【技术实现步骤摘要】
一种炼油生产中初馏塔冲塔故障预警的方法
本专利技术涉及工业过程故障检测，具体为一种基于数据驱动的面向原油蒸馏过程的初馏塔冲塔故障预警方法。
技术介绍
炼油初始阶段，经过预处理的原油会被送入常压蒸馏装置的初馏塔，蒸馏出大部分轻汽油，该过程是整个炼油过程中的首要环节。初馏塔冲塔故障作为炼油过程中的一种常见故障，往往会给炼油企业带来巨大经济损失。例如原油含水量大，进入初馏塔内的原油大量汽化，上升至塔顶造成塔内气相负荷大幅度增加，极易造成冲塔事故。所以，为减少企业损失，急需一种初馏塔冲塔故障的预警方法，对故障进行预警，以提前做好防范措施。传统的定量故障检测方法可以分为基于解析模型和数据驱动的方法，近年来，工业生产规模逐渐庞大，流程复杂，难以获取真实的工业过程机理模型。随着计算机在工业过程中的应用，数据驱动的方法得到了快速发展与应用。冲塔作为炼油过程中的典型故障，其原因错综复杂，涉及到温度、压力、流量等多个变量。数据驱动的故障检测方法往往通过多个变量来检测故障，而温度、压力、流量等变量中本身就包含各种高频的噪声。此外，...
【技术保护点】
1.一种炼油生产中初馏塔冲塔故障预警的方法，其特征在于针对初馏塔工作过程，建立初馏塔冲塔故障预警模型并对故障进行实时预警，具有以下步骤：/n(1)选择与初馏塔冲塔故障相关的m个变量x
【技术特征摘要】
1.一种炼油生产中初馏塔冲塔故障预警的方法，其特征在于针对初馏塔工作过程，建立初馏塔冲塔故障预警模型并对故障进行实时预警，具有以下步骤：
(1)选择与初馏塔冲塔故障相关的m个变量x1,x2,…,xm；
(2)从x1,x2,…,xm中选取N个连续时刻的正常蒸馏样本，N为样本个数；
(3)将x1,x2,…,xm在时刻t及其过去k个时刻的样本记做训练集样本u(t)；训练集
(4)对U0进行预处理得到训练集U；
(5)求取U的变化速率矩阵并根据U和求取变换矩阵W；
(6)根据各变量在所有时刻变化快慢程度的方差，选取M个特征；
(7)根据选取的M个特征计算控制限Sα2、Tα2；
(8)选取待测时刻及其前k个时刻的样本，并进行预处理，得到待测样本up(t)；
(9)使用W对up(t)进行变换，同样选取M个特征，计算每一时刻的S2和T2统计量；
(10)若连续h1个时刻的样本S2和T2统计量都超限，则表明监测到故障；
(11)若监测到故障，则开始预警，并于连续h2个非故障时刻后结束预警。
2.根据权利要求1所述的一种原油蒸馏过程初馏塔冲塔故障预警方法，其特征在于选取的变量为：初馏塔进料压力、初馏塔进料温度、初馏塔顶压力、初顶冷回流量、初顶油孔板流量、初顶油气后冷器出口温度、初馏塔顶初顶油温度。
3.根据权利要求1所述的一种原油蒸馏过程初馏塔冲塔故障预警方法，其特征在于选取的k为2，训练集样本表示形式如下：
u(t)＝[x1(t-2Δt),x1(t-Δt),x1(t),x2(t-2Δt),x2(t-Δt),x2(t),…,xm(t-2Δt),xm(t-Δt),xm(t)]
xm(t)表示变量xm在t时刻的值，xm(t-△t)表示变量xm在过去1个时刻的值。
4.根据权利要求1所述的一种原油蒸馏过程初馏塔冲塔故障预警方法，其特征在于步骤(4)中对矩阵U0的每一列进行零均值和单位方差处理，得到U，并记录列均值阵meanU和列标准差阵stdU；在步骤(8)中，所述预处理为：通过列均值和列标准差对样本进行标准化处理。
5.根据权利要求1所述的一种原油蒸馏过程初馏塔冲塔故障预警方法，其特征在于变换矩阵W的计算过程如下：
(5-1)对矩阵UTU进行特征值分解：UTU＝VΛVT，其中V为矩阵UTU的正交阵，Λ为对角阵且特征值由小到大排列；...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈夕松，王鹤莹，迟慧，
申请(专利权)人：南京富岛信息工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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