常减压装置旁路控制管壳式换热器的PID参数整定.pdf

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1、第47卷第1期石油化工自动化VoL47，No．12011年2月AUT0MAT10NINPETRO-CHEMICALINDUSTRYFebruary，201I常减压装置旁路控制管壳式换热器的PID参数整定张俊峰1，罗雄麟2，袁毅夫3(1_中国海洋石油总公司，北京100010；2．中国石油大学自动化研究所，北京102249；3．中国石化工程建设公司，北京100101)摘要：从换热器模型和PID整定方法两个方面进行了研究，根据空间离散化的原理，建立了考虑多种参数、结构和并逆流的换热器动态机理模型，用于某炼油厂常减压装置的换热网络，实验结果表明该模型具有良好的准确性。优化算法中引入正交实验的

2、方法，解决了遗传算法中各遗传因子的配置问题，用这种改进的遗传算法对装置中带有旁路控制的换热器进行PID参数整定，实验显示该换热器具有良好的控制性能。关键词：参数整定；换热器；空间离散化；动态机理模型；改进遗传算法中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1007—7324(2011)01—0040—07PIDParametersTuningoftheTubeandShellHeatExchangerunderBypassControlinCDUZhangJunfeng，LuoXionglin，YuanYifu。(1．ChinaNationalOffshoreOilCorp．，Be

3、ijing，100010，China；2．ResearchInst．ofAutomation，ChinaUni．ofPetroleum，Beijing，102249，China；3．SinopecEng．Incorp．，Beijing，100101，China)Abstract：TheheatexchangermodelandthePIDparameterstuningmethodhavebeenstudied．Accordingtotheprincipleofspatialdiscrete，thedynamicmechanicalmodelofheatexchangerswhich

4、havedifferentparameters，diversestructureandconcurrentorcounterflowhasbeendeveloped．Themodelisappliedtotheheatexchangernetworksofafactory’SCDU，theexperimentresulthasprovedthatthemodelpossessesSOUndaccuracy．Theutilizationoforthogonalexperimentmethodintheoptimumalgorithmhassolvedtheconfigurationof

5、geneticfactors．TheimprovedgeneticalgorithmisintroducedtothePIDparametersadjustmentoftheheatexchangerwithbypasscontroller，showingexcellentcontrolperformance．Keywords：parameterstuning；heatexchanger；spatialdiscrete；dynamicmechanicalmodel；improvedgeneticalgorithm0引言和管内壁的传热没有考虑，精度较低；文献[3—4]换热器是炼油和化学

6、工业中能量交换的重要的模型对于一般管壳换热器具有通用性，但它们对组成部分，换热器的PID控制是常减压换热网络于壳程结垢热阻、管程结垢热阻、折流板缺口的管中普遍存在的环节。传统的PID控制参数选取主间流通面积、管程流通截面积等，都未作考虑。实要依靠经验方法，控制效果并不理想。笔者从换热际上，现场装置的换热网络是由多种型号和规格的器模型和PID整定方法两个方面进行了研究，仿换热器组成的，不能简单的等同化。并且，用传递真结果表明该方法具有良好的控制性能和鲁棒函数和拉氏反变换的方法，它只能处理小的干扰，性能。对于流量或温度大的波动则无能为力。该文根据1管壳式换热器动态机理模型空间离散化的原理

7、，提出了考虑多种结构参数和换热器的动态数学模型已有很多人做过研究[]。文献[1]的方法要经过一系列的试验测收稿日期：2010—09—21。试，还要结合一些经验方法的处理，没有通用性，只作者简介：张俊峰(1974一)，博士学位，工作于中国海洋石油能适用于特定的情况；文献E2-1的模型对于管外壁总公司，从事节能减排、系统工程与过程控制的应用与研究工作。第1期张俊峰等．常减压装置旁路控制管壳式换热器的PID参数整定41并、逆流的换热器的非线性动态机理模型，并考虑