塔瑟克干馏炉温度控制系统的研究和设计

摘要

能源作为现代化进程中不可或缺的重要物资，可以说与国民经济发展有着密切的关系。近些年，我国经济发展的浪潮一浪高过一浪，就目前看可以说是发展速度最快的国家，但是伴随着发展，石油供需矛盾日趋凸显。在国内石油相对不足的局面下，我国每年不得不花费大量外汇进口原油弥补国内石油的短缺，据有关部门预测，随着我国的发展及石油需求量的不断增加，预计到2020年我国石油缺口将占到消费总量的60％以上。在这种状况下，我国石油工业和其它依托石油为原料的工业的发展将会大大受到制约。面对这一状况，我国甚至包括国外已经开始关注开发新的石油资源及寻找石油替代产品，其中油页岩作为石油替代产品的开发获得了国内外的高度关注。目前的勘探数据显示，相较于石油资源，我国的油页岩具有相当丰富的储量，且探明可直接利用的油页岩储量就大约有1000多亿吨。但是我国加工油页岩技术仍然有不完善的地方，因此我们对塔瑟克干馏炉温度控制系统的研究，对于我国加工油页岩技术的发展具有长远的意义。
　　本文以塔瑟克干馏炉在某大型国企的实际生产应用作为我们研究的背景。对塔瑟克干馏炉的工艺流程进行系统的阐述，对塔瑟克干馏炉的温度控制系统进行了深入的研究。整篇文章以常规控制为引，对塔瑟克干馏炉温度控制系统的单回路PID控制及串级PID控制进行了详细介绍，其中这一部分重点分析了串级PID控制应用于温度控制系统时，如何选取的主控对象与副控对象。通过对塔瑟克干馏炉工艺的深入研究分析，把燃烧空气的供给量确定为干馏过程的控制参数。通过研究分析我们得出塔瑟克干馏炉温度控制系统具有惯性和滞后性，同时还具有难以获得精确数学模型的特点，针对上述情况，本文沿用串级PID控制的同时引入模糊控制应用于塔瑟克干馏炉温度控制系统，构成模糊PID控制器整定系统主控制回路的PID参数，这样既能保持PID控制器适应性强及结构简单的优点，又实现对PID控制器参数的在线调整，对油页岩干馏过程参数的变化具有更好的适应性。
　　最后本文应用Matlab软件对温度控制系统进行仿真实验，通过把模糊PID控制与传统串级PID控制进行对比，我们得出模糊PID控制能够在短时间内达到系统所需温度;峰值变化也小;达到平稳的时间大大减少且之后就无振荡现象等结论。最终我们得出在动态响应、自适应能力以及抗干扰能力等方面模糊PID控制器都具有良好的优越性。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 油页岩开发利用的现状及技术

1．1．1 全球油页岩开发利用现状及技术

1．1．2 我国油页岩开发利用现状及技术

1．2 国内外干馏技术概况分析

1．2．1 国外油页岩干馏技术分析

1．2．2 国内油页岩干馏技术分析

1．2．3 国内外干馏技术对比

1．3 本文研究背景

1．4 研究的目标

1．5 本文组织结构

第2章 塔瑟克干馏炉干馏工艺及流程分析

2．1 塔瑟克干馏炉干馏工艺

2．1．1 干馏生产工艺

2．1．2 干馏油品回收生产工艺

2．1．3 干馏瓦斯回收工艺

2．1．4 废气处理设备与过程

2．1．5 补充水生产

2．2 塔瑟克干馏炉基本生产原理分析

2．2．1 塔瑟克干馏炉的结构组成及工作原理

2．2．2 干馏炉的工艺操作条件

2．3 塔瑟克干馏炉温度控制难点分析

2．4 本章小结

第3章 塔瑟克干馏炉温度控制系统的研究

3．1 影响干馏炉温度的因素分析

3．2 塔瑟克干馏炉温度控制过程的特性分析

3．3 风机控制系统数学模型研究

3．3．1 风机工作原理

3．3．2 风机控制系统原理

3．3．3 风机控制系统模型

3．4 塔瑟克干馏炉温度控制系统设计

3．4．1 塔瑟克干馏炉温度控制系统的结构

3．4．2 塔瑟克千馏炉温度控制方案设计

3．5 本章小结

第4章 塔瑟克炉温度控制系统的控制器设计

4．1 温度控制回路的模糊PID控制器设计

4．2 温度控制系统模糊PID控制器输入输出参数的设计

4．2．1 基于确定基本论域和模糊论域温度控制模型的研究

4．2．2 温度控制系统的量化因子及比例因子数学模型研究

4．2．3 温度控制系统控制器的模糊化方法研究

4．2．4 温度控制系统的参数调整规则设计

4．2．5 温度控制系统的参数模糊控制规则设计

4．2．6 参数控制表算法设计与求解

4．2．7 塔瑟克炉温度系统模糊PID控制器的解模糊化

4．3 本章小结

第5章 塔瑟克干馏炉温度控制系统仿真与结果分析

5．1 塔瑟克干馏炉温度控制系统仿真模型的建立

5．2 仿真结果分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢