【摘要】：原油蒸餾作為石油煉化過程中的第一道工序,影響著整個煉化過程的產(chǎn)品質(zhì)量、收率和能耗。為了提升石化企業(yè)效益與競爭力,煉化企業(yè)正在大力推廣面向原油蒸餾的先進控制技術(shù)。該技術(shù)可以有效提高原油蒸餾裝置的生產(chǎn)效率,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下,增加產(chǎn)品收率,提高生產(chǎn)過程穩(wěn)定性,減少能源浪費。先進控制實施過程中,需要獲得關(guān)鍵油品性質(zhì)的實時數(shù)據(jù),而現(xiàn)階段的在線分析儀與離線化驗分析不能滿足實時檢測的要求。以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的模型辨識技術(shù),通過建立軟測量儀表可及時對所需油品性質(zhì)進行預測,為先進控制方案的實施奠定了基礎(chǔ)。本文運用NARX神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),建立了油品性質(zhì)的軟測量儀表,針對該儀表使用過程中存在的“大誤差點”提出了改進方案。在此基礎(chǔ)上利用NARX神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)線性化控制實現(xiàn)了油品性質(zhì)的實時控制。本文主要工作如下:(1)介紹了油品性質(zhì)軟測量與實時控制的研究背景與意義。從非線性模型理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度,介紹了NARX神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程,簡述了NARX神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用;(2)建立了原油蒸餾裝置初餾塔與常壓塔的穩(wěn)態(tài)與動態(tài)模型,作為實際工廠裝置的替代。詳細介紹了Aspen Plus與Aspen Dynamics建立原油蒸餾裝置模型的過程,并通過調(diào)整模型參數(shù)使模擬結(jié)果與實際工況吻合。在動態(tài)模擬中建立了基本的控制回路,用以進行后續(xù)實驗;(3)提出了一種基于NARX神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟測量儀表以預測油品難以直接測量的關(guān)鍵性質(zhì)。提出多步預測修正算法可有效消除預測中存在的“大誤差點”,并明顯降低預測結(jié)果的均方誤差。仿真試驗結(jié)果表明,所提出軟測量儀表的預測結(jié)果優(yōu)于傳統(tǒng)閉合NARX神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果;(4)將NARX神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)線性化控制方法用于油品性質(zhì)的實時控制。提出限幅修正方法,以減小控制過程中的系統(tǒng)余差。三種不同情形的仿真實驗表明,該方法可以有效減小系統(tǒng)余差,且變參修正將縮短系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間。
【圖文】：

文章研究路線圖

圖 2-1 原油蒸餾裝置流程簡圖相比于穩(wěn)態(tài)模擬，動態(tài)模擬需要考慮物料的運輸和儲存問題，，在流程中必須要考慮液體輸送過程需要的閥門與泵的設(shè)置。同時在兩座精餾塔內(nèi)部需要細化塔板水力學結(jié)構(gòu)，回流罐與儲罐幾何參數(shù)。圖中虛線所連接的為動態(tài)模型中添加的流量、壓力、溫度和液位 PID 控制器。2.2 物性方法流程模擬中物性方法直接影響了模擬的結(jié)果，錯誤的物性方法會導致模擬結(jié)果偏離實驗結(jié)果，這也意味著所建模型無法應(yīng)用于生產(chǎn)實際。物性方法根據(jù)實際過程的具體操作條件與所處理物質(zhì)類型決定[77]。原油蒸餾裝置的操作條件與其處理物質(zhì)類型見表 2-1在模擬原油精餾過程常用的物性方法有 BK10、CHAO-SEA、PENG-ROB 等。本文選用 BK10 作為物性方法搭建穩(wěn)態(tài)與動態(tài)模型。該物性方法既可用于真實組
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE622

【參考文獻】

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本文編號：2686782