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1、第7卷第4期南京师范大学学报(工程技术版)Vo.l7No.42007年12月JOURNALOFNANJINGNORMALUNIVERSITY(ENGINEERINGANDTECHNOLOGYEDITION)Dec,2007热集成精馏系统优化和控制策略祝雪妹,张亮(南京师范大学电气与自动化工程学院,江苏南京210042)[摘要]热集成精馏系统是精馏过程中有效的节能操作方式,节能效果可达50%.为了能够达到理想的节能效果,必须对这两个塔进行合理的操作和控制,否则,反而会影响正常的生产.但由于采用了该热集成操作方
2、式,使得两个塔之间的关联变得十分严重,给系统的操作和控制带来了很大的难度.考虑热集成精馏系统的进料为主要干扰时,提出了在保证产品质量的前提下,以最小能耗为目标的动态优化和控制二级策略.在该二级策略中,上一级为以最小能耗为经济目标的动态优化,其优化结果作为下一级的优化给定值,下一级是跟踪上一级优化结果的多变量控制.[关键词]热集成精馏,最小能耗,动态优化,多变量控制[中图分类号]TP273[文献标识码]A[文章编号]1672-1292(2007)04-0008-05DynamicOptimizationandC
3、ontrolStrategyofaHeat-IntegratedDistillationColumnSystemZhuXueme,iZhangLiang(SchoolofElectricalandAutomationEngineering,NanjingNormalUniversity,Nanjing210042,China)Abstract:Heatintegrationdistillationsystemisaneffectivemethodofsavingenergyintheprocessofdistill
4、ation,with50%energysaved.Toobtainanidealenergysavingeffect,wemustmakeareasonableoperationandcontrolofthetwocolumns,otherwisethenormalproductionwillbeaffected.However,theadoptionofsuchheatintegrationop-erationalmethodleadstoasevereassociationbetweenthetwocolumu
5、s,andthusasignificantdifficultyinoperatingandcontrollingthesystem.Withguaranteeingthequalityofproductsasitsprecondition,andwiththeminimumcostofenergyasitspurpose,thispapersuggestsasecondarystragegyofdynamicoptimizationandcontrolwhenthefeedoftheheatintegrateddi
6、stillationsystemisregardedasamaindisturbance.Inthesecondarystrategy,theupperlevelistheeconomicoptimizationwithminimumcostofenergyasitspurpose,anditsoptimizedresultisthegivenvalueoftheoptimizationofthelowerleve,lwhichisthemultivariablecontroltotracktheoptimalre
7、ferencetrajectoriescalcu-latedontheupperleve.lKeywords:heat-integrateddistillationsystem,minimumenergycost,dynamicoptimization,multivariablecontrol0引言随着市场竞争越来越激烈,对流程工业的生产提出了新的挑战,企业往往采取各种措施来降低成本,以获得最大的经济效益,使企业在激烈的竞争中立于不败之地.此外,化学工业本身具有的非线性特性、变量之间的相互严重关联、状态变量和干扰
8、的不可测性、模型的高阶特性、不确定和模型参数的时变性、操作变量、状态变量的约束和测量的滞后等等,都是化工过程控制的难题.为获得更大的经济效益,在许多先进控制策略中广泛采用了分级控制思想,如下列的4级控制方案:Level3:产品时间和空间上的调度;Level2:保证产品产量和质量的最低成本;收稿日期:2007-04-29.基金项目:江苏省普通高校自然科学研究
