空分装置纯化系统的节能控制系统的研究

【摘要】：空分装置是石化工业中重要的生产设备之一,也是我国节能减排的重要目标对象之一。本文以空分装置中的分子筛纯化系统为研究对象,利用集散控制系统(DCS, Distributed Control System)对分子筛纯化系统切换控制进行改造,实现节能减排的目的。 在控制方案的选取上,原有分子筛纯化系统是一个按固定时间切换的开环控制系统,它的2台分子筛吸附器按固定时间交替工作,吸附水分和杂质,消耗了大量的污氮,减少了分子筛的使用寿命。而改造后的控制系统被设计为一个闭环控制系统,不但具有一定的抗干扰能力和自调节能力,而且能够通过系统反馈值(分子筛出口二氧化碳含量)与标准值比较决定是否切换分子筛,既节省了污氮冷吹量,又延长了分子筛的使用寿命。 在设备的改造上,采用具有极强抗干扰能力和通信功能的可编程控制器作为控制器。检测仪表采用红外线气体分析仪在线检测分子筛出口二氧化碳含量,通过集散控制系统实现空分装置分子筛纯化系统的自动控制。 在控制策略的更新上,由于过程之间存在着较强的相关性,故本文采用部分最小二乘PLS (Partial Least Square)回归法分析少量不相关的量,以达到对整个过程进行控制的目的。根据总的空气压力、空气温度和相关的湿度以及氧化铝和分子筛的厚度等计算氧化铝的最大循环时间和分子筛的最大循环时间,从分子筛纯化系统的历史数据中提炼出统计信息,利用部分最小二乘回归法建立分子筛纯化系统的统计模型,实现对分子筛纯化系统切换控制时间的预测。 经过实验和现场运行结果表明,本文所设计的空分装置纯化控制系统实现了分子筛切换的自动控制,有效地降低了能耗,满足了节能控制要求,实现了分子筛纯化系统节能减排的目标。 【关键词】：空分装置纯化系统 集散控制系统 部分最小二乘回归法 节能
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ116.11
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 主要符号表7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 本课题的来源及研究意义9-10
• 1.2 空分装置国内外发展现状10-11
• 1.3 空分纯化系统概述11
• 1.4 空分纯化系统存在的问题11-12
• 1.5 本文的主要研究内容12-13
• 第二章 空分装置纯化系统的工作原理及集散控制系统简介13-22
• 2.1 吸附的基本原理13-15
• 2.2 分子筛简介15-18
• 2.3 纯化系统的节能方法18
• 2.4 集散控制系统(DCS)简介18-21
• 2.4.1 集散控制系统的基本构成19-20
• 2.4.2 集散控制系统特点20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 空分装置纯化系统的节能控制研究22-39
• 3.1 分子筛纯化系统再生时间理论分析23-25
• 3.1.1 氧化铝的最大再生时间计算23-24
• 3.1.2 分子筛最大再生时间计算24-25
• 3.2 分子筛曲线分析25-28
• 3.2.1 吸附温度曲线25-26
• 3.2.2 再生温度曲线26-28
• 3.3 部分最小二乘回归法28-34
• 3.3.1 部分最小二乘回归法原理28-29
• 3.3.2 部分最小二乘回归法的计算方法推导29-33
• 3.3.3 部分最小二乘回归模型的检验33-34
• 3.4 分子筛纯化系统统计模型建立及数据分析34-38
• 3.4.1 正交信号修正方法34-35
• 3.4.2 改进的OSC方法35-36
• 3.4.3 分子筛纯化系统切换控制时间统计模型的分析36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 空分装置纯化系统的集散控制系统(DCS)设计39-51
• 4.1 硬件系统构成39-44
• 4.1.1 PLC的选型与设计39-41
• 4.1.2 模拟量扩展模块选择41
• 4.1.3 触摸屏41-42
• 4.1.4 气体分析仪42-44
• 4.2 软件系统构成44-49
• 4.2.1 系统监控45
• 4.2.2 系统组态45
• 4.2.3 OPC实时数据服务器45-47
• 4.2.4 分子筛纯化系统组态软件设计47-49
• 4.3 节能效果分析49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 结论51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-56
• 附录一 空分装置相关数据表56-59
• 攻读硕士学位期间研究成果59-60

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

浅议空分装置纯化系统的操作管理    周富俊;金梅华;

纯化系统自动控制与联锁保护系统    李验;

可编程序控制器在分子筛吸附系统中的应用    刘银华,陈开瑞

分子筛在空气纯化系统中的应用    张振友;

DCS在空分设备中的应用    李政

分子筛纯化器再生活化过程的顺序控制    陈龙;杨学峰;杨洪;

空分装置技术改造探讨    黄晓江

空分装置纯化系统的自动控制系统    程国霞;

空气分离和过程综合展望    Dr.ThomasRathbone,Dr.SatishChanderKler,戴炜臣

DCS在空分设备变负荷控制中的应用研究    李政

基于数据的软测量建模方法及其应用的研究    李春富

PLC在同步电动机励磁装置中的应用    黄河;孙军;刘志深;

分子筛自动切换程序的优化控制    李秀英;梁日钧;

PLC控制系统的电磁干扰及抗干扰措施    刘敏;

环境试验设备的状态空间法仿真设计    翟唤春,尚娜,王浚

水温和水压仿人自动控制系统    吴振奎;齐晓军;王树彬;魏毅立;

动物性状中多重共线性初探    宋九洲，卢军

有关Goff-Gratch公式的简化处理    易建政,李杏军,杜仕国

S7-200 PLC在粉尘物包装线上的实现与研究    罗华阳;余岳;

鄱阳湖水位动态预测模型    万中英,钟茂生,王明文,丁树良,黄淑娥

调节阀流量特性对系统控制质量的影响    许瓯;

基于蚁群优化的锅炉汽包水位预测控制    孙灵芳;李纪昌;赵雪;

高炉出铁场设备的优化控制    杨晓波;

MTS810-5T试验机数字函数发生器输出波形异常故障的维修    王亮;

基于最小二乘支持向量机的非线性自适应逆控制    卢志刚;易之光;赵翠俭;李兵;吴士昌;

基于多LS-SVM的软测量方法及应用    常玉清;王福利;王小刚;王昱;

生化过程软测量建模方法的研究    吕哲;常玉清;王福利;

预应力组合网架的自振特性研究    裴波;韩庆华;刘锡良;刘兴业;

基于滚动时间窗的软测量建模方法的研究与应用    薄翠梅;张湜;李俊;

内模预测控制在三阶液位系统中的应用研究    陈冬梅;何西坤;蒋奇;隋青美;

智能化高精度温场均匀性测试仪及系统的研制    丁荣利;

催化裂化过程建模与应用研究    栗伟

内部热耦合空分塔的建模与优化研究    闫正兵

综合型电能质量调节装置的理论与技术研究    盘宏斌

三废锅炉智能控制系统的研究与应用    张燕锋

杂环化合物和多环芳烃生物降解性能的研究    何苗

基于负荷预测在线修正的冰蓄冷空调系统优化运行研究    石磊

网络控制系统若干通信网络实时特性研究    范兴刚

压电式及薄膜式电—气转换器技术与应用研究    李东明

航空影像分割的支持向量机方法    徐芳

道路交通安全规律及法律体系研究    申少君

气垫式流浆箱智能解耦控制系统    徐玉颖

基于嵌入式的矿井提升机故障诊断系统的研究    屈海峰

基于PLC实训船舶应急电站设计研究    王丽娟

水泥生产新型集散控制系统的设计应用    汤铁松

液化天然气站监控系统设计与实现    刘华

空分装置预冷系统电气控制技术研究    梁琦

碳含量软测量技术及副枪液位检测系统的研究    谢世义

德士古气化炉炉温软测量建模    毕伟

燃煤电站锅炉的燃烧优化技术及相关算法应用研究    沈利

植物油料压榨自动控制系统的设计    王黎黎

基于径向基神经网络的聚丙烯熔融指数预报    孔薇,杨杰

化工过程的软测量技术    黄德先

聚丙烯熔融指数软测量    李春富,王桂增,徐博文

先进控制技术及应用 第三讲 软测量技术及其应用    荣冈，金晓明，王树青

聚丙烯熔融指数的在线计算及工程应用    蒋京波,韦建利,徐用懋

过程控制中的软测量技术    于静江，周春晖

基于鲁棒自适应RBF网络的聚丙烯熔融指数预报    曹劲,王桂增,徐博文

软测量技术    徐敏,俞金寿

关于统计学习理论与支持向量机    张学工

对一套大型空分设备爆炸原因的调查分析    乔治·拉斐尔,廖璐霞

苏联低温技术的发展概况(三)    赫宝兰

26000Nm~3/h空分装置用液氧注入方式起动——一种缩短起动时间的方法    王维敏;

应用现代管理技术指导空分试车    马克龙;

空分装置的定压试验操作    王晓山;

4万m~3/h空分装置的选择    陈广智

制氧系统空分装置的选型    代红坤

空分装置的自动控制和远距离调节    杭州制氧机研究所情报组

林德公司空分装置的结构元件    王淞译

KDON—1500/1500空分装置配氧气连续气化冷法净化制原料气——五千吨型合成氨厂改造方案简介    

洪洞焦化厂KDON 1000/1100型空分装置取消氮水予冷系统试车成功    张长宇;白添中;

扬子20000Nm~3/h空分装置的投用    金浩庭;

PLC在空分装置氩净化系统中的应用    王伟;

首钢30000m~3/h空分装置空气压缩机组防喘振控制系统    焦英豪;

改造1TY408／5.5型空压机组监控系统 减少机组故障率    李彦明;

燃气轮机——空分装置联合回收大型氨厂尾气研讨    计虎掌;

陕鼓空分压缩机组的技术发展    李广友;

淮化28000m~3/h空分装置P01液氧A泵燃爆事故    孙德盛;

浅谈KDON-21000/22000型空分装置的安装和调试    李佩和;田现德;沈荣;朱圣华;金振宗;

首套国产4万空分装置的自动控制系统及大型成套空分控制系统的配置    丁丽君;高彦军;陈洪杰;

强制鼓风式残液蒸发器的开发和利用    周鑫宝;何芳;

国内先进空分装置在扬子落成    记者 施慧 姚耀富

中国空分公司再获上海焦化空分装置订单    赵小莹

大连石化新空分装置开工成功    张淑敏朱爱华

法液空拟新建四套空分装置    肖化

最大国产空压机组在沈鼓诞生    记者 刘全昌

为了责任演好三个角色    本报记者 彭展

国产首套大空分装置试车成功    张志华

杭氧签出国内空分最大订单    方怡

两级监控盯紧关键部位    汪声君 方东旺

规整填料：为空分装置节能增效    本报记者 王繁泓

复杂分离过程模拟与优化中的若干问题研究    祝铃钰

氧燃烧系统的能源—经济—环境综合分析评价    熊杰

氧燃烧系统的能源-经济-环境综合分析评价    熊杰

KDON-29000/9000型空分装置项目选型的研究    田园

空分装置中氧、氩混合气体的测定方法研究    刘福连

乙烯企业中空分装置安全性与可靠性研究    李迟阳

洛阳石化空分装置扩能改造项目研究    于粉林

连续流程空分装置可靠性管理研究    佟纪春

内压缩空分装置热力特性及动态过程研究    江蓉

大型空分装置先进控制与优化策略研究    刘震

空分装置纯化系统的节能控制系统的研究    陈亮

大型空分装置空冷塔系统的研究与优化    王高敏

兖矿国宏30000Nm~3/h空分精馏塔性能和模拟    李美玉