CN101256400A - 一种延迟焦化炉的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延迟焦化炉的控制方法，包括测量注汽量、进料量和进料压力；根据测量的注汽量、进料量和进料压力，判断注汽量是否发生突增异常工况；当发生突增异常工况时，测量炉膛温度和管壁温度；根据所述炉膛温度、进料量和管壁温度，确定目标燃料量；调整延迟焦化炉的燃料量到所述目标燃料量。本发明通过采用实测状态的状态反馈预测控制方案，有效的提高了抗干扰的能力。针对负荷变化以及结焦等因素造成的过程特性变化，在线判断工作点的变动，进行模型自适应，提高了投运率。针对注汽量突然大幅增加造成出口温度大的反向响应，基于热平衡计算，实行专家控制，可有效防止加热炉出口温度超温，提高了装置运行周期。

Description

一种延迟焦化炉的控制方法

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种延迟焦化炉的控制方法。

背景技术

重油和渣油轻质化问题是当前世界炼油技术发展中最重要的问题之一。延迟焦化是世界上主要的减压渣油转化手段之一，其主要优点是工艺技术成熟，可以加工残炭值和重金属含量很高的劣质渣油，投资和操作费用较低，有利于提高柴汽比，并可为乙烯工业提供原料。我国渣油延迟焦化的加工能力仅次于美国，居世界第二位。

延迟焦化炉是延迟焦化装置的核心设备。其主要特点是温度高(出口约500℃)，存在裂解和缩合反应，容易结焦。延迟焦化炉的出口温度直接影响到炉管内和焦炭塔内的反应深度，即炉管内的结焦速率和产品的产率、性质，因此，延迟焦化炉的运行状况决定了整个装置的能耗、产率和操作周期。在控制好延迟焦化炉出口温度的基础上进行温度设定值优化，可以提高产品产率。延迟焦化炉出口温度的平稳控制具有重要的意义。

延迟焦化炉是一个存在较多干扰的过程，其中影响较为明显的干扰是燃料气压力和热值、注水(或蒸汽)量、渣油进料量和温度的变化。另外，由于在延迟焦化炉运转周期中不可避免的炉管结焦，在一个操作周期的初期和末期延迟焦化炉的负荷和炉管传热系数等参数具有时变特性。如何有效的抑制这些干扰和过程特性变化是控制器设计的关键。

延迟焦化炉现有的控制方案主要是PID(Proportion IntegralDerivative，比例积分微分)控制，有出口温度(或中间炉管温度)单回路、出口温度与炉膛温度或燃料流量(压力)串级控制，但常规串级方案不能兼顾进入流量(压力)副回路和炉膛温度副回路的干扰，在众多干扰作用下，控制效果有时并不理想。无模型控制器和预测函数控制也被用于延迟焦化炉的控制。当模型可以获得时，基于模型的控制可获得更好的效果，而充分利用过程的可测信息，包括输出变量、状态变量及干扰变量，将有利于控制系统性能的提高。基于输入输出模型的先进控制在实施时一般要进行阶跃测试，对装置造成扰动。

为防止炉管短期结焦，一方面要提供均匀的热场，同时必须使油料在炉管内具有较高的线速，保证稳定操作和长周期运转。通常采用在加热炉辐射段注水或水蒸汽的措施来提高流速和改善流体的传热性。采用注蒸汽的手段有利于减轻加热炉的热负荷，但设备故障或其他原因导致的注汽量突然大幅增加会使炉出口温度出现大的反向响应。在此情况下，过程的扰动模型发生了变化，PID自动控制会导致出口温度大幅超温，而人工操作时，不容易准确调整燃料量，仍有可能超温且操作人员负担较重。超温容易导致炉管结焦，对焦化装置的安全平稳运行造成严重影响。

发明内容

本发明实施例要解决的问题是提供一种延迟焦化炉的控制方法，以克服现有技术中延迟焦化炉的出口温度超温的缺陷，并减少出口温度的波动。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种延迟焦化炉的控制方法，所述方法包括以下步骤：测量注汽量、进料量和进料压力；根据测量的注汽量、进料量和进料压力，判断注汽量是否发生突增异常工况；当发生突增异常工况时，测量炉膛温度和管壁温度；根据所述炉膛温度、进料量和管壁温度，确定目标燃料量；调整延迟焦化炉的燃料量到所述目标燃料量。

其中，当没有发生突增异常工况时，所述方法包括：测量延迟焦化炉出口温度、炉膛温度和燃料流量；根据所述延迟焦化炉出口温度、炉膛温度、燃料流量和延迟焦化炉的状态空间模型，确定目标燃料量；调整延迟焦化炉的燃料量到所述目标燃料量。

其中，在所述调整延迟焦化炉的燃料量到所述目标燃料量的步骤之前，还包括：根据进料流量和进料温度调整所述目标燃料量，将进料流量和进料温度的干扰模型纳入所述状态空间模型，在计算所述目标燃料量时预计所述进料流量和进料温度的影响，实现前馈补偿。

其中，所述方法还包括防积分饱和的步骤，所述步骤具体包括：当燃料气控制阀阀位达到低限时，判断计算的燃料气设定值变化量是否小于零，如果是，则设置燃料气设定值变化量为零，否则保持燃料气设定值变化量不变；当燃料气控制阀阀位达到高限时，判断计算的燃料气设定值变化量是否大于零，如果是，则设置燃料气设定值变化量为零，否则保持燃料气设定值变化量不变。

其中，在所述根据延迟焦化炉出口温度、炉膛温度、燃料流量和延迟焦化炉的状态空间模型确定目标燃料量之前，还包括建立状态空间模型，具体包括：当燃料的温度和压力偏离设计温度和设计压力时，根据公式

$F_3=F_{3o}\sqrt{\frac{T_{\mathrm{ref}}}{T}\frac{(P+P_0)}{(P_{\mathrm{ref}}+P_0)}}$

对燃料气仪表的读数进行补偿，其中F₃为燃料气流量补偿值，F_3o为燃料气仪表的读数，P_ref为设计温度，T_ref为设计压力，P为实际温度，T为实际压力，P₀为表压转换为绝压之值；根据能量平衡公式

${\mathrm{\ρ}}_1{V}_1{C}_1\frac{d{T}_o}{\mathrm{dt}}=F_i{C}_1(T_i-T_o)+\mathrm{UA}(T_l-T_o)$

${\mathrm{\ρ}}_2{V}_2{C}_2\frac{d{T}_l}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{UA}(T_l-T_o)+K_3{F}_3$

$T\frac{d{F}_3}{\mathrm{dt}}=-F_3+F_{3s}$

选取工作点 $O=(T_o^{*},T_l^{*},T_i^{*},F_i^{*},F_3^{*}),$ 其中ρ₁为原料油密度，V₁为炉管容积，C₁为原料油比热，T_o为加热炉出口温度，F_i为进料流量，T_i为加热炉入口温度，U为平均传热系数，A为总传热面积，T_l为炉膛温度，ρ₂为空气密度，V₂为加热炉炉膛容积，C₂为空气比热，K₃为燃料传给流体的有效热值，F₃为燃料气流量补偿值，T为一阶惯性环节时间常数，F_3s为燃料气流量设定值；在所述工作点O处线性化，得到系统的状态空间方程，建立状态空间模型。

其中，当所述工作点发生变化时，还包括：判断过程是否处于稳态，如果是，则判断模型是否需要更新，如果是，则更新模型。

其中，在所述判断过程是否处于稳态的步骤中，包括：根据不等式

$\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N_y}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left|\frac{y_{\mathrm{ij}}-{\stackrel{\&OverBar;}{y}}_i}{{\stackrel{\&OverBar;}{y}}_i}\right|<\mathrm{\&epsiv;}$

判断过程是否处于稳态，如果所述不等式成立，则确认所述过程处于稳态，其中N_y是选择的特征变量的个数，N是历史数据长度，y_ij是特征变量i的第j个值，y_i是选择的第i个特征变量的平均值，ε是预先指定的稳态判定阈值。

其中，在所述判断模型是否需要更新的步骤中，包括：根据不等式

${\left|\right|O_{\mathrm{new}}-O\left|\right|}_2^2>d$

判断模型是否需要更新，如果所述不等式成立，则确认所述模型需要更新，其中||·||₂是2-范数，O_new是新的工作点，O是原工作点，d是预先指定的距离。

其中，在所述根据测量的注汽量、进料量和进料压力，判断注汽量是否发生突增异常工况的步骤中，包括：当蒸汽量在一分钟内增加大于预定限值、相应进料阀后压力增加大于预定限值，且相应进料量减少大于预定限值时，确定注汽量发生突增异常工况。

其中，在所述根据炉膛温度、进料量和管壁温度，确定目标燃料量的步骤中，包括：保持燃料量不变一分钟；当发生异常工况后，根据公式

$F_{3s,\mathrm{new}}=\mathrm{\&alpha;}\frac{F_{i,\mathrm{new}}}{F_i}\&CenterDot;\frac{K_3}{K_{3,\mathrm{new}}}{F}_{3s}$

获取异常工况下的燃料气流量设定值，其中F_3s，new为异常工况下的燃料气流量设定值，α为校正系数，且α＜1，F_i，new为异常工况下的进料流量，F_i为正常工况下的进料流量，K₃为正常工况下的燃料传给流体的有效热值，K_3，new为异常工况下的燃料传给流体的有效热值，F_3s为正常工况下的燃料气流量设定值。

上述技术方案仅是本发明的一个优选技术方案，具有如下优点：本发明实施例通过采用实测状态的状态反馈预测控制方案，有效的提高了抗干扰的能力。针对负荷变化以及结焦等因素造成的过程特性变化，在线判断工作点的变动，进行模型自适应，提高了投运率。针对注汽量突然大幅增加造成出口温度大的反向响应，基于热平衡计算，实行专家控制，可有效防止加热炉出口温度超温，提高了装置运行周期。

附图说明

图1是本发明实施例的一种总体实现方案示意图；

图2是本发明实施例的一种总体控制系统结构图；

图3是本发明实施例的一种模型在线自适应的流程图；

图4是本发明实施例的一种控制程序在上位机中实现示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的采用一种新型的用于延迟焦化炉的自适应状态空间预测控制和专家控制方法。通过建立延迟焦化炉的简化机理模型，不需对装置进行测试获得状态空间模型，采用实测状态进行状态反馈预测控制，以提高抗干扰的能力。针对负荷变化以及结焦等因素造成的过程特性变化，在线判断工作点的变动，进行模型自适应，以提高投运率。针对注汽量突然大幅增加造成出口温度大的反向响应，基于热平衡计算，实行专家控制方法，以防止加热炉出口温度超温，提高装置运行周期。

本发明的特征在于：该方法依次含有以下专家控制和模型自适应状态反馈预测控制2个阶段，其总体实现方案示意图和总体结构图参见附图1和附图2：

专家控制部分包含以下步骤：

步骤A1：根据实测变量注汽量、进料量和进料压力进行注汽量突增异常工况的实时监控；

设备故障或其他原因导致的注汽量突然大幅增加会使炉出口温度出现大的反向响应。如管路系统问题造成阻塞，蒸汽凝结为水。当操作员调整注汽量至正常值时，凝结的水汽化造成出口温度急剧下降，而突然大量注入的蒸汽又使管内介质流型发生显著变化，由于蒸汽在管内占据了大量的体积，炉管内压力上升，进料量减少，同时激烈的湍动使传热系数增加，进料停留时间的减少也使反应吸热有所减少。这样，炉出口温度下降到一定程度又迅速上升，大大超出工艺指标。在此情况下，过程的扰动模型发生了变化，PID自动控制会导致出口温度大幅超温，而人工操作时，不容易准确调整燃料量，仍有可能超温且操作人员负担较重。超温容易导致炉管结焦，不利于焦化装置的安全平稳运行。

当炉管内蒸汽量突然增加后，造成炉管内流体流动阻力增加，进料阀后压力增加，进料量减少，采用蒸汽量、进料阀后压力和进料量判断蒸汽量的变化。判断依据为：

(1)蒸汽量在一分钟内增加大于预定限值；

(2)相应进料阀后压力增加大于预定限值；

(3)相应进料量减少大于预定限值；

当同时满足上述三个条件时，判断有注汽量突然增加的异常工况发生。

步骤A2：异常工况发生后，实施专家控制，根据炉膛温度、进料量、管壁温度等进行热平衡计算确定燃料量，避免炉出口温度超温；

注汽量突增后，总的结果将导致出口温度上升，并且由于整个过程时间短，不能对温度下降的阶段进行补偿，而应着重防止超温。在注汽量突增后，采用如下专家控制处理方法：

步骤A2.1：首先保持燃料量不变维持一分钟，当过程处于稳态时，忽略烟气对流传热项，燃料提供给进料的有效热等于辐射传热量，有

$Q=K_r(T_l^4-T_m^4)=K_3{F}_{3s}$

其中：Q是热传递速率；

K_r是辐射传热系数，假设为常数；

T_m是炉管外壁温度。

步骤A2.2：当发生异常工况后，传热系数增加，进料吸收的有效热增加。若燃料保持不变，有

$Q_{\mathrm{new}}=K_r(T_{l,\mathrm{new}}^4-T_{m,\mathrm{new}}^4)=K_{3,\mathrm{new}}{F}_{3s}$

下标new表示异常工况下的值。因此，

$\frac{K_3}{K_{3,\mathrm{new}}}=\frac{T_l^4-T_m^4}{T_{l,\mathrm{new}}^4-T_{m,\mathrm{new}}^4}$

步骤A2.3：若使得发生异常工况后出口温度保持不变，燃料气量应为：

$F_{3s,\mathrm{new}}=\mathrm{\&alpha;}\frac{F_{i,\mathrm{new}}}{F_i}\&CenterDot;\frac{K_3}{K_{3,\mathrm{new}}}{F}_{3s}$

其中：α为校正系数，α＜1。

这是由于当判断出注汽量突增异常工况发生后，需要快速降低燃料量，此时所能得到的实测进料量、管壁温度变化量都小于最终变化量。

模型自适应状态反馈预测控制部分含有以下步骤：

步骤B1：建立以延迟焦化炉出口温度、炉膛温度和燃料流量(压力)为状态变量的简化机理模型；此步骤依次按以下子步骤进行：

步骤B1.1：假设：(1)加热炉热效率变化不大时，炉管内流体吸收的有效热量占燃烧总发热量的比例保持不变，在炉膛热量衡算时忽略烟气热量损失；(2)炉膛传给炉管内流体的热量与炉膛温度与流体温度之差成正比；(3)流体的热性质保持不变；(4)用一阶惯性环节来近似燃料气流量PID调节回路。

步骤B1.2：由于燃料气流量的仪表读数为设计温度和压力条件下的标准流量，当偏离设计温度和压力条件时，仪表读数与实际流量有偏差，因此需要对仪表读数进行温度压力修正以获得实际的流量，PID控制器调整的是经补偿后的流量，这有利于消除压力、温度对燃料的干扰。修正公式为：

$F_3=F_{3o}\sqrt{\frac{T_{\mathrm{ref}}}{T}\frac{(P+P_0)}{(P_{\mathrm{ref}}+P_0)}}$

其中：F₃，F_3o分别为燃料气流量补偿值和仪表读数；

P_ref，T_ref为设计温度和压力；

P，T为实际温度和压力；

P₀为表压转换为绝压之值。

步骤B1.3：根据能量平衡：

${\mathrm{\&rho;}}_m{V}_1{C}_{\mathrm{pm}}\frac{d{T}_o}{\mathrm{dt}}=F_i{C}_{p1}(T_i-T_o)+\mathrm{UA}(T_l-T_o)$

${\mathrm{\&rho;}}_2{V}_2{C}_{p2}\frac{d{T}_l}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{UA}(T_l-T_o)+K_3{F}_3$

$T\frac{d{F}_3}{\mathrm{dt}}=-F_3+F_{3s}$

其中：ρ_m，ρ₂分别为原料油与注入蒸汽的平均密度和空气密度；

V₁，V₂分别为炉管容积和加热炉炉膛容积；

C_pm，C_p1，C_p2分别为原料油与注入蒸汽的平均比热、原料油比热和空气比热；

T_i，T_o，T_l分别为加热炉入口温度、出口温度和炉膛温度；

F_i为进料流量；

U为平均传热系数；

A为总传热面积；

F₃，F_3s分别为燃料气流量及其设定值；

K₃为燃料传给流体的有效热值；

T为一阶惯性环节时间常数。

步骤B1.4：选取工作点 $O=(T_o^{*},T_l^{*},T_i^{*},F_i^{*},F_3^{*}),$ 在工作点处线性化。整理后得到系统的状态空间方程。

步骤B2：以实测延迟焦化炉出口温度、炉膛温度和燃料流量(压力)为状态变量，实现延迟焦化炉的状态反馈预测控制；

延迟焦化炉的状态反馈预测控制方案采用状态反馈预测控制算法，以燃料气设定值为操作变量，以出口温度为被控变量，延迟焦化炉出口温度、炉膛温度和燃料流量(压力)为状态变量，进料流量、进料温度为前馈变量，将进料流量和进料温度的干扰模型纳入状态空间模型，在计算目标燃料量时预计到它们的影响，实现前馈补偿。并采用实测状态值进行状态反馈。

控制方案中考虑了炉膛和相关变量如管壁温度的约束条件，当炉膛或管壁温度达到上限时，燃料量只能降低，并加入防积分饱和措施。具体为：

If燃料气控制阀阀位达到低限，

若计算的燃料气设定值变化量小于零，

燃料气设定值变化量等于零；

Elseif燃料气控制阀阀位达到高限，

若计算的燃料气设定值变化量大于零，

燃料气设定值变化量等于零；

Else

燃料气设定值变化量不变。

控制方案结构图参考附图2。

由以上实施例可以看出，本发明实施例克服了常规加热炉出口温度串级控制方案不能兼顾进入流量副回路和炉膛温度副回路的干扰的缺点；本发明实施例以温压补偿后的燃料气流量作为状态变量，克服了常规以炉出口温度为主参数、燃料气流量作为副参数的串级控制方案不能完全抑制燃料气压力波动造成的燃料气流量扰动的问题。并且流量作为状态进行状态反馈，采用防积分饱和措施，当阀位达到高限或低限时，避免继续增加或减小燃料流量给定；本发明实施例的前馈补偿减轻了进料流量变化对出口温度的影响。

步骤B3：当负荷变化或结焦等因素造成工作点变化时，在线判断工作点的变动，自动调整模型，实现模型的自适应；

当加热炉的负荷发生较大变化时，系统会偏离原来的工作点。另外，由于在延迟焦化炉运转周期中不可避免的炉管结焦，在一个操作周期的初期和末期延迟焦化炉的炉管传热系数等参数具有时变特性。原来得出的加热炉的机理模型会出现较大的失配，对控制器的性能不利。为保证控制器性能，提高投运率，在控制系统中设计了在线模型自适应。

模型调整的原则是在保持机理模型结构不变的基础上，根据工况确定新的工作点，计算新的模型参数。在每个控制周期内，控制器检查过程是否处于稳态，即选择所关心的若干特征变量，看是否满足如下稳态判定依据

$\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N_y}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left|\frac{y_{\mathrm{ij}}-{\stackrel{\&OverBar;}{y}}_i}{{\stackrel{\&OverBar;}{y}}_i}\right|<\mathrm{\&epsiv;}$

其中：N_y是选择的特征变量的个数；

N是历史数据长度；

y_ij是特征变量i的第j个值；

y_i是选择的第i个特征变量的平均值。

ε是预先指定的稳态判定阈值。

当系统处于稳态，获得了一个新的稳态工作点O_new。为减少模型切换的频率，充分发挥预测控制鲁棒性强的优势，若新的工作点与原工作点偏离超过一定范围，则用新的工作点重新计算模型。判断准则是

${\left|\right|O_{\mathrm{new}}-O\left|\right|}_2^2>d$

其中：||·||₂是2-范数；

O_new是新的工作点；

O是原工作点；

d是预先指定的距离。

模型在线自适应流程参考图3。

本发明中的控制方法可以通过上位机实现。图4是在上位机中实现的一种方案。控制程序通过实时数据库或通过OPC(OLE(ObjectLinking and Embedding，对象链接与嵌入)for Process Control，用于过程控制的OLE)方式获取过程数据，其中，主要的数据处理结果计算完成后在上位机显示或送入DCS(Distributed Control System，分散控制系统)显示。在上位机和DCS上显示控制界面用来进行控制参数调整。

由以上实施例可以看出，本发明实施例通过采用实测状态的状态反馈预测控制方案，有效的提高了抗干扰的能力。针对负荷变化以及结焦等因素造成的过程特性变化，在线判断工作点的变动，进行模型自适应，提高了投运率。针对注汽量突然大幅增加造成出口温度大的反向响应，基于热平衡计算，实行专家控制，可有效防止加热炉出口温度超温，提高了装置运行周期。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

测量注汽量、进料量和进料压力；

根据测量的注汽量、进料量和进料压力，判断注汽量是否发生突增异常工况；

当发生突增异常工况时，测量炉膛温度和管壁温度；

根据所述炉膛温度、进料量和管壁温度，确定目标燃料量；

调整延迟焦化炉的燃料量到所述目标燃料量。

2、如权利要求1所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，当没有发生突增异常工况时，所述方法包括：

测量延迟焦化炉出口温度、炉膛温度和燃料流量；

根据所述延迟焦化炉出口温度、炉膛温度、燃料流量和延迟焦化炉的状态空间模型，确定目标燃料量；

调整延迟焦化炉的燃料量到所述目标燃料量。

3、如权利要求2所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，在所述调整延迟焦化炉的燃料量到所述目标燃料量的步骤之前，还包括：根据进料流量和进料温度调整所述目标燃料量，将进料流量和进料温度的干扰模型纳入所述状态空间模型，在计算所述目标燃料量时预测所述进料流量和进料温度对出口温度的影响，实现前馈补偿。

4、如权利要求2所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，所述方法还包括防积分饱和的步骤，所述步骤具体包括：

当燃料气控制阀阀位达到低限时，判断计算的燃料气设定值变化量是否小于零，如果是，则设置燃料气设定值变化量为零，否则保持燃料气设定值变化量不变；

当燃料气控制阀阀位达到高限时，判断计算的燃料气设定值变化量是否大于零，如果是，则设置燃料气设定值变化量为零，否则保持燃料气设定值变化量不变。

5、如权利要求2所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，在所述根据延迟焦化炉出口温度、炉膛温度、燃料流量和延迟焦化炉的状态空间模型确定目标燃料量之前，还包括建立状态空间模型，具体包括：

当燃料的温度和压力偏离设计温度和设计压力时，根据公式

$F_3=F_{3o}\sqrt{\frac{T_{\mathrm{ref}}}{T}\frac{(P+P_0)}{(P_{\mathrm{ref}}+P_0)}}$

对燃料气仪表的读数进行补偿，其中F₃为燃料气流量补偿值，F_3o为燃料气仪表的读数，P_ref为设计温度，T_ref为设计压力，P为实际温度，T为实际压力，P₀为表压转换为绝压之值；

根据能量平衡公式

${\mathrm{\&rho;}}_1{V}_1{C}_1\frac{d{T}_o}{\mathrm{dt}}=F_i{C}_1(T_i-T_o)+\mathrm{UA}(T_l-T_o)$

${\mathrm{\&rho;}}_2{V}_2{C}_2\frac{d{T}_l}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{UA}(T_l-T_o)+K_3{F}_3$

$T\frac{d{F}_3}{\mathrm{dt}}=-F_3+F_{3s}$

选取工作点 $O=(T_o^{*},T_l^{*},T_i^{*},F_i^{*},F_3^{*}),$ 其中ρ₁为原料油密度，V₁为炉管容积，C₁为原料油比热，T_o为加热炉出口温度，F_i为进料流量，T_i为加热炉入口温度，U为平均传热系数，A为总传热面积，T_l为炉膛温度，ρ₂为空气密度，V₂为加热炉炉膛容积，C₂为空气比热，K₃为燃料传给流体的有效热值，F₃为燃料气流量补偿值，T为一阶惯性环节时间常数，F_3s为燃料气流量设定值；

在所述工作点O处线性化，得到系统的状态空间方程，建立状态空间模型。

6、如权利要求5所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，当所述工作点发生变化时，还包括：

判断过程是否处于稳态，

如果是，则判断模型是否需要更新，

如果是，则更新模型。

7、如权利要求6所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，在所述判断过程是否处于稳态的步骤中，包括：

根据不等式

$\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N_y}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left|\frac{y_{\mathrm{ij}}-{\stackrel{\&OverBar;}{y}}_i}{{\stackrel{\&OverBar;}{y}}_i}\right|<\mathrm{\&epsiv;}$

判断过程是否处于稳态，如果所述不等式成立，则确认所述过程处于稳态，其中N_y是选择的特征变量的个数，N是历史数据长度，y_ij是特征变量i的第j个值，y_i是选择的第i个特征变量的平均值，ε是预先指定的稳态判定阈值。

8、如权利要求6所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，在所述判断模型是否需要更新的步骤中，包括：

根据不等式

${\left|\right|O_{\mathrm{new}}-O\left|\right|}_2^2>d$

判断模型是否需要更新，如果所述不等式成立，则确认所述模型需要更新，其中||·||₂是2-范数，O_new是新的工作点，O是原工作点，d是预先指定的距离。

9、如权利要求1所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，在所述根据测量的注汽量、进料量和进料压力，判断注汽量是否发生突增异常工况的步骤中，包括：

当蒸汽量在一分钟内增加大于预定限值、相应进料阀后压力增加大于预定限值，且相应进料量减少大于预定限值时，确定注汽量发生突增异常工况。

10、如权利要求1所述延迟焦化炉的控制方法，其特征在于，在所述根据炉膛温度、进料量和管壁温度，确定目标燃料量的步骤中，包括：

保持燃料量不变一分钟；

当发生异常工况后，根据公式

$F_{3s,\mathrm{new}}=\mathrm{\&alpha;}\frac{F_{i,\mathrm{new}}}{F_i}\&CenterDot;\frac{K_3}{K_{3,\mathrm{new}}}{F}_{3s}$

获取异常工况下的燃料气流量设定值，其中F_3s，new为异常工况下的燃料气流量设定值，α为校正系数，且α＜1，F_i，new为异常工况下的进料流量，F_i为正常工况下的进料流量，K₃为正常工况下的燃料传给流体的有效热值，K_3，new为异常工况下的燃料传给流体的有效热值，F_3s为正常工况下的燃料气流量设定值。

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