【摘要】 加热炉出口温度的一种综合控制方法属于炉温控制技术领域，其特征在于，支路平衡控制使多支路加热炉出口温度一致，并可实现自动提降负荷。采用实测状态的状态反馈预测控制和前馈控制，有效的提高了抗干扰的能力。加热炉状态空间模型通过机理建模获得，不需对装置进行测试。在线模型自适应，可有效克服过程特性变化，提高了投运率。低价值燃料理想阀位区间控制，可节省高价值燃料。加热炉出口温度的综合控制保证了加热炉出口温度的均匀、平稳，操作方便，经济性好。。 【专利类型】发明授权 【申请人】清华大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】100084 北京市海淀区清华园 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810102875.7 【申请日】2008-03-28 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101256418B 【公开公告日】2010-06-09 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101256418B 【授权公告日】2010-06-09 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G05D23/10; G05B11/42; G05B13/04; F24H9/20 【发明人】黄德先; 张伟勇; 吕文祥; 金以慧 【主权项内容】1.加热炉出口温度的一种综合控制方法，其特征在于，所述方法是在上位机中依次按以下步骤建立的： 步骤(1)：在炉膛传给炉管内流体的热量与炉膛温度与流体温度之差成正比、流体的热性质保持不变以及忽略延期热量损失的条件下，按以下步骤建立以加热炉出口温度、炉膛温度和燃料流量为状态变量的基于能量平衡的简化数学模型： 步骤(1.1)：当使用燃料气作为加热炉燃料时，按下式建立用一阶惯性环节来近似的燃料气流量PID调节回路时的所述简化数学模型： 其中：ρ1，ρ2分别为原料油密度和空气密度，已知； V1，V2分别为炉管容积和加热炉炉膛容积，已知； C1，C2分别为原料油比热和空气比热，已知； Tin，Tout，Tl分别为加热炉入口温度、出口温度和炉膛温度； F为加热炉进料总流量； U为平均传热系数，已知； A为总传热面积，已知； F3，F3s分别为燃料1的流量及其设定值； F4，F4s分别为燃料2的流量及其设定值； K3，K4为单位质量燃料传给流体的有效热值，已知； τ3，τ4为一阶惯性环节时间常数，已知； 步骤(1.2)：选取工作点 在工作点O处对步骤(1.1)各式作线性化处理，得到系统的状态空间方程，“*”号表示工作点O处的参数； 步骤(2)：当包含负荷变化或结焦在内的因素造成步骤(1.2)中所选的工作点变化时，按如下步骤在线判断工作点的变动，自动调整步骤(1.2)中所述模型： 步骤(2.1)：读取实时数据； 步骤(2.2)：按以下判据判断过程是否处于稳态： 其中：Ny是选择的特征变量的个数，已知； N是历史数据长度，已知； yi是对第i个特征变量所选择N个历史数据的平均值； ε是预先指定的稳态判定阈值，取值区间为0～0.02； 当步骤(2.2)中所述稳定判据成立时，过程处于稳态，得到一个新的工作点Onew； 步骤(2.3)：按下式判断新的稳态工作点Onew与所选原工作点O之间的偏离是否超过设定的范围d： ||·||2是2范数， 其中d的取值区间为0～1； 若上式成立，则用新工作点重新计算步骤(1.2)所述的模型； 步骤(3)：按以下步骤，以实测加热炉出口温度、炉膛温度和燃料流量为状态变量用自适应状态反馈预测控制算法，实现加热炉的状态反馈控制： 步骤(3.1)：所述上位机读取操作员界面上设置的出口温度设定值，以及包括管壁温度在内的约束条件； 步骤(3.2)：所选上位机通过设定的通讯方式读取以下各变量的实测值： 作为进料的原料油的温度和流量， 送入加热炉中的燃料1的流量， 加热炉的炉膛温度， 加热炉的炉出口处温度； 步骤(3.3)：所选上位机用所述简化的数学模型进行状态反馈预测控制运算后，把结果数据F3s送给一个PID调节器，进行PI算法调节，并通过一个调节阀去调节进入加热炉的燃料1的流量。 【当前权利人】清华大学 【当前专利权人地址】北京市海淀区清华园 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000400000624D 【引证次数】3.0 【被引证次数】2 【他引次数】3.0 【被他引次数】2.0 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】41
