合成氨装置氢氮比预测控制系统地研究.pdfVIP

1+．·!；．?，。 甄靖宇阿不力米提蓐艳叮 一目曩盼提出及研究目的 我厂合成氨I砬／N2控制在199S年以前一直是人工手动调节，即高压合成 塔操作人员根据入塔循环氢含量的变化，再结合合成塔反应的好坏来判断目前 的E煅2是否符合生产操作条件，然后再通知低压转化岗位操作人员，由操作 工按其要求来手动调节加入二段炉的空气流量，以求达到控制要求．由于是人 工手动调节．所以T-T?3N2的控制精度、合格率及波动范围无疑便受到操作大jr一 的责任心、技术素质和工艺过程特性的影响．从我厂历年H2JN2的控制状况来 看，合格率一般在90*10--95％，而其波动范围基本在．+O．3％．由于1-12／／蛾2合格率 不能进一步提高，波动范围较大，直接影响了合成氨产量的提高。因为从合成 1有利于提高NH3的平衡含量，防止N2和}毪的积累而造成系统压力升高， 动力消耗增加，因此在实际生产中将H2fN2控制在一定值对提高NH3合成率、 节能将耗有十分重要的意义． =研究依据(国内外情报调研概况) 在炼油、化工生产过程中，一个良好的控制系统不但要保护系统的稳定性 和整个生产装置的安全，满足一定的约束条件，而且还应该带来一定的经济效 益和社会效益。自动控制作为一种技术问世于三十年代，理论基础是“比例+积 分+微分”(Pm)，这种PID调节规律常被称为“古典”控制理论，即简单的单 参数控制原理。但是对于现代大型炼油、化工连续生产过程中复杂的具有非线 性、变量间的关联性以及测量信号的不完全性，特别是大纯滞后等园素。已不 能采用这种传统的控制理论和控制技术，必须研究先进的过程控制规律，应用 先进控制技术，来提高装置产量及收率，降低能耗。目前先进控制技术主要有： 预测控制、推理控制、解耦控制、自适应控制、最优控制筹． 预测控制是70年代后期产生的一类新型计算机控制算法。在控制自动化层 次中位于常规控制(流量、温度、压力控制)之上，是目前在工业过程控制领 域中应用较广的一类算法．最早应用于工业过程的预测控制算法，有Riehale、 Mehra等人提出的建立在非参数模型脉冲响应基础上的模型预测启发控制 非参数模型算法阶跃响应基础上的动态矩阵控制(DMC)脚．由于这类算法采 用多步预测、滚动优化和误差皮毒校正，且采用直接从生产现场检测到的过程 ● 响应作为模型而不需要事先知道过程模型的结构和参数等有羌先验知识t因而 控制效果好、鲁棒性强，适用于控制比较复杂且难易建立机理模型的碘生产 一过程=f|所以它=出现就受列国内外工程界和控制界的重视，并已在石油、化工、 电力等工业部门的控制系统中得到了成功的应用托51．据调研国外应用先进控制 技术带来的巨大经济效益(如表l所示)· 喜 ·306· 应用簟位 廑昱煎盘 经疰蕴益 ARCO公司(美匿) 乙烷回收塔(ERC) C2回收率由500A提高到 塾竖! 韩翻Sa．mSun西e化学品石膪油生产合成气的转 最小十1．9℃，标准偏差由 垒重 丝垃 2．32℃减小到0．67℃，