实时优化技术在分解炉出口温度控制中的研究与应用

分解炉出口温度是水泥生产中重要的工艺参数之一,直接代表生料分解效果,即入窑生料分解率。分解炉出口温度的高低,代表着入窑分解率的高低。分解率低则窑系统热负荷增加,严重者导致窜生;分解率高则液相提前出现,致使分解炉、旋风筒内容易结皮黏挂,严重者造成系统堵塞。合理控制分解炉出口温度是工艺生产的关键。根据当前实时工况,采用实时优化技术来推荐分解炉出口温度最佳设定值,满足水泥生产的工艺要求,具有重要的意义。

水泥分解炉出口温度的多变量模糊控制

以2 000 t/d新型干法水泥分解炉为研究对象,使用前馈-负反馈的多变量模糊控制方法,实现了分解炉出口温度的控制。建立了水泥分解炉出口温度数学模型(MISO),使用VC++6.0对水泥分解炉出口温度多变量模糊控制与常规的PID进行仿真对比研究。研究结果表明:前馈-负反馈的多变量模糊控制效果优于传统PID控制。为便于工程实现,采用西门子WinCC6.0为OPC服务器端,自行开发的分解炉出口温度VC多变量模糊控制软件为OPC客户端,通过OPC接口成功地实现了二者间的数据通信,且系统运行稳定、效果良好,具有很强的实际应用意义。

基于神经网络的预分解窑系统分解炉出口温度建模

在对水泥预分解窑系统的结构与工艺流程进行分析的基础上,分别利用BP神经网络、模糊神经网络和改进的遗传算法神经网络建立预分解窑系统分解炉出口温度控制模型。通过对仿真结果的对比分析,发现改进的遗传算法神经网络具有更好的温度控制精度和准确度。

水泥分解炉出口温度T-S建模

为利用基于模型的方法研究水泥分解炉温度控制问题,提出了一种水泥分解炉出口温度Takagi-Sugeno(T-S)建模方法。首先,在水泥预分解工艺分析的基础上,结合现场采集的数据,采用回归分析和极限学习机(ELM)的学习算法建立了水泥分解炉不同工况下的数学模型;然后,在此基础上,结合水泥预分解工作特点划分隶属度曲线,建立其T-S模糊模型;最后,仿真结果表明所提方法的有效性。

弹性网下基于LSTM的分解炉出口温度预测

分解炉出口温度是水泥生产过程中的关键指标。针对传统预测方法只考虑风、煤、料影响的问题,提出一种弹性网(ElasticNet)结合长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络的温度预测模型。利用弹性网方法对不同变量进行参数估计,充分考虑影响因素并实现变量筛选,同时分析隐含层和节点数对神经网络精确度的影响,构建ElasticNet-LSTM出口温度预测模型。仿真结果表明:所提出的方法优于LSTM,LASSO(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator)-LSTM,BP神经网络和RBF神经网络方法,具有较高的预测精度。

基于动态主元分析和极限学习机的分解炉出口温度预测

在水泥生产过程中,为了应对分解炉结构的复杂性和影响出口温度变量的多样性,提出一种动态主元分析(Dynamic Principal Component Analysis,DPCA)与极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)相结合的数据驱动建模预测方法用来预测分解炉出口温度。通过采集的生产数据,提取影响出口温度变量的主元从而达到降维目的,将降维后的变量作为极限学习机的输入,分解炉出口温度作为极限学习机的输出。经极限学习机参数设置、训练、调整,得到出口温度预测模型。仿真验证结果表明,运用动态主元分析和极限学习机相结合的方法建立的分解炉出口温度预测模型具有良好的预测精度,且为后续出口温度的控制研究提供了依据,对水泥高效节能生产具有重要意义。

水泥分解炉出口温度HDP优化控制研究

水泥分解炉出口温度是一个典型的非线性、多输入、强耦合过程,它直接影响水泥生产的产量、质量和能耗.本文中以这一复杂工业控制过程为研究对象,研究水泥分解炉出口温度的优化控制问题.先建立分解炉出口温度的径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)模型;然后在此基础上设计分解炉出口温度启发式动态规划(heuristic dynamic programming,HDP)控制器,并在MATLAB环境下对所设计的HDP控制器进行了仿真实验,实验结果表明该HDP控制器实现分解炉出口温度的稳定控制.该控制算法适用于其他类似的工业控制过程,具有一定的参考借鉴意义.

乙烯裂解炉出口温度先进控制

介绍先进控制技术在乙烯裂解炉出口温度控制中的应用,通过优化操作可有效减小裂解炉出口温度波动幅度,进而减少物耗能耗。同时先进控制可实现"卡边",优化和稳定工艺条件,提高产品收率,实现效益最大化。

基于ARMAX模型的分解炉出口温度预测方法研究

分解炉是新型干法水泥烧成工艺系统的核心设备,对水泥生料分解质量和熟料生产能耗起着至关重要的作用,而分解炉出口温度是分解炉高效稳定运行的重要指标。因此,分解炉出口温度的合理控制,是实现水泥优质高效生产的前置条件。该文基于分解炉喂煤量和三次风温度,通过递推最小二乘法和ARMAX模型参数估计,建立分解炉出口温度模型并实现温度预测,用以支撑分解炉出口温度优化控制。

基于前馈的分解炉出口温度广义预测控制研究

针对分解炉存在的出口温度大时滞和多重干扰等问题,通过其工艺机理分析,建立ARMAX数据驱动模型结构,提出一种基于前馈的分解炉出口温度广义预测控制算法,并搭建控制系统进行了生产运行验证。结果表明,该驱动模型及其控制策略可明显减小分解炉出口温度的波动范围,对新型干法水泥生产具有良好的应用前景。

延迟焦化原料加工前炉出口温度确定方法研究

由于延迟焦化因原料组成复杂,难以从组成分析的角度确定合适的炉出口温度,待加工原料炉出口温度的确定往往依靠经验,文章提出了基于参考油样的条件试验确定方法。通过在微反实验装置上进行重油热反应条件试验,建立参考油样和对应参考装置数据库,选择与待加工油样条件试验挥发分相近的参考油样,确定待加工原料炉出口温度初值。根据待加工原料和参考油样的试验气体产率差值,以参考油样装置气体产率为基础预测,待加工油样在理想的炉出口温度条件下的装置气体产率,调整初次加工时装置炉出口温度使实际气体产率等于预测值,则在该温度下操作可避免出现软焦或焦炭过硬问题。

移动床煤气发生炉出口温度超高问题研究

分析移动床煤气发生炉出口温度超高的原因,以及采取的主要改进措施和改善过程。

450kt/a合成氨装置一段炉烟气NO_(x)减排措施

中国石油独山子石化塔里木石化分公司450kt/a合成氨装置采用丹麦托普索传统蒸汽转化工艺。鉴于近年来环保要求的提高,塔石化不断进行摸索与探究,全面分析一段炉烟气中NO_(x)的来源,通过适当降低一段炉烟气过剩空气系数(一段炉烟气氧含量大致由2.83%降至1.90%)、优化弛放气氨回收系统运行工况(降低入一段炉弛放气氨含量),并适当降低一段炉炉膛燃烧温度以降低一段炉出口转化气温度等,有效减少了一段炉烟气NOx排放量,完成了全年NOx排放目标,保护了环境,并降低了系统能耗。此种工艺操作优化是目前最经济、最直接的一段炉烟气NO_(x)减排手段,可为业内提供一些参考与借鉴。

芳烃联合装置重沸炉烘炉新方法工业实践

文章通过对比不同的烘炉方法,分析使用低压除氧水作为烘炉介质的可行性,并详细介绍了大榭石化1.6 Mt/a芳烃联合装置二甲苯回收塔重沸炉新烘炉方法及与分馏系统热水联运同步开展的过程。经过工业实践,新方法完全满足烘炉要求,取得了良好效果,并且降低了烘炉过程蒸汽消耗,节约了开工成本。

重沸炉新型烘炉方法研究与实践

文章介绍了某炼化公司稳定塔重沸炉的情况以及烘炉过程,对加热炉炉管内通蒸汽的传统方法进行了理论研究,发现采用该方法会出现炉出口超温或炉膛温度不足的问题,影响烘炉效果。以往的烘炉实践也证实了上述问题。为解决该问题,研究了一种新的烘炉方法,即采用除氧水汽化作为炉管保护介质进行烘炉,理论研究完全可行。经过实践检验,采用新方法可完全满足烘炉曲线要求、达到良好的烘炉目的,而且可降低烘炉过程的蒸汽消耗,取得了较好节能降耗效果,可在重沸炉上推广应用。

延迟焦化装置炉管结焦机理及控制措施

本文根据山东京博石油化工有限公司80万吨/年延迟焦化装置的实际情况出发,分析了影响焦化加热炉结焦机理,并根据装置情况,介绍了现行的改进或控制措施。

乙烯裂解炉的控制优化

通过先进优化控制系统的实施运行,引入了总量控制方案,同时将裂解炉出口温差引进调节系统,使作为乙烯生产的主要设备之一的裂解炉的运行更加稳定,周期更长,裂解炉出口温度更加稳定,炉管之间的温差缩小,乙烯收率得到较大提高。

第一套溶剂脱蜡装置加热炉节能优化操作的讨论

介绍了兰州石化公司第一套溶剂脱蜡装置加热炉改造投用后,在开工初期的运行过程中存在的空气预热器无法正常投用、炉3出口温度波动大等问题。针对提出的问题,车间从仪表监测的准确度、控制回路的合理性、设备及工艺优化操作的摸索方面进行了总结分析,得出了比较理想的操作方法,使得加热炉热效率由开工初期的89%~91%之间,提升到93%以上,最终达到了设计要求,并且降低了装置综合能耗,增加了近128万元/年的经济效益。

水泥生料预分解过程热效率优化控制研究进展

针对新型干法水泥生产工艺中水泥生料预分解过程能耗高、热效率低的现状,分析水泥生料预分解过程数值模拟、分解炉出口温度优化设定、分解炉出口温度建模和控制的国内外研究与应用动态,提出通过建立预分解过程的热效率模型来优化分解炉出口温度的解决方案;总结比例-积分-微分控制、模糊控制、神经网络控制、模型预测控制及其组合控制算法在提高水泥生料预分解过程热效率中的应用方案,并对各方案的可行性进行分析;最后指出将热效率优化模型与模型预测控制相结合构成双层结构预测控制,更有助于提高水泥生料预分解过程的热效率。

常减压装置减压深拔模拟与实践

论述了常减压装置采用深拔技术的主要条件及手段,包括减压塔塔顶真空度、全塔压降、减压炉出口温度等。采用Petro-SIMTM软件对减压炉的模拟结果表明,提升减压炉出口温度能明显提高减压总拔出率,且减压炉有较大提温余地。工业实践结果表明,将减压炉出口分支温度由394℃提高至404℃后,渣油(含洗涤油)收率下降1.82个百分点,渣油530℃馏分质量分数下降1.08个百分点,减三线产出油终馏点提高10℃,且装置运行稳定,产品质量完全满足二次加工装置对原料的要求。