台工

3、程师站(EWS)和一台报表打印机组成。不仅将加热炉区域内的调节阀全部进行更新，而且加上DCS的改造，该装置完全具备了运用先进控制的必要条件，并且改造与2008年中旬就彻底完成。先进控制的实施通过减压其装置的常压重油，以减一线油作为柴油组分，进入催化裂化装置前对常压蜡油加氢，使得减压渣油一部分去溶脱、一部分去焦化。先进控制的实施使装置真正达到了提高原油加工能力的作用。先进控制系统所使用的DMCplus软件控制器的软件组成，该软件源白干美国ASPEN公司。DMCplus中的Model用于动态过程模型的识别，Build用

4、于控制器的组态，Simulate用于该软件的控制器离线仿真，而Control则作为软件控制器的在线运行弓I擎，其主要作用为实施控制器的预测、线性规划和动态方案的计算等；Collect是作为方便转化为DMCplus的动态过程模型识别所接受的数据格式而专门的数据采集工具。View即为实现人机对话的控制图形用户界面，方便工程师以及操作员们维护与操作，随时在线修改控制器组态参数。最后，Manage用于起动、下装和关闭单个过成组控制器的控制器管理工具。2控制系统的设计与应用2．1优化控制的目标和功能设计作为石油化工行业特别是

5、炼油厂的耗能大户，加热炉热效率的提高一直是石油化工行业一直急于解决的问题，先进控制技术正是在现有DCS(DistributedControlSystem集散型控制系统)的基础上开发的一套基于预测控制策略并吸收了传统操作系统的操作人员多年操作经验的控制软件。它通过对加热炉运行过程中的工艺参数进行高精度控制，有效地实现了加热炉热效率的在线优化，极大地提高石油化工生产装置的节能降耗，减少了环境的污染。加热炉控制系统的优化，必须在保证需要的热负荷下，确保被加热介质的蒸汽压力或出口温度的各项控制指标。于此同时，还必须考虑如何

6、平衡加热炉的热效率高低、空气污染大小和各个支路出口温度大小。具体可分为三个部分：热负荷控制：在严格保证被加热介质的出口温度或蒸汽压力各项控制指标满足工艺所需要求下，通过热负荷平衡原理来控制燃料量，使燃料有效热量与加热炉热负荷平衡。热效率优化：使加热炉根据工况自动变化和调节送分量大小，使得加热炉的热效率时刻处于最优状态下，以此节约燃料。加热炉多支路温度平衡控制：通过自适应控制技术和可变周期预测控制技术以实现支路温度平衡控制，用于加热炉的节能降耗和安全控制。2．2优化控制系统的实现优化控制系统的实现在于采用先控初步方案

7、设计一套加热炉控制器方案，其先控系统的预测控制技术是使用预测、反馈和反复优化的控制算法来实现的，具体实现方法为：先进控制服务器从DCS上读取所需变量并存入自己的实时数据库上，再用这些数据通过其先进控制算法得到操作变量值。把先控计算的操作给定值输入到PID控制模块的CASIN参数，使得其输出稳定调节到先进控制器计算的预期输出值，保证了装置稳定运行。3结语加热炉的先进控制技术的运用，通过实施先进控制，应用预测控制技术，将各种所需的指标参数输入到控制器设计的控制策略，并与装置初始设定值之间反复调节、优化，实现了超前调节。

8、得益于先进控制的实时在线优化，提高了加热炉的热效率、减少了燃料量和能耗，为石油化工企业带来了巨大的经济效益，也为减少环境污染，因此值得普及与推广。参考文献：【1】李素辉，张黎明，姚亮．先进控制系统在常减压加热炉上的应用【J1．中外能源，2010，15．【21王雪松．先进控制技术在炼油装置中的应用[J】．石油化工自动化，2007。1：42．作者简介：刘运飞(1