双管道输送原油短期生产计划初态达成分析

摘要

石化炼油行业作为流程工业的典型代表，不仅是国民经济的支柱型行业，也是其他行业发展的主要推动力量。石化炼油行业的生产系统是由连续事件和离散事件组成的混合系统，存在着生产成本高、能耗高、系统耦合度要求高等特点。随着全球市场的增长，发展高效的炼油技术和管理控制方法为企业增强竞争力提供了途径。
　　石化炼油企业的生产计划分为以月、季度为周期的长期生产计划和以日、星期为周期的短期生产计划。经过多年学术界对长期生产计划的研究，取得丰硕的成果，其中采用线性规划的方法，已经开发出了应用于实际生产的成熟的商品化工具。而对于作为炼油生产过程核心的短期生产计划的研究还处于起步阶段。由于短期生产计划具有计划期短，单位小及其复杂性等特点，并且系统中包含大量连续变量和离散事件变量，使得很难找到有效的技术和方法用以解决短期生产计划调度问题。另外，在炼油生产过程中存在许多资源约束和工艺约束，如果忽略这些约束可能导致生产计划不可行。目前，炼油生产过程短期生产计划的编制仍然处于基于经验规则的人工操作阶段，不仅费时费力，而且难以保证调度的精度，存在很大的提升空间。
　　由于炼油生产过程的复杂性，如其存在多种工艺约束和资源约束，导致采用数学规划法建立的模型不能准确表达整个生产过程，并且求解困难。Petri网作为一种有效的建模和分析工具，有着独特的优势，可避免传统建模方法的弊端，Petri网建模能直观、准确的表达生产过程的动态特性。因此，本论文使用Petri网对炼油生产过程进行建模。
　　经过对学者所建立的炼油生产系统的赋时着色Petri网模型的分析，将整个炼油生产短期生产计划的问题分为多个子问题求解，其中得出了使双管道输送原油短期生产计划可行的系统初态。
　　本文研究如何满足双管道输送原油短期生产计划运行的初态条件，以控制理论的观点，分析了在指令下达时，双管道输送原油短期生产计划的Petri网模型从稳态转变为满足初态条件的状态的过程，使得基于Petri网模型的原油短期生产计划在实际生产运作中切实可行。最后，给出实例验证本文提出的方法。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究背景

1．1．1 流程工业及其特性

1．1．2 石化炼油行业及其主要问题

1．2 炼油企业生产计划系统的国内外研究现状

1．3 本文研究内容

1．4 本章小结

第二章 双管道输送原油短期生产处理过程问题描述

2．1 石化炼油生产过程

2．1．1 原油生产过程概述

2．1．2 双管道输送原油生产处理过程

2．1．3 约束条件

2．2 原油短期生产计划

2．2．1 原油短期生产计划的描述

2．2．2 原油短期生产计划的复杂性

2．3 本章小结

第三章 双管道输送原油生产过程的Petri网模型

3．1 Petri网的基本理论

3．1．1 Petri网的定义

3．1．2 Petri网机制

3．1．3 Petri网的基本特性

3．1．4 Petri网的研究应用

3．2 Petri网建模的优势和劣势

3．2．1 Petri网建模的优势

3．2．2 Petri网建模的劣势

3．3 炼油生产过程短期生产计划的Petri网模型

3．3．1 油罐的Petri网模型

3．3．2 低熔点原油输送管道的Petri网模型

3．3．3 高熔点原油输送管道的Petri网模型

3．3．4 双管道输送原油生产处理过程的Petri网模型

3．4 本章小结

第四章 双管道输送原油炼油系统的可行性调度及相应初态条件

4．1 问题描述

4．2 两个蒸馏塔的可行性调度及相应初态条件

4．3 三个蒸馏塔的可行性调度及相应初态条件

4．4 本章小结

第五章 双管道输送原油初态条件达成的调整过程

5．1 问题描述

5．2 两个蒸馏塔的分析

5．3 三个蒸馏塔的分析

5．4 本章小结

第六章 案例分析

6．1 石化炼油企业炼油过程介绍

6．2 炼油过程实例分析

6．3 存在问题的分析

6．4 本章小结

总结和展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢