[實用新型]管式加熱爐的冗余調爐決策系統

有效

• 申請號: 201720064979.8
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN206387262U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 艾江;康永;王坤
• 申請（專利權）人: 艾江
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D19/00
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 劉斌

技術領域

本實用新型屬于管式加熱爐領域，尤其涉及一種管式加熱爐的冗余調爐決策系統。

背景技術

調爐決策系統通過對采集得到的煙氣數據進行分析，得出相應的調爐建議，輔助現場技術人員對加熱爐進行調節。管式加熱爐是一個多變量、工況復雜、時滯、大慣性的系統，其中多個變量變化頻繁并相互耦合，如空氣和燃料的發熱值。使用普通的PID控制方法對管式加熱爐進行控制操作很難達到控制要求。并且目前國內石油化工企業對管式加熱爐的自動控制研究還是停留在工藝控制方面，對于加熱爐的熱效率控制還是通過人工調爐的方法，工作人員通過離線檢測的方法取得加熱爐的煙氣數據，再通過經驗對管式加熱爐進行調節。離線檢測得到的數據必然存在時延，不能及時的對加熱爐進行有效調節。

發明內容

本實用新型旨在解決上述問題，提供一種管式加熱爐冗余調爐決策系統和方法。

本實用新型所述的一種管式加熱爐的冗余調爐決策系統,包括中控室工控機、與中控室工控機連接的數據采集裝置、與數據采集裝置連接的數據分析裝置，其特征在于：所述數據分析裝置連接兩套冗余調爐決策裝置，所述兩套冗余調爐決策裝置分別為基于規則庫的調爐策略裝置和基于模型的調爐策略裝置，所述基于規則庫的調爐策略裝置以現場技術人員的調爐經驗為基礎，建立管式加熱爐調爐規則庫，為工作人員調爐提供建議，所述基于模型的調爐策略則是以管式加熱爐模型為基礎，采用廣義預測控制算法對氧含量進行預測控制，在加熱爐平穩運行的狀況下給出定量的控制建議。

本實用新型所述管式加熱爐的冗余調爐決策系統,所述中控室工控機控制基于規則庫的調爐策略裝置，所述基于規則庫的調爐策略裝置的規則庫能根據現場加熱爐爐況的變化進行修改。

本實用新型所述管式加熱爐的冗余調爐決策系統,所述基于模型的調爐策略裝置應用廣義預測算法對管式加熱爐的煙氣輸出值進行預測控制；所述基于模型的調爐策略裝置通過OPC與Matlab輔助計算設備連接；所述Matlab輔助計算設備讀取中控室工控機動態組件中的煙氣數據，將讀取到的數據存入數據矩陣中；然后對數據矩陣中的樣本數進行判斷。

本實用新型所述管式加熱爐的冗余調爐決策系統,所述對數據矩陣中的樣本數進行判斷是：當數據矩陣中樣本數大于50組時，使用支持向量機的方法建立管式加熱爐的模型，并將模型進行線性化處理。

本實用新型所述管式加熱爐的冗余調爐決策系統,所述數據采集裝置為煙氣數據采集裝置，所述煙氣數據采集裝置采集氧氣、一氧化碳以及二氧化碳含量數據。

本實用新型所述管式加熱爐的冗余調爐決策系統,所述數據分析裝置為數據分析比較器，其比較的依據為預設值。

本實用新型所述的一種管式加熱爐的冗余調爐決策方法，該方法包括：

1）數據采集

數據采集是采集氧氣、一氧化碳以及二氧化碳含量數據；

2）爐況分析

爐況分析比較的依據為預設值；

3）爐況判斷

3.1）若失穩，采用基于規則庫的調爐策略；

3.2）若平穩，采用基于模型的調爐策略；

3.3）上述兩種策略的切換過程是：通過加熱爐煙氣采集系統獲取20組煙氣數據，包括氧氣含量，二氧化硫含量和一氧化碳含量；首先去除20組數據中的最大值與最小值，并計算余下數據的平均值；將得到的氧氣含量、一氧化碳含量和二氧化硫含量的平均值與管式加熱爐平穩運行時的基準值進行比較，得出比較結果，若任意一種煙氣數據平均值在基準值之外則計數器P加1，否則計數器P清零并計算下一組數據；當P大于30時，則可以認為加熱爐處于非平穩運行狀態，選擇基于規則庫的調爐策略，若P小于30時，則認為加熱爐處于平穩運行狀態，采用基于模型的調爐策略。

本實用新型所述管式加熱爐的冗余調爐決策方法，所述基于模型的調爐決策是以管式加熱爐模型為基礎，利用Matlab進行輔助計算，將需要計算的原始數據通過OPC技術發送到Matlab中，完成運算后再將得到的結果返回到中控室工控機組態軟件中并通過組態界面進行顯示；

首先，應用OPC技術讀取中控室工控機組態軟件中的煙氣數據，將讀取到的數據存入數據矩陣中；

然后對數據矩陣中的樣本數進行判斷，當數據矩陣中樣本數大于50組時，使用支持向量機的方法建立管式加熱爐的模型，并將模型進行線性化處理；

最后通過OPC技術讀取組態王中氧含量的給定值，應用廣義預測算法控制跟蹤給定的氧含量值并將控制量寫入中控室工控機組態軟件中。