[發明專利]一種連續重整過程穩態監測及失穩預警方法

有效

• 申請號: 202110248517.2
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112596398B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 陳夕松;王鶴瑩;楊衛;蔣宇;梅彬
• 申請（專利權）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05B19/418;B01J19/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 劉暢;夏平

本發明公開了一種連續重整過程穩態監測及失穩預警方法，依據連續重整裝置歷史平穩運行的數據，分離操縱變量與被控變量，分別建立監控模型并同時利用兩個模型對連續重整過程進行在線監測。在操縱變量未超限的情況下對被控變量的平穩性進行估量，判別當前工況是否處于穩態。利用控制系統中操縱變量先于被控變量變化的特點，采用操縱變量建立的模型對過程中的異常進行預警。該方法既降低了瞬時擾動對穩態工況判別的影響，對指導優化、安全生產具有重要價值。

技術領域

本發明涉及工業過程中的工況監測領域，具體為一種判別連續重整過程穩態與否并在失穩前及時預警的方法。

背景技術

工業過程處于穩態工況，這是實時優化投入運行的前提。連續重整過程以石腦油為原料，包含復雜的化學反應過程，主要由重整反應器、加熱爐、換熱器和重整油氣分離罐等設備構成。在該過程的實時優化前，往往通過判斷包括重整反應器在內的核心裝置的關鍵參數是否穩定，決定當前能否對連續重整過程進行優化。為穩定反應器進口溫度，控制系統一般采用串級結構，外環以反應器進口溫度為被控變量，內環以加熱爐燃料氣流量為操縱變量。此外，連續重整進料量、循環氫流量以及氣液分離器壓力對連續重整過程的穩定性判別也十分重要。

然而，現有的穩態工況判別方法往往僅根據工藝機理選取監測變量，忽視了控制系統的串級還是單回路結構，未清晰區分被控變量及操縱變量，導致穩態判別出現誤判。比如，串級控制系統結構的內環變量在受到內環擾動時變化較大，但外環變量則未必會受到顯著影響。因此，如果能夠根據工藝機理，結合控制系統結構，將內環、外環變量分離，有望提升穩態工況判別的準確度。

此外，連續重整過程存在大量擾動，有時在極短時間內破壞生產的穩定性。若恰在優化實施前發生擾動，而此時判定工況為穩態，這會造成優化效果降低，甚至出現優化方向性錯誤。擾動發生時，操縱變量在控制系統中的變化往往先于被控變量，若能夠利用操縱變量進行失穩預警，對指導連續重整過程優化決策將具有重要價值。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開一種連續重整過程穩態監測及失穩預警方法，依據連續重整裝置歷史平穩運行的數據，分離操縱變量與被控變量，分別建立監控模型并同時利用兩個模型對連續重整過程進行在線監測。在操縱變量未超限的情況下對被控變量的平穩性進行估量，判別當前工況是否處于穩態。

技術方案：

一種連續重整過程穩態監測及失穩預警方法，針對連續重整過程，分離控制系統被控變量和操縱變量，利用被控變量的平穩性判別穩態工況，基于操縱變量進行失穩預警。

它具有以下步驟：

（1）選取連續重整過程核心操縱變量x₁,x₂,...,x_m作為監測變量，從x₁,x₂,...,x_m中選取歷史樣本中k個平穩時刻的正常樣本，采用慢特征分析法建立第一故障預警模型M₁；

（2）選取p個慢特征計算獲得第一控制限S_a1²、T_a1²；