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先進控製技術(APC) 改善企業“生態”效益

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 12:12:15 《中華工控網》原創

  編者語:現xian代dai複fu雜za的de工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng,通tong過guo實shi施shi先xian進jin控kong製zhi,可ke以yi大da大da提ti高gao工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng操cao作zuo和he控kong製zhi的de穩wen定ding性xing,改gai善shan工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng的de動dong態tai性xing能neng,減jian少shao關guan鍵jian變bian量liang的de運yun行xing波bo動dong幅fu度du,使shi其qi更geng接jie近jin於yu優you化hua目mu標biao值zhi,從cong而er將jiang工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng推tui向xiang更geng接jie近jin裝zhuang置zhi約yue束shu邊bian界jie條tiao件jian下xia運yun行xing,最zui終zhong達da到dao增zeng強qiang工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng的de穩wen定ding性xing和he安an全quan性xing,保bao證zheng產chan品pin質zhi量liang的de均jun勻yun性xing,提ti高gao目mu標biao產chan品pin的de收shou率lv,提ti高gao生sheng產chan裝zhuang置zhi的de處chu理li能neng力li,降jiang低di生sheng產chan過guo程cheng運yun行xing成cheng本ben以yi及ji減jian少shao環huan境jing汙wu染ran等deng目mu的de。

   所謂先進控製技術(Advanced Process Control,APC),是對那些不同於常規單回路控製,並比常規PID控製有更好控製效果的控製策略的統稱,主要包括過程建模方法和軟測量技術;基於模型控製的三種方法,即內模控製、模型預測控製和預測函數控製,以及智能控製方法,包括模糊控製、神經網絡控製和專家控製;計算機集成控製。其設計思想是以多變量預估為核心, 采用過程模型預測未來時刻的輸出, 用對象的實際輸出與模型預測輸出的差值修正過程模型, 從而把若幹個要控製的變量控製在一個希望的工控點上, 把裝置整體推向最佳狀態。

  近年來,世界上許多著名科研機構和公司致力於APC的研究開發和應用。許多基於多變量模型預估控製技術的APC已經工程化並得到廣泛應用。催化裂化裝置實施APC的效益是最高的,其次還有加氫裂化裝置、常減壓裝置和油品調和。其中催化裂化裝置采用APC的套數最多,效益最好。

  目前先進控製技術不但在理論上不斷推出新的成果, 而且在實際生產應用中也取得了令人矚目的成績。現在國內外已有很多優秀的先控產品供我們選擇:如Honeywell 高技術執行部的PC ( Profit Cont roller) ;ABB 代理的STAR ;橫河代理的SMOC; FOXBORO 的Connoisseur ;ASPEN 的DMC、浙江中控的APC-Adcon;洛luo陽yang石shi化hua工gong程cheng公gong司si開kai發fa的de反fan應ying熱re先xian控kong技ji術shu以yi及ji石shi油you大da學xue的de機ji理li建jian模mo技ji術shu都dou各ge具ju特te色se,歸gui結jie起qi來lai建jian模mo原yuan理li都dou大da同tong小xiao異yi,基ji本ben上shang分fen為wei機ji理li建jian模mo和he采cai用yong係xi統tong辨bian識shi理li論lun測ce試shi建jian模mo兩liang種zhong, 並且在實踐應用中都取得了良好的經濟效果。

  大慶石化先進控製技術實現二氧化硫減排創效

  項目:muqianquanguojinbaitaoliuhuanghuishouzhuangzhi,yongyuhuishoushihuagongyewushuizhongdeliuheandengyouhaiwuzhi。danciqianyinwushuizhongliuhanliangbodongliangdamiankuan,qieweirengongcaokong,zhuangzhiqifengbinanyiwending,eryanghualiuchaobiaopaifangxianxiangbijiaopubian。youdaqingkaifaquhuachuangdianziyouxiangongsiyudaqingshihuagongsilianyouchanggongtongyanfadexianjinkongzhixitong,caiyongfuzakongzhicelvedeyalikongzhiqiheqifengbikongzhiqi,duisuanxingqifenyeguanyaliheqifengbishishifuzakongzhi。taliyongDCS係統中的OPC,實現複雜控製器和DCS之間的數據交換。複雜控製器從DCS中接收過程參數,經過運算得到控製數據,輸送給DCS,再由DCSshixianduigongchengdekongzhi。yalikongzhiqiyishidangdesudugenzongfenyeguanjinliaoliang,tiaojiejinzhiliuranshaoludesuanxingqiliuliang。qifengbikongzhiqikongzhijinruzhiliuranshaoludefengliang,shisanjilengninglengqueqichukouguochengqizhongdeH2S與SO2的比值達到2∶1,並進行自動調整控製。

  點評:這套先進控製技術於一年前首次應用於大慶煉油廠1800噸/年硫黃回收裝置,一年來的運行結果表明,可將二氧化硫濃度由過去的1000毫克/立方米降至目前的600毫克/立方米左右,排空煙氣二氧化硫含量指標隻相當於項目實施前的13.5%,每年可減少二氧化硫排放量336噸,節約環保排放費用21萬元;同時,還可增產硫黃168噸/年,年節約處理部分循環酸性氣的0.8兆帕、蒸氣約9000噸,提高經濟效益上百萬元。

  錦州石化先進控製技術實現裝置優化操作

  項目:在焦化裝置看到,原來對分餾塔平穩生產影響較大的暖塔、小xiao吹chui汽qi和he大da吹chui汽qi等deng過guo程cheng事shi件jian,現xian在zai隻zhi需xu要yao通tong過guo計ji算suan機ji先xian進jin控kong製zhi程cheng序xu對dui焦jiao炭tan塔ta塔ta底di溫wen度du變bian化hua進jin行xing實shi時shi判pan斷duan,就jiu可ke以yi自zi動dong完wan成cheng操cao作zuo切qie換huan。該gai套tao先xian進jin控kong製zhi係xi統tong采cai用yong浙zhe大da中zhong控kong公gong司si先xian控kong技ji術shu,主zhu要yao應ying用yong於yu脫tuo丙bing烷wan塔taT-201、異丁烯塔T-202和丙烯精製塔T-302等5個生產單元。

  點評:yingyongxianjinkongzhixitonghou,bujintigaolezhuangzhifenlinengli,haishixianleduigaofujiazhichanpinkabianyouhua。bingxijingzhidanyuantongguoshixianduibingxihebingwanzhijianqiege,zaibaozhengchanpinzhilianghegedeqiantixia,tigaolebingxishoulv,anzhuangzhinianchuli20萬噸原料計算,每年可增加效益240餘萬元。

  先進控製技術在大型甲醇裝置中的應用

  項目:以天然氣為原料的10萬噸/年甲醇裝置,采用蒸汽轉化、低壓合成、三塔精餾生產工藝流程。原料天然氣經過脫硫、蒸(zheng)汽(qi)轉(zhuan)化(hua)和(he)甲(jia)醇(chun)低(di)壓(ya)合(he)成(cheng)等(deng)工(gong)藝(yi)單(dan)元(yuan)製(zhi)備(bei)成(cheng)粗(cu)甲(jia)醇(chun)後(hou)進(jin)入(ru)甲(jia)醇(chun)精(jing)餾(liu)工(gong)藝(yi)單(dan)元(yuan)。因(yin)合(he)成(cheng)得(de)到(dao)的(de)粗(cu)甲(jia)醇(chun)除(chu)含(han)水(shui)外(wai),還(hai)含(han)有(you)不(bu)同(tong)數(shu)量(liang)的(de)多(duo)種(zhong)雜(za)質(zhi),必(bi)須(xu)將(jiang)這(zhe)些(xie)雜(za)質(zhi)除(chu)去(qu),才(cai)能(neng)獲(huo)得(de)符(fu)合(he)產(chan)品(pin)標(biao)準(zhun)要(yao)求(qiu)的(de)甲(jia)醇(chun)產(chan)品(pin)。甲(jia)醇(chun)裝(zhuang)置(zhi)精(jing)餾(liu)單(dan)元(yuan)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)器(qi)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)大(da)APC-Adcon控製器,其中包括脫醚塔子控製器、加壓塔子控製器、常壓塔子控製器,子控製器的內部模型由各精餾塔實驗測試、數據采集、模型辨識和驗證等環節獲得,控製器設計則根據各精餾塔的特點及工藝要求,考慮各種約束條件來選擇被控變量、操縱變量和擾動變量的相關控製結構與參數,並通過大量閉環仿真的檢驗。

  點評:先進控製係統大大提高了生產過程主要工藝參數的平穩性,標準差平均降低50%以上,統一了操作方法,降低了操作人員的勞動強度,大大減少了人工調節時的不及時和不一致。

  中控先進控製技術在有機矽行業取得成功

  項目:新安化工6萬噸/年有機矽裝置精餾單元先進控製係統項目。中控先進控製係統順利完成了先進控製係統設計、投運、試運行和連續考核運行等各項任務,並達到了項目各項技術指標。

  點評:該係統自2009年1月正式投運以來,經過初步測定,顯著提高一甲、erjiachanpindeyoujipinlv,jiangdilejingliudanyuandezhengqixiaohao,shixianleshengchanguochengdecaozuoyouhua,qudexianzhudejingjixiaoyiheshehuixiaoyi。gaixiangmudeshunliyanshou,yebiaozhizhezhongkongzaiyoujiguixingyexianjinkongzhiyingyongfangmianqudelezhongyaotupo。

  高魯棒性先進控製技術首用加氫裂化裝置

  項目:大慶石化公司煉油廠120萬噸/年加氫裂化裝置。由北京信廣華科技有限公司針對國內加氫裂化裝置分餾加熱爐出口溫度高而“量身定做”的de高gao魯lu棒bang性xing先xian進jin控kong製zhi技ji術shu,主zhu要yao包bao括kuo采cai用yong高gao魯lu棒bang性xing先xian進jin控kong製zhi技ji術shu的de液ye位wei及ji流liu量liang變bian化hua率lv控kong製zhi器qi和he爐lu溫wen控kong製zhi器qi。這zhe套tao先xian進jin控kong製zhi係xi統tong有you三san個ge特te點dian,一yi是shi改gai善shan了le分fen餾liu加jia熱re爐lu出chu口kou溫wen度du的de控kong製zhi條tiao件jian,二er是shi減jian小xiao了le分fen餾liu加jia熱re爐lu四si路lu出chu口kou溫wen度du的de偏pian差cha,三san是shi對dui分fen餾liu加jia熱re爐lu的de出chu口kou溫wen度du實shi施shi高gao魯lu棒bang性xing先xian進jin控kong製zhi。

  點評:加氫裂化裝置分餾係統應用高魯棒性先進控製技術後,可將分餾進料加熱爐出口溫度控製在±2℃zhinei,tongshigenjufenliulureliangfenbuzidongtiaojiesilujinliaoliang,jianxiaosiluchuliaowendupianchayijituoqitayemiandebodongfudu,wendingjiareludechukouwendu,baozhengfenliutadewendingyunxing,tongshitigaofenliutadefenlijingdu,shizhuangzhijingjixiaoyishixianzuidahua。zi2007年應用以來,這套在國內首家應用高魯棒性先進控製技術的加氫裂化裝置,每年可為企業增加經濟效益200餘萬元,分餾加熱爐四路出口溫度的偏差減小到 1℃以內,輕油收率提高了0.73%,日節省瓦斯2817立方米。

  目前的多變量預估優化控製都具備良好的抗幹擾即魯棒控製功能, 能夠更有效地穩定工藝裝置的操作情況。浙江中控的APC-Adcon在國內已成功應用了幾十套,積累的豐富的經驗。隨著現代控製理論的迅速發展,各種先進控製策略、方(fang)法(fa)和(he)技(ji)術(shu)已(yi)開(kai)始(shi)在(zai)流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)中(zhong)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。用(yong)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)改(gai)造(zao)傳(chuan)統(tong)的(de)流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)已(yi)成(cheng)為(wei)現(xian)代(dai)工(gong)業(ye)企(qi)業(ye)提(ti)高(gao)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)的(de)重(zhong)要(yao)技(ji)術(shu)措(cuo)施(shi)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)經(jing)濟(ji)危(wei)機(ji)的(de)今(jin)天(tian),大(da)力(li)推(tui)廣(guang)和(he)發(fa)展(zhan)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)具(ju)有(you)重(zhong)大(da)的(de)意(yi)義(yi)。

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