先进控制技术在乙烯裂解炉上的开发及应用

先进控制技术在乙烯裂解炉上的开发及应用

：陈一鸣

抚顺石化公司 烯烃厂乙烯车间

摘要：反应堆实时优化的目标是利用相关方法和算法进行计算，确定最优增益下裂缝的深度，最大限度地提高破碎过程中的利润率，确定乙烯的潜在利润率。本文对先进控制技术在乙烯裂解炉上的开发及应用进行分析，以供参考。

关键词：先进控制技术;乙烯裂解炉;开发应用

引言

随着先进控制技术的不断发展，应用不断深化，其在化工领域还将获得非常重要的应用。就当前化工行业发展的情况而言，先进技术的应用还处于初级阶段，在实际应用中还需要借鉴发到国家的经验。因此，炼油化工企业应加大投入，加大对先进控制技术的研究和革新，推动中国炼油化工行业的发展。

1先进控制系统的主要特点

先进控制技术主要具有以下五个特点：(1)传统的控制技术需要应用精确的数学模型来实现生产过程的自动化控制，这导致其应用范围受到限制，而先进控制技术则不受这一因素的限制，可以在对研究对象模型知之甚少甚至不知道的前提下实现控制，模型的结构和参数可以在较大范围内变动，因此先进控制技术可以解决传统控制无法解决的问题，具有更大的应用范围，如可以采用模糊控制来进行生产的控制。(2)先进控制技术能够实现大时滞、多变量耦合等复杂的多变量过程控制，被控变量和控制变量之间存在各种约束条件。不同于传统的自动控制系统技术只能够完成控制任务单一性的特点，能够建立在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，从而实现工业生产过程的动态性和操作性的要求。(3)应用传统的控制理论难以解决高度非线性的问题，而应用先进控制技术则可以有效地解决这一问题，为解决这类问题提供途径。(4)先进控制技术具有具有自适应、自组织、自学习和自协调能力，有补偿及自修复能力和判断决策能力。(5)在实际运行过程中，先进控制技术需要足够的计算机算力作为支持，随着DCS技术的不断发展，当前很多的先进控制策略可以在DCS上实现，先进控制的可靠性、可维护性以及可操作性都得到了比较大的提升。

2乙烯工业的发展现状

为了加快伦理行业的发展步伐，缩小和弥合国外发达国家之间的差距，我国许多企业在伦理生产领域引进了先进的国外控制优化软件，但由于价格和成本难以伸缩，这些控制优化软件的作用较小。为了改变这种情况，近年来国内当局作出了许多有益的尝试，以优化乙烯衰变系统的运行和性能，因为主要由于促进生产稳定性和改进仪器控制而产生的技术制约因素在限制生产和发展的关键领域，例如对爆炸裂缝的更深实时控制有限。近年来，许多国家研究机构和大学在这方面做了大量的技术工作，北京化学研究所长期研究乙烯裂缝模型，以开发满足不同环境和使用要求的各种数学模型。收据、操作流程、加工条件等的优化研究。分式加热炉取得了巨大成功。但我国乙烯裂缝建设的控制优化技术总体上处于相对薄弱的研究起步阶段，与国外发达国家存在着巨大的技术差距，今后将成为油气行业的研究热点。

3先进控制技术的应用

APC核心技术以模型预测控制为基础，广泛应用于油气工业，尤其是乙烯分离装置的使用。作为过程控制技术，工程专业人员必须具备相应的过程知识，才能在过程工业中使用。该先进的控制技术是一项综合技术，在其概念和框架中经常包含控制理论和技术。从而确定了先进控制技术的技术要求，应用可能因控制对象不同的工艺而异，目前现代控制技术(APC)广泛应用于油气行业，造成乙烯限制。

4 DMCplus控制器建立的过程

4.1 PID参数的重新整定和基础数据的收集及整理

1. 1)与单回路控制系统不同，控制需要多个控制回路，一些旧控制回路参数不符合现有控制要求，需要重新调整。根据实际测试中的经验公式和答案，首先确定了所有相关回路的参数。2)在数据收集过程中，每个控制器只对其中一个变量进行最佳的增量更改，以便在整个控制器上收集该变量的响应数据，而其他控制变量保持不变。控制器是一种完全受支持的在线工具，用于在项目阶段收集、存储和观察数据。跳跃测试阶段的数据可以在测试期间通过动态模型进行观察，然后用于控制器的开发。可以随时分析数据以减少执行和维护。

4.2对各变建立模型并组态

DMCplus是一种动态过程模型检测工具，它在很少的工作量下从生产测试数据中生成最佳、最准确的动态过程模型，并包含有关不确定性和噪声的最新统计数据。优点包括使用最精确的模型来提高控制器性能。该模型具有易于使用的图形应用程序界面以及卓越的计算和分析功能，是一种控制器配置工具。此组件通过为控制器配置提供易于使用的图形表示，简化了控制器的运行和维护。模型文档用作配置的基础。

4.3支路平衡控制

支路之间流动的偏差、支路之间的偏差以及各支路之间区别的偏差作为控制变量控制。其控制策略是通过调整某一区域的入口和稀释气流来控制各个管路之间的偏差，同时保持总吞吐量和稀释率。道路平衡的多因素控制可以控制流量1.5℃内裂缝的偏差，位移与每小时公里内偏差之间的偏差为150kg/h。操作条件彼此接近，从而避免了过大偏差，操作更加平稳，分离锅炉的周期可能延长。

5先进控制系统开发

5.1先进控制系统目标

1)允许使用在线裂纹机器模型在线优化分离深度，从而为单机和双聚乙烯产品的高增值提供灵活的选择，并最大限度地提高乙烯的价值；2)保持分隔板地板和侧面的合理热载荷分布，以确保在加工和设备条件下优化分隔板；3)降低破碎羊群的氧气含量，提高脱壳效率，降低设备能耗和运行力。

5.2裂解炉先进控制器

对于每个Riser卡，设计了一个带有高级控制软件的控制器，总共包含10个高级控制器，每个控制器的子模型变量包括受控变量(KS):裂纹宽度(P/E)、氧气、炉负荷、最大值。TMT、炉边热比以及几个优化变量，用于优化裂纹深度。流量变量(DV):与DSR相比稀释，炉出口压力COP；；操作变量(MV): COT、风扇速度、进气口、侧面热量。

6先进控制系统实施

分式加热炉的燃烧热量是通过侧面螺丝钉和底部螺丝钉的组合提供的，提供了由炉出口温度确定的基材极限载荷，侧面和下部内燃机的热载荷成正比，以优化炉底到拱顶的射流流动分布。当炉膛出口温度变化时，底部和侧面的烧伤会随之调整。通过使用高级控制，可通过在投影前将燃烧负荷控制下的平均标准偏差78.16%降低78.16%，确保在修改COT值时，侧面和底部燃烧负荷的比例保持在固定的分区值。这样可以确保在COT值发生变化时炉内的总热量分布。

结束语

现代控制技术对企业以太网流失的应用表明，常规DCS控制系统是化石企业平稳运行的基础，而现代控制技术则进一步完善DCS控制系统的控制，以解决传统PID控制系统对复杂工业控制系统的影响，这是企业优化管理、创造效益的有效手段。应用适合贵公司生产环境的案例需要软件实施成员与贵公司生产技术人员共同努力和协作。

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