原油调合优化及控制系统设计与实现

摘要

原油调合是炼化企业原油加工的首道工序。通过原油调合，可以减少常减压装置(CDU)进料性质波动，从而提高原油利用率，降低成本，提高企业经济效益。目前我国原油调合仍以手动调合为主，近年来，原油在线自动调合技术发展迅速，这其中还有优化、控制等诸多问题需要解决。因此，本课题研究具有重要的工业应用价值。
　　本文在介绍了原油调合的背景、意义以及国内外研究现状之后，针对原油调合优化在实际工业应用中的工程问题展开了研究。
　　非线性原油调合优化一直以来都是原油调合领域的一个难点问题，本文通过对原油调合技术指标及调合模型的分析，建立了非线性原油调合优化模型，提出了基于该非线性模型的遗传算法求解方法，并对所提方法进行了仿真验证。
　　本文对炼化企业多个常减压装置在同时进行原油调合时出现的争抢公用组分油的问题进行了分析，在配方优化的基础上提出了原油调合双调合头在线协调控制方法，通过仿真研究验证了该方法的有效性。
　　现有的原油调合优化方法，针对的是调合头产品而没有考虑原油管路缓冲罐中的底油，本文通过对原油调合累积生产的分析，提出了具有底油性质偏差修正的原油调合优化方法，并对所述设计方法进行了实验验证。
　　论文最后设计了原油在线自动调合控制系统，能够实现原油流量自动配比，为CDU提供满足性质要求的原油，阐述了系统的硬件、软件设计，通过系统的实际运行效果，证明了原油在线自动调合控制系统具有良好的应用前景。
　　本文的研究成果，对原油在线自动调合技术的应用研究具有良好的指导意义和借鉴价值，并将促进原油在线自动调合在我国炼化企业的推广应用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 原油调合的背景与意义

1．2 原油调合优化的研究现状

1．2．1 国外研究现状及发展趋势

1．2．2 国内研究现状及发展趋势

1．2．3 原油调合与成品油调合技术比较

1．2．4 原油调合优化研究的主要问题

1．3 论文主要内容和章节安排

第二章 非线性原油调合优化

2．1 原油调合技术指标及调合模型

2．1．1 线性原油性质调合模型

2．1．2 沥青针入度指数模型

2．2 非线性原油调合模型的建立

2．3 非线性原油调合模型的遗传算法求解

2．3．1 遗传算法概述

2．3．2 约束条件的处理

2．3．3 非线性原油调合遗传算法求解步骤

2．4 案例研究

2．5 小结

第三章 原油调合双调合头在线协调控制

3．1 原油调合双调合头生产工艺分析

3．2 原油调合双调合头在线协调控制方法

3．2．1 配方优化

3．2．2 双调合头在线协调控制方法求解

3．3 案例研究

3．4 小结

第四章 具有底油性质偏差修正的原油调合优化方法

4．1 原油调合累积生产工艺分析

4．2 具有底油性质偏差修正的原油调合方法

4．2．1 原油调合累积过程控制结构

4．2．2 调合产品目标值

4．2．3 求解优化配方

4．3 案例研究

4．4 本章小结

第五章 原油在线自动调合控制系统设计

5．1 系统总体方案设计

5．2 系统功能设计

5．2．1 设备层功能设计

5．2．2 控制层功能设计

5．2．3 监控层功能设计

5．3 系统硬件设计

5．3．1 控制层硬件选型

5．3．2 冗余系统设计

5．3．3 控制柜设计

5．3．4 可编程逻辑控制器I／O设计

5．3．5 硬件接线

5．4 系统软件设计

5．4．1 下位机软件设计

5．4．2 上位机软件设计

5．5 系统实际运行效果

5．6 小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

作者在学期间的研究成果