化工过程先进控制的发展过程、国内特殊问题的解决和展望

介绍了先进控制的发展过程、基本概念和在工程应用中的优势,然后阐述了针对国内先进控制应用过程中的特殊问题所做的主要研究和应用工作,最后介绍了先进控制进一步的发展方向。也阐述了中国石油大学对先进控制应用研究的贡献和利用基于机理分析建模方法解决我国先进控制应用中特殊问题的重要作用。

汽油吸附脱硫装置先进控制应用总结

运用先进控制技术建立了1.2 Mt/a汽油吸附脱硫装置多变量预测模型、在线软仪表质量模型和闭锁料斗安全操作管理系统,实时对闭锁料斗的异常工况进行预警、报警、诊断、分析,并为异常工况提供优化操作指导,保证了装置的安全运行。先进控制系统投用后,辛烷值损失降低了0.03单位,主要被控变量标准偏差平均降幅40%以上,最大降幅68.27%,提高了装置运行平稳率,增强了装置抗干扰能力,提高了操作人员工作效率,取得了每年233万元的良好经济效益。

大型天然气制合成氨APC系统设计及应用

介绍APC先进控制系统在中石油宁夏石化年产45万t合成氨/80万t尿素大化肥装置上的应用。通过项目实践证明,在原有DCS系统的基础上进一步实施APC优化控制,可以提升合成氨及尿素装置的自动化水平、改善装置运行过程的动态性能、增强装置中主要运行参数的控制品质、降低关键变量的波动幅度、降低能源和设备的损耗、降低生产运行成本、降低操作人员劳动强度,为企业带来更多的经济效益,实现装置"安、稳、长、满、优"的最终愿景。

先进控制技术在DCS控制系统中的应用

首先论述了集散控制系统(DCS)的发展现状,列举了预测控制、软测量技术、智能控制、神经网络等一些先进控制技术的实例。

先进控制技术在热风炉燃烧优化控制系统中的应用

结合热风炉的实际运行情况,采用先进的燃烧优化控制技术,实现了热风炉燃烧系统的自动控制,通过动态优化算法,发现了热风炉的最佳空燃比,实现了炉内燃烧过程的优化控制。运行结果表明,该技术提高了穹顶和排气温度的控制精度,降低了燃气消耗。该控制技术可以明显提高热风炉的经济效益,具有巨大的推广价值。

非线性控制器在高密度聚乙烯装置上的应用

介绍了齐鲁石化股份公司塑料厂高密度聚乙烯装置利用美国AspenTech公司非线性控制器AspenApollo和动态矩阵控制技术DMCplus,开发实施先进过程控制的案例。着重讨论控制方案的设计和实施效果。

软测量技术及其应用中应注意的问题

说明了应用软测量技术的基本步骤,以及为了使所开发的软测量模块长期可靠地运行,在从模型构造到具体实施再到后期维护的全过程中需要注意的一些问题,包括模型类型的选择、历史数据的稳态判别、历史数据的质量、模型固有误差的识别、模型性能评价的正确方法以及现场测量单元对软测量模型的影响。提出了解决这些问题的建议。

先进控制技术在DMF法丁二烯装置中的应用

针对DMF法抽提丁二烯装置的工艺特点,为解决生产过程中所面临的进料组分多变、干扰多、滞后大、耦合严重、溶剂循环量难以优化等问题,提出一种以多变量预测控制和软测量为核心的先进控制策略,以满足生产过程的产品质量、物料平衡和能量平衡的控制要求。先进控制系统实施后,明显提高了工艺参数的平稳性,降低装置物耗、能耗。

基于机理建模的碳三加氢反应器先进控制研究

由于碳三加氢反应存在级联反应,且有气液固三相中的传质,操作过程相对复杂。针对传统的人工调节容易造成过加氢、催化剂选择性差的问题,结合实际工业装置,研究了碳三加氢反应器的先进控制方法。基于机理分析,建立了状态空间过程模型,基于最小协方差控制方法(MVC3)设计了先进控制器。通过工业应用测试,证实了所设计的先进控制器的可行性和有效性,为实现碳三加氢先进控制提供了一条新的途径。

先进控制技术在乙烯装置裂解深度控制中的应用

乙烯装置裂解炉运行状况直接关系到乙烯产品收率、装置能耗和生产效益。裂解深度是衡量裂解炉运行状况的重要指标之一,应用先进控制技术可以稳定裂解深度和相关参数。实施裂解炉深度先进控制技术后,“双烯”收率提高0.21个百分点,年创直接经济效益1000万元以上。

AVEVA APC系统在水泥窑烧成系统中的应用

针对某水泥厂一号线窑系统变量多、强耦合和非线性的特点,采用以多变量模型预测控制(MPC)为核心,结合最优化、神经元网络及嵌入式编程语言Python等功能模块的AVEVA APC系统软件,实现了对窑系统的实时优化控制,在稳定生产过程和熟料质量的基础上,降低了窑系统的煤单耗和电单耗,并极大地减轻了操作人员的劳动强度。

先进控制在天然气加工行业中的应用

天然气加工行业简单的轻烃回收有向复杂的乙烷回收工艺发展的趋势,但乙烷分离的工艺过程较复杂,流程长且设备结构复杂,控制精度及自控水平要求高。提出了在常规PID控制的基础上,采用先进控制来优化工艺过程控制,通过预估模型、滚动优化及反馈校正的方式实现先进控制在天然气加工行业的应用,达到提高自动化水平,降低能耗,提高产品质量和收率的目的。

山岭隧道软岩大变形分级与控制技术措施研究

软岩隧道大变形问题是钻爆法隧道施工中常遇到的难题之一。为探索适用于软岩隧道大变形控制技术措施,保证隧道施工安全,分析了国内外典型软岩隧道大变形特征,其主要表现是隧道施工过程中围岩变形速率快、变形时间长,累计变形量往往远大于设计预留变形量,初支结构出现不同程度的破坏,甚至导致塌方。因此,提出针对软岩隧道应加深隧址区地质条件的认知,采用多种手段提前对隧道变形进行定性与定量预判;对不同地质条件采用不同类型与长度的锚杆及支护参数,控制围岩塑性区扩展,从而实现围岩与支护结构协调变形。

大型合成氨装置先进控制系统技术研究与应用

介绍先进控制系统在布朗工艺合成氨装置上的应用。先进控制与实时优化系统以常规PID控制为基础,通过与DCS的无缝链接,实施软测量系统、鲁棒多变量模型预测控制器。实践证明,APC的应用实现了改善控制性能、提高产品氨收率、减轻操作员工作强度等目标,并取得了显著的经济效益。

先进控制技术在乙苯脱氢法苯乙烯装置中的应用

针对乙苯脱氢法苯乙烯装置的工艺特点,为解决生产过程中所面临的进料组分多变、干扰多、滞后大、耦合严重、物料循环量难以优化等问题,提出一种以多变量预测控制和软测量为核心的先进控制策略,以满足生产过程的产品质量、物料平衡和能量平衡的控制要求。先进控制系统实施后,明显提高了工艺参数的平稳性,降低装置物耗、能耗。