第53卷第4期 2017年8月
石油化工自动化
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
先进控制系统在常减压装置中的应用
李滨
（沧州瀚海石化工程有限公司，河北沧州061000）
Vol,53, No.4 August,2017
摘要：某炼化企业常减压装置为提高加热炉的热效率，引人多变量预测控制系统DMCplus，充分利用该控制系统的多变量前馈、解耦能力，降低常减压炉出口温度的波动及烟气含氧体积分数，对被控变量进行控制，达到了稳定生产，降低能耗的目的，关键调：常压炉减压炉APC控制炉效率
中图分类号：TP273
文献标志码：B
文章编号：10077324(2017)04007502
某炼化企业常减压装置以加热炉和精馏塔为主体组成管式蒸馏装置，实现了原油的分解和各种石油馏分的分离"。常压炉和减压炉热效率作为该装置节能的主要手段，炉膛负压和烟气氧含量由鼓风机和引风机阀位控制，烟气氧含量和炉膛负压控制偏高，尚有--定的节能空间。另外由于常压炉和减压炉共用空气预热系统、鼓风机和引风机，致使被控变量之间耦合比较严重，多变量特性比较明显，难以实现平稳控制和优化操作。为切实提高炉效率，引人多变量预测控制系统DMCplus。通过该控制系统的实施，实现了常减压炉炉膛负压及烟气氧含量等的自动控制，实现了平稳运行并达到节能降耗的目的。
DMCplus控制系统简介 1
DMCplus控制系统集原DMC公司的核心算法及原SETPOINT公司的界面及数据库技术于一体的新一代控制软件。其主要核心包括预测、优化和动态控制三个阶段(3}]，DMCplus控制器主要特点如下，
1）通过稳态优化来实现装置的优化操作，充
分利用前馈控制方法，快速克服扰动。
2）能够精确实现被控变量等级划分。 3）利用FIR方法进行辨识。
4)对积分变量和非连续变量有特殊的处理措施。
5）具有专用的、自动的阶跃测试工具。
6）可通过参数设置限制操纵变量的调节幅度，确保控制的平稳性和鲁棒性。
7）有机地利用线性化模块解决非线性问题。
2原控制系统存在问题及控制目标 2
通过对常减压装置进行工艺调研和基础控制状况检查，发现存在如下问题：
1）常减压炉出口温度控制。炉膛温度采用温度与瓦斯流量串级控制，但在出口温度设定不变的情况下，由于常压炉入口原油流量的波动，引起出
口温度波动，控制品质差。万方数据
2）加热炉炉膛负压由操作人员根据加热炉氧
含量和火焰燃烧情况实时调节加热炉烟道挡板开度；加热炉烟气氧含量根据加热炉炉膛负压及火焰燃烧情况，调节烟道挡板和加热炉供风蝶阀，控制精度偏低，操作人员工作强度较大。
3）烟气氧分析仪的可靠性差。烟气氧分析仪工作在高温有腐蚀性介质冲刷的环境中，经常会失效。手动控制时，烟气氧含量只是参考值；自动控制时，需要判断其提供的数据是否真实。
由上述可知，常减压炉是一个多控制手段、多控制目标、多干扰因素的大滞后耦合对象，其出口温度受到常减压炉进料量、瓦斯流量等多方面影响，当进料量及瓦斯流量波动时，要求瓦斯调节也同步调整。因此，引人多变量预测控制系统，能够克服干扰，实现常减压出口温度的稳定控制；通过协调调节空气预热系统中鼓风机转速阀位、引风机转速阀位、常压炉鼓风机挡板开度、减压炉鼓皱风机挡板开度来控制常减压炉的炉膛负压和烟气氧含量，提高常减压炉热效率。
系统建模过程及要求
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该先进控制系统采用多变量预测协调控制和常规PID控制相结合的二级控制体系结构。 DMCplus的常规建模过程是：首先进行装置测试，按照预先确定的幅度、时间变化维持时间逐个对控制器设计中的操作变量进行阶跃测试，同时利用数据采集工具收集所有相关的变量数据；然后将这些资料调人DMCplus模型辨识软件进行数据分析、筛选，最后辨识出所需要的模型。具体建模
稿件收到日期：2017-04-07，修改稿收到日期：2017-06-29 作者简介：李滨（1982一），男，山东滩坊人，2009年毕业于中国石油大学(华东)信息与控制工程学院控制理论与控制工程专业，获硕士学位，现工作于沧州潮海石化工程有限公司青岛分公司，从事电仅专业相关工作，任工程师。