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首页优化的差分控制法提升乙烯裂解炉支管温度管理
乙烯裂解炉支管温度平衡系统是石油化工生产中的关键环节,它是一个典型的多变量、非线性且强耦合的复杂动态过程。在实际操作中,特别是在拥有多个支路的大型乙烯裂解炉中,传统的差分控制方法可能会增加系统的复杂性,并带来不确定性,因为这种方法可能需要为每个支路单独设计和实施,这不仅增加了设计的难度,还可能导致控制效果不理想。 针对这一问题,本文提出了一种改进的差分控制方案。该方案的核心在于将多个支管视为一个整体进行控制,通过这种集成处理方式,避免了对每个支路分别使用差分控制的繁琐步骤。这种方法简化了控制器的设计,使得控制结构更为直观和易于实现,从而降低了系统的复杂性,并有助于提高控制精度和稳定性。 作者王宗宁、李奇安、李悦和单海欧针对这一创新策略进行了深入研究和仿真实验。他们利用计算机模型对改进后的控制方案进行了模拟测试,结果显示,这种控制方法在实际应用中表现出良好的跟踪性能,能够有效地平衡各支管的温度,确保整个乙烯裂解过程的稳定运行。 关键词:差分法、温度控制、支路平衡、乙烯裂解炉。通过采用这种改进的控制技术,不仅可以提高系统的控制效率,还有助于减少操作员的工作负担,降低故障发生的可能性,从而显著提升乙烯裂解炉的整体效能。 这项研究对于优化乙烯裂解炉的温度控制策略具有重要意义,为工业生产中的复杂系统控制提供了一个新的解决方案。在未来的研究中,可以进一步探索如何将这种控制方法推广到其他类似的过程控制系统,以实现更广泛的工业自动化和优化。
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第 2 5 卷 第 3 期 石 油 化 工 高 等 学 校 学 报 Vol .2 5 No .3
2012 年 6 月 JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIES Jun .2012
文章编号 :1006 - 396X(2012)03 - 0079 - 04
改 进 的 差 动 算 法 在 乙 烯 裂 解 炉 支 管
温 度 控 制 中 的 应 用
王宗宁 , 李奇安 , 李 悦 , 单海欧
(辽宁石油化工大学信息与控制工程学院 ,辽宁抚顺 113001)
摘 要 : 乙烯裂解炉支管温度平衡系统是一个多变量 、非线性 、强耦合的复杂过程 ,在多支路的情况下 ,运用
差动法会增加系统的复杂性和不确定性 。 针对上述问题提出一种改进的差动控制方案 ,通过把多个支管作为一个
整体来处理 ,不仅避免了重复运用差动法 ,而且控制器结构简单 ,容易实现 。 仿真实验表明了控制方案合理 、有着较
好的跟踪性能 。
关键词 : 差动法 ; 温度控制 ; 支路平衡 ; 乙烯裂解炉
中图分类号 : TE967 ;TP273 文献标识码 :A doi :10 .3969/
j
.issn .1006 - 396X .2012 .03 .018
The Application of an Improved Difference Control Method in
Temperatures Control of Ethylene Cracking Furnace
WANG Zong - ning ,LI Qi - an ,LI Yue ,SHAN Hai - ou
(School o
f
In
f
orm ation and Control En
g
ineering ,L iaonin
g
Shihua Universit
y
,Fushun L iaonin
g
113001 ,P .R .China)
Received 30 M arch 2012 ; rev ised 15 A
p
ril 2012 ;acce
p
ted 25 A
p
ril 2012
Abstract : Passes temperature balance system of ethylene cracking furnace is a multivariable , nonlinear , strong coupling
complicated
p
rocess .Under the circumstances of multi -
p
asses ,the complexity and uncertainty of system could be increased
by using difference control method .In view of the above
p
roblems ,an improved difference control scheme was
p
roposed ,
which
p
rocesses all the
p
asses as a whole .This scheme avoided employing the difference control technique reiteratively .The
controller structure is simple and easy to be implemented .Simulation experiment shows that the improved difference control
method is reasonable and has
g
ood tracking
p
erformance .
Key words : Difference control method ;Temperature control ;Passes balance ;Ethylene cracking furnace
Corresponding author .Tel .:+ 86 - 13904135764 ;e - mail :wzn512@ 126 .com
裂解炉是乙烯生产装置的重要设备 ,对乙烯生
产能力和装置平稳生产具有举足轻重的作用 。 裂解
炉进料支管一般为 4 路或 8 路 ,由于燃料燃烧情况 、
炉膛温度分布不均匀 、风量的变化等因素的影响 ,使
得各支管进料不能得到均匀加热 ,从而导致裂解炉
各支管出口温度不均衡 。 裂解炉各支管出口温度控
制的优良 ,直接影响后续工序的操作稳定和乙烯收
率 。 如果各支管温度偏差过大 ,温度低的物料不能
完全裂解 ,温度高的物料则容易结焦 ,阻塞管内的物
料流动 ,进一步加剧结焦现象 ,最终可能导致管壁烧
收稿日期 :2012 - 03 - 30
作者简介 :王宗宁(1987 ―) ,男 ,宁夏吴忠市 ,在读硕士 。
基金项目 :辽宁省教育厅资助项目(2007T103) 。
穿而造成事故 。 因此支管出口温度均衡是裂解炉重
要控制指标 ,对于节约能源 ,平稳生产 ,改善产品质
量都具有重要的意义 。
对于支路平衡控制问题 ,许多学者做了大量的
研究并提出一些有效的解决方案 。 文献[1] 利用一
种两层递阶控制结构来克服各支路流量耦合特性 。
文献[2]把负载共享控制理论中的思想应用到多变
量耦合的系统中 。 文献[3]运用等效系统的方法把
一个对称的多输入多输出系统转化成两个等效的系
统 ,再通过模糊控制方法对其进行控制 。 文献[4]提
出了一种基于微粒群优化和模拟退火的约束广义预
测控制算法 ,将微粒群优化和模拟退火引入到广义
预测控制的滚动寻优过程中 ,增强对约束边界的搜
索能力 。 文献[5]设计了先进控制系统并与 DCS 相
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