[发明专利]一种连续重整过程稳态监测及失稳预警方法

说明书

本发明公开了一种连续重整过程稳态监测及失稳预警方法，依据连续重整装置历史平稳运行的数据，分离操纵变量与被控变量，分别建立监控模型并同时利用两个模型对连续重整过程进行在线监测。在操纵变量未超限的情况下对被控变量的平稳性进行估量，判别当前工况是否处于稳态。利用控制系统中操纵变量先于被控变量变化的特点，采用操纵变量建立的模型对过程中的异常进行预警。该方法既降低了瞬时扰动对稳态工况判别的影响，对指导优化、安全生产具有重要价值。

技术领域

本发明涉及工业过程中的工况监测领域，具体为一种判别连续重整过程稳态与否并在失稳前及时预警的方法。

背景技术

工业过程处于稳态工况，这是实时优化投入运行的前提。连续重整过程以石脑油为原料，包含复杂的化学反应过程，主要由重整反应器、加热炉、换热器和重整油气分离罐等设备构成。在该过程的实时优化前，往往通过判断包括重整反应器在内的核心装置的关键参数是否稳定，决定当前能否对连续重整过程进行优化。为稳定反应器进口温度，控制系统一般采用串级结构，外环以反应器进口温度为被控变量，内环以加热炉燃料气流量为操纵变量。此外，连续重整进料量、循环氢流量以及气液分离器压力对连续重整过程的稳定性判别也十分重要。

然而，现有的稳态工况判别方法往往仅根据工艺机理选取监测变量，忽视了控制系统的串级还是单回路结构，未清晰区分被控变量及操纵变量，导致稳态判别出现误判。比如，串级控制系统结构的内环变量在受到内环扰动时变化较大，但外环变量则未必会受到显著影响。因此，如果能够根据工艺机理，结合控制系统结构，将内环、外环变量分离，有望提升稳态工况判别的准确度。

此外，连续重整过程存在大量扰动，有时在极短时间内破坏生产的稳定性。若恰在优化实施前发生扰动，而此时判定工况为稳态，这会造成优化效果降低，甚至出现优化方向性错误。扰动发生时，操纵变量在控制系统中的变化往往先于被控变量，若能够利用操纵变量进行失稳预警，对指导连续重整过程优化决策将具有重要价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开一种连续重整过程稳态监测及失稳预警方法，依据连续重整装置历史平稳运行的数据，分离操纵变量与被控变量，分别建立监控模型并同时利用两个模型对连续重整过程进行在线监测。在操纵变量未超限的情况下对被控变量的平稳性进行估量，判别当前工况是否处于稳态。

技术方案：

一种连续重整过程稳态监测及失稳预警方法，针对连续重整过程，分离控制系统被控变量和操纵变量，利用被控变量的平稳性判别稳态工况，基于操纵变量进行失稳预警。

它具有以下步骤：

（1）选取连续重整过程核心操纵变量x₁,x₂,...,x_m作为监测变量，从x₁,x₂,...,x_m中选取历史样本中k个平稳时刻的正常样本，采用慢特征分析法建立第一故障预警模型M₁；

（2）选取p个慢特征计算获得第一控制限S_a1²、T_a1²；