CZ334390A3

CZ334390A3 - Způsob regulace výroby sazí

Info

Publication number: CZ334390A3
Application number: CS903343A
Authority: CZ
Inventors: Charles R. Blaylock; Melvin C. Dennis; David J. Kaul; James L. Rice; Thomas L. Weaver
Original assignee: Cabot Corporation
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1998-07-15
Also published as: HU216237B; IL94626A; HU904101D0; BE1003126A3; DD298417A5; CA2020594A1; YU130490A; FR2649513A1; LU87762A1; KR960001745B1; GB2235553B; SE9002215D0; PT94609A; GB9014759D0; BR9003201A; IT9020868A1; DE4021521A1; JPH0345661A; IE902436A1; PE13491A1

Description

Způsob regulace výroby sazí

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu regulace výroby sazí s regulovanou, v podstatě konstantní^ kvalitou při výrobě sazí v reaktoru, který zahrnuje pyrolýzu uhlovodíkové suroviny horkými spalinami pro výrobu sazí.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě plynových sazí je žádoucí regulovat určité výstupní veličiny sazí, aby bylo možno vyrábět saze v podstatě stejné jakosti. Výstupními veličinami plynových sazí, které bývají nečastěji předmětem regulace, jsou jodové číslo a absorpční číslo dibutylftalátu (DBP). Protože během výroby se výstupní proměnné a jiné fyzikální parametry plynových sazí často mění, ukázalo se jako obtížné vyrobit saze v podstatě konzistentní jakosti. Mezi vstupní proměnné, které se během výroby plynových sazí často mění a kolísají, patří například vlhkost vzduchu a jakost paliva. Kolísání vstupních proměnných může mít značný vliv na výstupní proměnné, charakterizující plynové saze, jako je například jodové číslo a/nebo DBP. Podobně se během výroby plynových sazí často mění i jiné neměřitelné fyzikální parametry, a tím rovněž ovlivňují výstupní proměnné plynových sazí, například jodové číslo a/nebo DBP.

V některých soustavách pro výrobu plynových sazí se v jistých intervalech odebírají vzorky sazí, například vždy po několika hodinách provozu. Potom se pro každý vzorek měří výstupní proměnné, například jodové číslo a/nebo DBP. Obsluha pak nastaví jednu nebo několik vstupních proměnných, například průtokovou rychlost nástřiku, po otestování každého vzorku. Nastavení prováděné obsluhou je zpravidla založeno na jeho subjektivní zkušenosti s touto určitou výrobní soustavou, aby se výstupní proměnné veličiny, například jodové číslo a/nebo DB/, vrátily na svou cílovou hodnotu.

Jeden problém při takových známých způsobech regulace výroby plynových sazí spočívá v tom, že výstupní proměnné, například jodové číslo a/nebo DBP, se neregulují v intervalech mezi odběrem vzorků. Když tedy změny vstupních proměnných nebo jiných fyzikálních parametrů ve výrobní soustavě vyvolají změnu výstupních proměnných nad přípustné meze, je tato změna zjištěna zpravidla až tehdy, když se odebere další vzorek. Následkem toho se může stát, že značené množství vyrobených sazí nespadá do specifikace dané zákazníkem. Dalším problémem u takových známých způsobů regulace je to, že spoléhají na subjektivní názor obsluhy, na jehož základě se provádí nastavení jedné nebo několika vstupních proměnných, jež jsou založeny na hodnotách laboratorně naměřených výstupních proměnných. Mezi jednotlivými obsluhujícími osobami může být tedy nastavení vstupních proměnných značně rozdílné a následkem toho je nestejná jakost vyrobených sazí.

Úkolem vynálezu je tedy odstranit tyto problémy a nevýhody, vyskytující se ve známých soustavách pro výrobu plynových sazí.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob regulace výroby sazí s regulovanou, v podstatě konstantní^ kvalitou při výrobě sazí v reaktoru, který zahrnuje pyrolýzu uhlovodíkové suroviny horkými spalinami pro výrobu sazí, podle vynálezu, jehož podstatou je, že • » · · » <- · · · « β ^r · ·· · · · · r · · · *

9 9 «· · · ·

a) se stanoví vstupní proměnné použité při výrobě sazí a odpovídající výstupní proměnné udávající vlastnosti vyrobených sazí, které mají být regulovány při výrobě sazí,

b) vytvoří se předpovídací algoritmus pro předpově/ení Z alespoň jedné výstupní proměnné, na základě alespoň jedné vstupní proměnné, přičemž touto alespoň jednou vstupní proměnnou je průtoková rychlost paliva, průtoková rychlost suroviny nebo koncentrace draslíku v surovině,

c) v měřicích intervalech prováděných v časových odstupech se měří alespoň jedna ze zmíněných vstupních proměnných při činnosti reaktoru,

d) v předpovídacích intervalech následujících v časových odstupech se předpovídací algoritmus využije pro předpovědění alespoň jedné ze zmíněných výstupních proměnných a vytvoří se f

první signál udávající zmíněnou předpověděnou výstupní 0Ó proměnnou,

e) v průměrovacích intervalech následujících v časových odstupech se stanoví průměrná hodnota této alespoň jedné předpověděné výstupní proměnné ve zmíněném průměrovacím Z intervalu a vytvoří se druhý signál udávající průměrnou hodnotu zmíněné alespoň jedné předpovězené výstupní proměnné,

f) zvolí se požadovaná hodnota zmíněné alespoň jedné předpověděné výstupní proměnné a druhý signál se porovná Z s třetím signálem udávajícím požadovanou hodnotu,

g) při činnosti reaktoru se nastaví alespoň jedna ze zmíněných vstupních proměnných, náležející nastavovacímu algoritmu, jestliže existuje rozdíl mezi druhým a třetím signálem, přičemž alespoň jednou z nastavených vstupních proměnných je průtoková rychlost suroviny, průtoková rychlost paliva, průtoková rychlost oxidačního činidla, teplota předehřátí oxidačního činidla, vlhkost oxidačního činidla nebo koncentrace draslíku v surovině, pro dosažení požadované hodnoty zmíněné alespoň jedné výstupní proměnné,

h) kroky c) až g) se zopakují,

i) při činnosti reaktoru se v intervalech následujících » · * · · • · · * · • · · · · · · • · · · • · · · · · v časových odstupech vytvoří vzorky vyrobených sazí,

j) při činnosti reaktoru se změří alespoň jedna výstupní proměnná předpověděná předpovídacím algoritmem ze vzorku sazí, X

k) na základě porovnání zmíněné změřené hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné a předpově/ené hodnoty výstupní X proměnné se nastaví předpovídací algoritmus pro přesnější předpově/ení alespoň jedné výstupní proměnné a T

l) kroky c) až k) se zopakují.

Podle výhodného provedení vynálezu je předpově/enou £ výstupní proměnnou plocha povrchu a předpovídací algoritmus zahrnuje alespoň jednu vstupní proměnnou zvolenou ze skupiny zahrnující celkové spalování, primární spalování, průtok spalovacího vzduchu, teplotu předehřátí spalovacího vzduchu a absolutní vlhkost vzduchu.

Přitom je s výhodou předpověděnou výstupní proměnnou 7 jodové číslo.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je předpověděnou výstupní proměnnou jodové číslo a předpovídací algoritmus předpovídá jodové číslo na základě více vstupních proměnných.

Přitom je výhodné, když více vstupních proměnných zahrnuje průtokovou rychlost oxidačního činidla, průtokovou rychlost paliva, průtokovou rychlost suroviny, teplotu předehřátí oxidačního činidla a vlhkost oxidačního činidla.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je předpověděnou výstupní proměnnou jodové číslo a nastavenou T vstupní proměnnou je průtoková rychlost suroviny.

Podle /Z předpověděnou dalšího výstupní výhodného proměnnou provedení vynálezu je struktura sazí a vstupní X proměnnou použitou pro předpovídací algoritmus pro předpovědění výstupní proměnné je koncentrace draslíku ď v surovině.

Přitom je výhodné, že předpověděnou výstupní proměnnou je adsorpční hodnota dibutylftalátu.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je předpověděnou výstupní proměnnou struktura sazí a nastavenou vstupní proměnnou je koncentrace draslíku v surovině.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se průtoková rychlost suroviny nastaví pomocí vztahu mezi požadovaným jodovým číslem zmenšeným o průměrnou hodnotu předpově/éněho ώ jodového čísla v průměrovacím intervalu a rozdílem mezi novým celkovým spalováním požadovaným pro dosažení požadovaného jodového čísla a průměrnou hodnotou celkového spalování v průběhu průměrovacího intervalu.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se koncentrace draslíku v surovině nastaví pomocí rozdílu mezi průměrnou hodnotou předpověděné výstupní proměnné v průběhu průměrovacího intervalu a požadovanou hodnotou výstupní proměnné.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se předpovídací algoritmus nastaví pomocí zváženého průměru nej lepšího odhadu změny chyby aktuální předpovězené hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné sazí a změny chyby změřené hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné.

Přitom je výhodné, když se předpovídací algoritmus nastaví pomocí alespoň jednoho druhého algoritmu pro stanovení nově odhadnuté hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné pomocí zmíněného zváženého průměru změn chyb a rozdílu mezi změřenou hodnotou alespoň jedné výstupní proměnné a průměrnou hodnotou předpověděných hodnot alespoň jedné výstupní proměnné v průběhu periody odebírání vzorku a zmíněná nově odhadnutá výstupní proměnná vytvořená alespoň jedním druhým algoritmem se použije pro nastavení alespoň jednoho algoritmu pro přesnější předpov^žení alespoň jedné výstupní proměnné.

Přitom je výhodné, když výstupní proměnnou je jodové číslo.

Přitom je rovněž výhodné, když výstupní proměnnou je DBP.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se alespoň jedna výstupní proměnná předpoví v předpovídacích intervalech prováděných v časových odstupech v rozsahu ^od asi pedné sekundy do dvaceti sekund.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se průměrná hodnota alespoň jedné předpověděné výstupní proměnné stanoví /s v průměrovacím intervalu v rozsahu od asi jedné minuty do tří minut.

Přitom je výhodné, když se alespoň jedna vstupní proměnná nastaví vždy, když se stanoví průměrná hodnota alespoň jedné předpověděné výstupní proměnné.

Přitom je výhodné, když alespoň jednou výstupní proměnnou je jodové číslo.

Přitom je rovněž výhodné, když alespoň jednou vstupní proměnnou je průtoková rychlost suroviny.

Dále je rovněž výhodné, když alespoň jednou výstupní proměnnou je DBP.

S výhodou je alespoň jednou vstupní proměnnou průtoková rychlost roztoku draselné přísady.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se dále provádí monitorování změřených hodnot alespoň jedné výstupní proměnné sazí pro zjištění posunu průměru alespoň jedné výstupní proměnné.

Přitom je výhodné, když se změřené hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné monitorují sčítáním rozdílu mezi aktuální změřenou hodnotou výstupní proměnné a požadovanou hodnotou výstupní proměnné zvětšenou nebo zmenšenou o povolenou hodnotu, načež se provede porovnání hodnoty tohoto součtu s rozhodovacím intervalem, přičemž, jestliže hodnota součtu leží mimo tento rozhodovací interval, vybudí se poplašný signál.

Přitom je rovněž výhodné, když se povolená hodnota stanoví tak, že při přičtení k požadované hodnotě alespoň jedné výstupní proměnné a při odečtení od této požadované hodnoty tvoří obě výsledné hodnoty v podstatě rozsah ležící v jedné standardní odchylce, nebo rozsah, do něhož spadá asi 68 % změřených hodnot alespoň jedné výstupní proměnné.

Dále je rovněž výhodné, když rozhodovací interval tvoří přípustný rozsah hodnot na každé straně požadované hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou intervaly pro odebírání vzorků vyráběných sazí v rozsahu od asi 0,5 hodin do asi 5 hodin.

Přitom je výhodné, když je časová perioda pro odebírání každého vzorku sazí v rozsahu od asi jedné minuty do několika minut.

• * ·

Způsob podle vynálezu tedy umožňuje kompenzovat změny vstupních proměnných a jiných fyzikálních parametrů výrobního systému během provozu reaktoru, aby vyráběné saze měly konstantní kvalitu. Tím, že se měří v časových intervalech nejméně jedna vstupní proměnná, že se předvídá v časových intervalech nejméně jedna výstupní proměnná na základě algoritmu zahrnujícího tuto nejméně jednu vstupní proměnnou, že se v průměrovacích intervalech zprůměrují předpokládané výstupní proměnné, a že se pak v časových intervalech nastavuje nejméně jedna vstupní proměnná na základě průměrné předpokládané hodnoty výstupní proměnné, lze způsobem podle vynálezu vyrobit plynové saze v podstatě stálé jakosti. Tím, že se z vyrobených sazí odebírají v časových intervalech vzorky, z těchto vzorků se naměří alespoň jedna výstupní proměnná, a na základě této naměřené hodnoty se nastaví příslušný algoritmus, lze způsobem podle vynálezu přesněji předvídat výstupní proměnnou a vyrobit tedy saze konstantní kvality.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude objasněn v souvislosti s příklady provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky příklad reaktoru na výrobu plynových sazí, který lze použít u způsobu podle vynálezu, obr. 2 schematicky součásti regulační soustavy, obr. 3 schéma objasňující koncepci postupů podle vynálezu pro regulaci jodového čísla a/nebo DBP, obr. 4 schéma objasňující koncepci pochodů v rozložené regulační soustavě z obr. 2 při předpovídání jodového číslo a hodnoty DBP podle vynálezu, obr. 5 schéma objasňující koncepci pochodů v rozložené regulační soustavě podle obr. 2 při nastavování průtokové rychlosti suroviny a průtokové rychlosti roztoku draselné přísady k docílení požadovaného jodového čísla požadované hodnoty DBP, obr. 6 schematicky proporcionálně-integrační-derivační algoritmus (PID), použitý podle vynálezu pro nastavení nové průtokové rychlosti suroviny a nové průtokové rychlosti roztoku draselné přísady k dosažení požadovaného jodového čísla a hodnoty DBP, a obr. 7 schéma objasňující koncepci regulátoru soustavy z obr. 2 pro nastavení algoritmu jodového čísla a algoritmu DBP na konci každé vzorkovací periody sazí podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Regulační soustava pro řízení výroby plynových sazí kompenzuje změny fyzikálních parametrů použitého výrobního reaktoru nastavováním jedné nebo několika vstupních proměnných postupu, aby bylo možno regulovat jednu nebo několik výstupních proměnných postupu, a tedy vyrábět saze v podstatě konstantní jakosti. Výstupní proměnnou plynových sazí, která se reguluje, je například jodové číslo a/nebo DBP.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn příklad reaktoru ve tvaru pece pro výrobu plynových sazí, u něhož lze použít regulační soustavy podle vynálezu. Znázorněný reaktor je třístupňový a obsahuje hořákovou zónu, vstřikovací zónu suroviny a vlastní reakční zónu. Přitom je nutno podotknout, že regulační soustavy podle vynálezu lze použít pro jakýkoli jiný

lf kfCfl/ v

/ , cdr. 1 žsiQ'*#'’*? * „,,,,» l ‘ ' ^ro,m *

Šfd&S a/^^7 &±/,ϊ,Λ pa f)(ijso7> tps>JrM 7~*jtu7.

/

typ reaktorw nebo postupy, kde se uhlovodíková surovina pyrolýzuje horkými spalinami na produkty spalování, které obsahují plynové saze ve tvaru částic. V hořákové zóně reaktoru z obr. I reaguje kapalné nebo plynné palivo s jakýmkoli vhodným oxidačním činidlem, s výhodou se vzduchem, na horké spaliny. Vzniklé spaliny se odebírají z výstupního konce hořákové zóny a proudí velkou rychlostí nástřikovou zónou. Uhlovodíková surovina v plynném, kapalném stavu nebo jako ov páry', která může být stejná nebo odlišná od .paliva použitého pro vytvořeni proudu*. spalin, se vstřikuje do proudu spalin v nástřikové zóně, a poté nastává jejf pyrolýza neboli tepelný rozklad. Reakční směs obsahující surovinu a spaliny pak přichází do reakční zóny, kde se dokončí tvorba částic sazí. Reakční směs se pak zkrápí vhodnou kapalinou, zejména vodou, na konci reakční zóny k dokončení tvorby sazových částic. Potom se reakční směs dále chladí a pevné částice sazí se odebírají běžným způsobem.

Vstupní proměnné, které se analyzují v regulační soustavě podle vynálezu, jsou rovněž schematicky zakreslené na obr. I. Každá z těchto vstupních proměnných se měří před vstřikováním do hořákové zóny nebo do vstřikovací zóny. Vstupní proměnné zahrnují průtokovou rychlost suroviny, průtokovou rychlost paliva, průtokovou rychlost vzduchu, předehřívací teplotu vzduchu, vlhkost vzduchu, jakost plynného nebo jakéhokoli jiného paliva v prvním stupni, jakost ou suroviny a/nebo průtokov rychlost roztoku draselné přísady, Zpravidla se dají přesně regulovat pouze některé ze vstupních

proměnných za účelem regulace jedné nebo několika výstupních proměnných vyrobených sazí, například jodového čísla a/nebo DBP. Typickými regulovanými vstupními proměnnými jsou průtoková rychlost suroviny, průtoková rychlost paliva, průtoková rychl_ost vzduchu a/nebo průtoková rychlost roztoku draselné přísady.

Podle jednoho provedení vynálezu vypočítává regulační soustava předpokládané jodové číslo ^l2^N°»p ^v časových intervalech, například každou sekundu až každých lo s. Předpovídaná jodová čísla se vypočítávají podle algoritmu, který je částečně založen na výsledcích empirických zkoušek pro geometrii daného reaktoru, kde se kontrolní soustavy používá. Předpokládaná jodová Čísla se pak průmérují na ¹2ⁿ°*avg ^vsových intervalech, například každé 2 min. Na základě průměrných předpokládaných jodových čísel se automaticky nastavuje regulovaná vstupní proměnná, například průtoková rychlost suroviny, aby vzniklo požadovaně jodové číslo l₂ ^No*goal* Proto lze vyrobit plynové saze v podstatě konstantní jakosti nezávisle na změnách měřitelných vstupních proměnných reaktoru, jako je vlhkostfvzduchu a/nebo změny vypočtených vstupních proměnných, například jakosti paliva.

Podle jednoho příkladu vynálezu je regulačního systému použito ve třístupňovém reaktoru, znázorněném na obr. I, fede je použito jako suroviny uhlovodíkového oleje a jako paliva zemního plynu. Je však třeba rozumět, že regulačního systému podle vynálezu lze použít i pro reaktor jiného tvaru a pro jakýkoli jiný typ 'suroviny a/nebo paliva.

Předpokládaná jodová čísla l^No.? lze vypočítat na základě násleuj ícího algoritmu pro jodové číslo:

í No. = KCxOAC + KPxPC + KAxAIR + KTxCAT+ KHxAH + KO (1) s p

Konstanty tohoto algoritmu se určují empiricky pro geometrii daného reaktoru. Například konstanty pro třístupňový reaktor, znázorněný na obr. I, mohou mít odlišné hodnoty od konstant pro neznázorněný dvoustupňový reaktor. Konstanty algoritmu jsou definovány takto:

KC - celková konstanta spalování

KP - primární konstanta spalování

KA - konstanta průtokového množství vzduchu

KT - konstanta předehřívací teploty vzduchu

KH - konstanta vlhkosti vzduchu

KO - konstanta intercepce systému

Vstupní proměnné přívodu suroviny jsou definovány takto:

OAC - celkové spalování (procenta)

PC - primární spalování (procenta)

AIR - průtokové množství spalovacího vzduchu (KSCFH)

CAT - předehřívací teplota spalovacího vzduchu (°F)

AH - absolutní vlhkost vzduchu (liber vody/tisíc liber suchého vzduchu)

Vstupní proměnné přívodu suroviny se určují měřením některých vstupních proměnných reaktoru pomocí měřicích přístrojů, a to během provozu reaktoru. Okamžitě po změření příslušných vstupních proměnných se vypočtou vstupní proměnné přívody suroviny na základě následuj ícíah rovnic:

te

-ycAIR p_C = - χ 100 (2)

GAS X ATBG fede

AIR je průtoková rychlost vzduchu (KSCFH) standardních kubických stop za hodinu, v tisících,

GAS je průtoková rychlost plynu (KSCFH) a

ATBG je poměr vzduchu ke spalovacímu plynu (SCF vzduchu/ /SCF plynu,) což je stechiometrická hodnota množství vzduchu, potřebného fe úplnému shoření odpovídajícího objemu plynu.

Když se v reaktoru používá jiného druhu paliva než plynu, například kapalného uhlovodíku, bude v rovnici (2) uvedeno průtokové množství tohoto paliva místo průtokového množství plynu (GAS), a stejně tak v dalších rovnicích, kde se objevuje tento výraz. Stejně tak bude poměr ATBG nahrazen ve stejných rovnicích poměrem stechiometrického množství vzduchu, potřebného fe úplnému shoření odpovídajícího množství použitého paliva. Když se v reaktoru použije jiného oxidačního činidla než vzduchu, bude v rovnici (2) nahražen výraz průtokové množství vzduchu (AIR) průtokovým množstvím tohoto okysličovadla stejně jako v dalších rovnicích, kde se tento výraz objevuje.

AIR

OAC = --------- ----- χ lOO (3)

GAS x ATBG + OIL X ATBO fede

AIR je průtokové množství vzduchu (KSCFH)

GAS je průtokové množství plynu (KSCFH)

ATBG je poměr vzduchu k plynu (SCF vzduchu/SCF plynu)

OIL je průtokové množství kapalné uhlovodíkové suroviny (galonů za hodinu) a

ATBO je poměr vzduchu k surovině (KSCF vzduchu/galonů oleje), což je stechiometrické množství vzduchu, potřebné k úplnému spálení odpovídajícího objemu oleje/ typická hodnota je asi 1,54 KSCF/galon . oleje.

Když je v reaktoru použito jiné suroviny než kapalného uhlovodíku, například plynného uhlovodíku, bude ve všech rovnicích, kde se vyskytuje průtokové množství olejové suroviny (OIL) tento výraz nahražen průtokovým množstvím této jiné suroviny. Ve stejných rovnicích bude poměr ATBO nahrfiíen poměrem stechiometrického množství vzduchu, potřebného k úplnému spálení odpovídajícího množství použité suroviny.

Průtokové množství vzduchu (AIR) a průtokové množství plynu (GAS) se měří při výrobě různými měřicími přístroji před vstřikováním do hořákové zóny reaktoru. Přístroje k měření průtokového množství vzduchu a plynu jsou s výhodou měřidla kompenzující kolísání tlaku a teploty měřených veličin Poměr ATBG se s výhodou vypočte na základě složení vstupujícího plynu pomocí neznázorněného plynového chromatografu. Plynového chromatografu lze použít k určení složení plynu periodicky ve výrobní lince nebo periodicky mimo ni. Na podkladě aktualizovaného údaje složení plynu se odpovídajícím způsobem upraví hodnota ATBG. Naměřená hustota plynu se rovněž přizpůsobí na podkladě údajů složení plynu podle plynového chromatografu.

Když se plynovým chromatografem zjišfuje složení plynu na výrobní lince, může chromatograf zpravidla aktualizovat hodnotu poměru ATBG v rozmezí nejméně každ z až lO minut. Poměr ATBO naproti tomu nelze normálně měřit a aktualizovat na výrobní lince. Hodnota ATBO se proto s výhodou měří laboratorně pro každou určitou jakost suroviny nebo směsi surovin. Hodnotu ATBO lze například aktualizovat před výrobou šarže nebo jednou za několik měsíců.

Průtokové množství suroviny (OIL) se s výhodou měří průtokoměrem Coriolisova typu, který měří hmotnostní průtok suroviny, obvykle v librách za hodinu, a hustotu suroviny, a měření se provádí před zavedením suroviny do nástřikové zóny reaktoru. Průtokové množství suroviny se s výhodou převede na korigované objemové průtokové množství, vyjádřené v galonech za hodinu (gal/heffy). Předehřívací teplota spalovacího vzduchu (CAT) se měří termočlánkem bezprostředně před vstupem do hořákové zóny reaktoru. Absolutní vlhkost vzduchu (AH) se měří senzorem známého typu a vyjádří se v librách vody na tisíc liber suchého vzduchu. Měření absolutní vlhkosti vzduchu má zpravidla dvojí účel. Jedním z nich je dodání aktualizované vstupní proměnné (AH) přívodu suroviny pro rovnici jodového čísla. Druhým účelem je nastavit průtokové množství vzduchu (AIR) v závislosti na naměřené absolutní vlhkosti vzduchu (AH), aby se udrželo v podstatě konstantní průtokové množství suchého vzduchu, přicházejícího do hořákové zóny reaktoru. K nastavení průtokového množství vzduchu v závislosti na aktualizovaných

údajích absolutní vlhkosti vzduchu se s výhodou použije algoritmu ΡΙΌ, aby se provedla kompenzace množství vlhkosti vzduchu a tedy aby se udrželo průtokové množství vzduchu v podstatě konstantní.

Konstanty v algoritmu jodového čísla, tedy v rovnici (l), se určují známým postupem identifikace pomocí regresní analýzy a jsou určovány pro daný druh geometrie reaktoru. Následk^em toho jsou hodnoty konstant zpravidla odlišné pro různé geometrie reaktoru. K provedení regresní analýzy lze s výhodou použit programu, který zahrnuje složky RS/l ”, ”RS/Explore”, a RS/discover”, který prodává firma BBN Software Products Corporation, Cambridge, MA, US. Tohoto programového vybavení lze použít v minipočítači VAX, který vyrábí Digital Equipment Corporation, Maynard, MA, US. Programové vybavení BBN umožňuje provádění experimentálně navržených pochodů a regresní analýzy a není nezbytné, tvoří však vhodný prostředek k provedení uvedených pochodů.

Při provádění regresní analýzy se identifikují vstupní a výstupní proměnné výrobního pochodu sazí.

Vstupní proměnné ve vztahu k jodovému číslu jsou například proměnné naznačené na obr. I, které zahrnují průtokové množství suroviny, průtokové množství vzduchu, průtokové množství paliva, předehřivaci teplotu vzduchu, vlhkost vzduchu, jakost paliva (ATBG) a jakost suroviny (ATBO).

AA 7/oJ Výstupní proměnnou je jodové číslo l^No. Na základě vstupních proměnných a výstupních proměnných, které byly identifikovány, se provede série pokusů za účelem identi-vfikace parametrů algoritmu, s výhodou pomocí programu BBN v minipočítači VAX. Série pokusů se pak provede na tom reaktoru pro výrobu sazí, který má takový tvar, pro který bude algoritmu použito. Následkem toho vzniknou při regresní analýze pravděpodobně konstanty, které mají pro různé typy reaktorů různé hodnoty. V různých stupních těchto pokusů se provedou změny vstupních proměnných způsobem, který je předepsán pro tyto experimenty. Na základě experimentů se shromáždí soustava vstupních a odpovídajících výstupních dat. Tato soustava dat se pak podrobí regresní analýze za tím účelem, aby se identifikovaly empiricky určené konstanty algoritmu jodového čísla, tedy rovnice (l).

Podle jednoho příkladu vynálezu, na základě shora popsané regresní analýzy byly pro třístupňový reaktor podobného typu, jaký je schematicky zakreslen na obr. I, empiricky určeny následující konstanty t KC = 1.2,5 RT β O,OQ4 _Kp . -O,l23 KH b -0,238 ~^c' KA b -0,184 KO - -20I (přibližně) 1

Podle jednoho provedení vynálezu, se vstupní proměnné, nezbytné k určení vstupních proměnných přívodu suroviny pro algoritmus jodového čísla, tedy pro rovnici (l), měří asi jednou sekundu. Potom se na základě naměřených údajů vyřeší rovnice jodového čísla také přibližně jednou za sekundu, aby se získalo nové předpokládané jodové čéslo l^o.?. Potom se v průměrovacích

-xintervalech, například každé dvě minuty, předpokládaná vypočtená jodová čísla zprůměrují v tomto intervalu fe získání hodnot {t_aNo«_AVG)· Na konci každého průměr ovacího intervalu se automaticky nastaví regulovaná vstupní proměnná, například průtokové množství suroviny (OIL), a to v závislosti na rozdílu mezi průměrnou předpokládanou hodnotou jodového čísla (^a požadovanou hodnotou jodového čísla (¹3^°‘qqal^ * ^Poznamen^^v^ ^sevšak, že místo nastavení průtokové rychlosti suroviny (OIL) lze za účelem získání požadovaného jodového čísla ^ls^No,GOAL^ nastavovat jednu nebo několik jiných proměnných, například AIR a/nebo GAS.

Vztah mezi jodovým číslem a celkovým spalováním OAC je primární nastavovací vztah. Hodnota OAC je vypočtená regulační veličina na rozdíl od naměřené regulační veličiny. Jak bude popsáno dále, rovnice definující OAC obsahuje výraz AIR, výraz GAS a výraz OIL. Na základě vztahu mezi jodovým číslem a OAC lze tedy odvodit vhodné změny ve výhodné měřené regulační veličině OIL, aby jodové číslo nabylo požadované hodnoty. Průtoková rychlost suroviny (OIL) je vstupní proměnnou, feteré se dává pro regulací přednost, protože se objevuje v rovnici pro jodové číslo jenom jednou a nastavovací pochod může být tedy poměrně jednoduchý a přímý.

Nová průtoková rychlost suroviny (OlL_NEW), která je nezbytná pro dosažení požadovaného jodového čísla ¹ ₂ ^No*G0AL^{jse 0<}^^lac^^{ne na} základě následujícího vztahu

(4) mezi jodovým číslem a OAC:

Δ 1₂N0. = KC x Δ OAC kde «Δ I^No. je požadovaná hodnota jodového čísla minus za dvě minuty zprůměrovaná hodnota ΙχΗο.?, tedy l,No._AVG

Δ OAC je nová OAC (OAC nezbytná k dosažení požadované hodnoty jodového čísla, minus za dvě minuty zpiůměrovaná naměřená hodnota OAC, tedy minus ^a

KC je celková konstanta spalováni v rovnici pro jodové číslo.

Rovnice (4) se odvodí z parciální derivace rovnice (1) pro jodové číslo podle OAC. Potom se určí nové průtokové číslo suroviny OIL^^ na základě následujících rovnic

OAC

NEW + OAC

OAC

NEW

KC

AIR

AVG

X loo (5) (ó)

GAS_avg X ATBG + OIL^ X ATBO

Rovnice (5) a (6) se pak vyřeší pro neznámou OIL^^ takto:

OIL

NEW loo x air_avg

ATBOx ( Δ t₃N0./_KC + OAC_avg)

GAS

AVG

ATBG

ATBO (?)

Hodnota OIL_{NEW SQ} vypočítávat každé dvě minuty nebo v jiném intervalu s použitím průměru předpokládaných jodových

čísel ¹2^No-avg vypočtených pro tento prňměrovací interval, a průtoková rychlost suroviny OIL se pak dá automaticky nastavit za účelem dosaženi požadované hodnoty l₂No

Regulační soustava pro výrobu plynových sazí podle vynálezu má přídavný znak, a to laboratorní měření mimo výrobní linku. Během provozu reaktoru se v časových intervalech odebírají vzorky vyrobených sazi a pro každý vzorek se známým způsobem naměří jodové číslo ¹3ⁿ°’lab* ^Nam&řené jodové číslo a jeho známá standardní odchylka S°lab ^se současně s průměrnou a standardní odchylkou SD& předpokládaného jodového sísla ^ι3^Νο·ρ P^r0 časovou periodu, kdy byl vzorek odebrán. Potom se v závislosti na hodnotách naměřeného jodového čísla ¹3^No*lab' í^e^° standardní odchylky SDp a průměrné a standardní odchylky SD? předpokládaných jodových čísel ^ι3^Ν0·ρ se nastaví konstanta inter ospce KO v algoritmu pro jodové číslo, tedy v rovnici (l), aby bylo možno vypočíst přesnější předpokládané jodové číslo l3No. , jak bude ještě podrobněji popsáno. Podle vynálezu lze tedy přesnost rovnice (l), tedy regulační algoritmus jodového čísla systematicky ověřovat podle laboratorně naměřeného jodového čísla ^ř3^N0‘txg » ^a přesnost lze zlepšit během provozu reaktoru. Toto vzorkování kompenzuje neměřené poruchy v reaktoru, které se běžně neměří nebo nedají naměřit na rozdíl od měřitelných vstupních proměnných.

Podle vynálezu _se k nastavení inter oepční ko-nstanty KO aplikuje algoritmus filtru, s výhodou Kalmanova. Inter-tfž-4

Cepční konstanta KO se mění na základě naměřeného jodového Čísla ^z^°‘LAB ^a Přepokládaných jodových čísel l^o.? určených během intervalu, kdy byl odebrán vzorek sazí, aby rovnice pro jodové číslo předpovídala toto číslo přesněji. Jodové číslo i₃^o._LAB se měří známým způsobem, například volumetrickou titrací jodovým roztokem. Zkoušení jodového čísla se s výhodou provádí zkouškou ASTM č. DI5I0-85. Vzorkovací interval při odběru vzorku leží v rozmezí od 2 do 20 minut.

V důsledku vzorkování způsobem podle vynálezu se určí nejlepší odhad rozptylu chyby V_ip běžně předpokládaného jodového čísla a rozptylu chyby V_JL laboratorně naměřeného jodového čísla. Rozptyl chyb je čtverec standardní odchylky jodového čísla. Hodnota je tedy čtverec standardní odchylky SD_la& laboratorně namířeného jodového čísla vzorku sazí tjNo-LAB' ^{Proto2e se} během každé vzorkovací periody zjišiuje jenom jedno laboratorně naměřené jodové číslo ^l2^No‘LAB ' l^e hodnota V_JL v podstatě konstanta, kmerá se určuje separátní laboratorní metodou, jež je známá.

V_IL se zpravidla aktualizuje periodicky, například jednou za několik měsíců nebo když dojde ke změně způsobu určování laboratorně naměřeného jodového čísla. Vj_p je nejlepší odhad rozptylu chyby předpokládaného jodového čísla jak bude ještě podrobněji popsáno. V_Jp a V_JL jsou tedy znakem nejistoty při určování příslušného jodového čísla.

Na základě rozptylů chyb V_jp a V_JL se zjišiuje zisk Kalmanova filtru K^ kterého se pak použije k aktualizaci konstanty KO v algoritmu pro jodové číslo. Výpočet se provádí podle rovnice

- já IP ^VIP ^{+ V}IL

Zisk Kalmanova filtru Kj je tedy v podstatě vážený průměr rozptylů chyby ^vjp ^{a v}jL' ² wichi každý odráží stupen změny při dvou měřeních ^3^Νο·_ρ ^{a 1}2^No*lab* ^Hoí^^ioty ^^'p a ^ι3^Νο·ι^β jsou zpravidla odlišné, a zisk Kalmanova filtru Kj je tedy ve skutečnosti váhový koeficient, založený na statistické informaci a týkající se spolehlivosti dvou různých měření I^No.p a ^l2^NOtLAB ^a ukc&uje, které měření je přesnější. Když se například = l, pak je při měření I3No«Lab zanedbatelný rozptyl chyby, a když je Kj = O, má hodnota t3^No*p nepatrný rozptyl chyb.

Na základě zisku Kalmanova filtru Kj se použije algoritmu Kalmanova filtru k Mrčení nového optimálního odhadnutého jodového čísla l₃ ^No·filter P°^^e následující rovnicet ¹ 3^No,FILTER ’ ^l3^No'AVG * ^Kl^X^^l2^N°’LAB ^l2^No,AVG) (g) fede l₃ ^No*avg l® P^r,*^měr předpokládaných jodových čísel

INo. během intervalu, kdy byl vzorek odebrán.

Ό

Potom se na základě nového optimálního odhadnutého jodového čísla l₂ ^No*FlLTER vypočte nová intercepční konstanta KO_NEW pro algoritmus jodového čísla z rovnice ^K0NEW ^{s KO}OLD * ^l2^N°‘FILTER “ ^I3^N°'AVG (10)

Podotýká se, že jednobodová změna například v intercepční konstantě KO odpovídá jednobodové změně jodového čísla, takže do rovnice (lo) pro vyřešení KO_N£W lze čísla

rovnou dosadit. Po každé, když je k dispozici laboratorně naměřené jodové číslo i^No _LAB, se přizpůsobí intercepční konstanta KO, aby rovnice (l), tedy algoritmus jodového čísla, získala větší přesnost.

Pokud jde o rozptyl chyby, určuje se nej lepší odhad skus tečného rozptylu chyby předpokládaného jodového čísla V_ip(k+l) pro časový interval (k+l), za účelem určeni zisku Kalmanova filtru Kj. Provádí se to podle rovnice V_lp(k+l) = V_rE(fe) + V_řN(fe+l) dl) !/

LP kde

V_Jp(k+l) je nej lepší odhad skutečného běžného rozptylu chyb předpokládaného jodového čísla INo. v časovém intervalu (k+l),

Vjgfk) í^{e τ0Ζ}Ρ^¹ chyby předchozího odhadnutého optimálního jodového čísla i3^No.FILTER ^v ^^nterva^^u (k) ^a

V_lN(fe+l) je rozptyl chyby předpokládaných jodových čísel ^l3^°'p ^v ^^asov^^m intervalu (k+l), naměřený během poslední vzorkovací periody.

Z rozptylů chyby předpokládaných jodových čísel l₂No.p az naměřených jodových čísel ¹3^No‘^q ^sg P^a^ ^vy~ počte nový zisk Kalmanova filtru K^(k+l) podle následující rovnice

K^fe+1)

V_ip(fe+1)

V_Ip(k+l) + V_lL(k+l) (lz).

^Vll.(k+l) 7® rozptyl chyby laboratorně naměřeného jodového čísla ^l2^No’LAB ^a K/počte se z rovnice

- XΖ-Ί

V_lL(k₊l? - (PSD_lab/100)³ x '_SNO._GOAL (l₃) ^PSDLAB Í^e P^roceniu^ⁿ^· standardní odchylka jodového čísla, určovaná známým postupem týkajícím se přesnosti a reprodukovatelnosti. Nový optimální zisk Kalmanova filtru K^k+l) se pak dosadí do rovnice (9), aby se dalo vyřešit nové optimální předpokládané jodové číslo l₃No·ρι^γ_Ε^· Výraz I₃ ^No*filter ⁵® dosadí do rovnice (10) k vyřešeni nové inteTGepční konstanty aby algoritmus jodového čísla předněji předvídal toto číslo.

Rozptyl chyb v novém optimálním předpokládaném jodovém čísle V_lE(k+l), kterého je třeba použít k určení výrazu V_ip(k+l) na konci následující vzorkovací periody V_JE(k) v rovnici (ll)_}se pak určí z rovnice

V_jp(k+l) x V_lL(k+l) V (k₊l) = ^IE v,p(fe-l) 1 (14).

Podle dalšího význaku vynálezu slouží regulační systém k regulaci struktury sazí. Struktura plynových sazí se zpravidla měří laboratorně a udává číslem absorpce dibuty lf talátu (DBP) podle normy ASTM č. D24l4-r8é. Hodnota DBP indikuje tedy strukturu plynových sazí. Existují ovšem jiné vhodné způsoby určování struktury sazí, které lze rovněž regufflít způsobem a zařízením podle vynálezu. Jeden způsob regulace DBP spočívá v tom, že se s výhodou do suroviny zavádí roztok draselné přísady K+S, s výhodou před vstřikováním suroviny do nástřikové zóny reaktoru. Roztok dr_aselné přísady se rozptýlí v reakční směsi

a nabíjí částice vyráběných sazí. Když se do suroviny vstřikuje ví ce^koncentr ováný roztok draselné přísady K⁺S, jeví částice sazí menší tendenci fee shlukování.

Podle vynálezu se předpokládaná čísla DBP^ vypočítávají v časových intervalech, například každou sekundu až deset sekund. Předpokládané hodnoty DBP^ se vypočítávají algoritmem pro DBP, který je založen částečně na výsledcích empirických zkoušek pro ten který typ reaktoru, v němž se regulace provádí. Předpokládané hodnoty DBP se pak průměruji během časových intervalů, například pro každé dvě minuty, na hodnoty DBP_AVG« Na základě průměrných předpokládaných hodnot DBP_AyG se automaticky nastavuje regulovaná vstupní proměnná, například průtoková rychlost roztoku draselné příjfsady, aby hodnota DBP měla požadovanou velikost ^dbpqqal*

Předpokládané hodnoty DBPp lze vypočíst z následujících rovnic

222?-.- ~ — DBP » (164,9 - 17,3 X X)xF O é X é l (I5) a DBP? » (147,6 - 17,3 x ln(X))xP pro X/l (16) kde

X je koncentrace draselných iontů (K⁺) v surovině (g K*/lOO galonů oleje) a

F je měřítkový faktor, vypočtený za účelem přizpůsobení v/ algoritmu a jeho úpravě při nezměřených porucách v reaktoru nebo pro rozdíly mezi reaktory 1 F leží zpravidla v rozmezí asi od 0,7 do l,z.

Konstanty v algoritmu DBP se zjišíuji empiricky známým způsobem identifikačního procesu pomocí regresní analýzy pro daný tvar reaktoru, stájným způsobem, jaký byl popsán v souvislosti s určováním konstant algoritmu jodovéh čísla. Je tedy pravděpodobné, že hodnoty těchto konstant budou různé pro různé typy reaktorů. Měřeními vstupními proměnnými při určování DBP jsou s výhodou, průtokové množství roztoku draselné přísady a průtokové množství suroviny. Výstupní proměnnou je DBP nebo jiná vhodná charakterizuj ící veličina struktury sazí. Jak bylo popsáno v souvislosti s algoritmem pro jodové číslo, provede se pak sada experimentů s reaktorem stejného tvaru, v jakém bude algoritmu použito. Na základě těchto experimentů se vytvoří soubor vstupních a odpovídajících výstupních dat. Tento soubor dat se pak podrobí regresní analýze Pro určení konstant v algoritmu pro DBP. Konstanty dané rovnicemi (ls),(l6) byly empiricky určeny pomocí regresní analýzy pro třístupňový reaktor podobného tvaru, jak je schematicky znázorněn na obr. I.

Algoritmus pro DBP, tedy rovnice (I5)a (ló), slouží s předvídání hodnot DBP_p v časových intervalech, například každou sekundu. Potom se předpokládané hodnoty DBP zprůměrují v průměrovacích intervalech na hodnoty DBP_AVG ) například každé dvě minuty. Každá průměrná hodnota ^Dbpavg ^se P™^žiÍ^e výpočtu nové požadované hodnoty průtok^ vého množství roztoku draselné přísady K⁺S_NEW s použitím nastavovacího algoritmu, definovaného takto:

- X^K+SNEW (U>/hrfť,) = RATIO (lb K⁺ S/galon ole ]’e)x OIL_NEWfgal/h^ (17)₇ kde ^XNEW (^{9 K+}/l°° galonů/oleje)

RATIO = -----—- (18).

lOOx Κ_Μιχ (g K/lb K S)

Výraz X_NEW je odvozen jako parciální derivace algoritmu QSP, tedy rovnic (I5) a(ló), podle koncentrace draselných iontů v suroviněí X) a je dán těmito rovnicemi

NEW ^^DBPGOAL ~ ^dbpavg > 17,3 X F ^{+ X}AVG P^r° ^XAVG ¹

NEW ^XAVG ^fDBPGOAL - ^DBPAVG^}

17,3 X F

K⁺S

AVG x lOO

OIL

AVG ^{X X}AVG * ^XAVG

P™ ^XAvr. >

AVG ^y l (2O) (al).

^KMlX l^e koncentrace roztoku draselné přísady, udaná v gramech draselných iontů (K*) na libru roztoku draselné přísady (K+S). je nová koncentrace draselných iontů (K⁺) v surovině, nezbytná fe dosažení požadované hodnoty ^dbpqqAl« ^K+SAVG Í^G P^rňwárMá průtoková rychlost roztoku draselné přísady během dvouminutového intervalu a OILavg je průměrná průtoková rychlost suroviny během tohoto dvouminutového intervalu, OlL_NEW je požadovaná hodnota průtokové rychlosti suroviny, která se s výhodou nastavuje podle algoritmu jodového čísla shora popsaným způsobem. Pomocí průměrných předpokládaných hodnot dbp_avg ve dvouminutových intervalech lze tedy rovnicí (I7) určit novou průtokovou rychlost roztoku draselné přísady K*S_NEW , tak aby DBP nabylo požadované hodnoty ^DBPGOAL’

Regulační soustava podle vynálezu vykazuje další přídavný znak a to laboratorní měření DBP. Během provozu reaktoru se v časových intervalech odebírají vzorky vyrobených sazí a známým způsobem se ² každého vzorku změří hodnota DBP_LAB· Vzorkovací interval při odběru vzorků sazí je obvykle v rozmezí od 2 do 20 minut.

DBP_lab se s výhodou měří způsobem popsaným v normě ASTN č.O24I4-8Ó.

Pro interval, kdy byl odebrán vzorek, se určí naměřená hodnota DBP_LAB a její známá standardní odchylka ^sdlab ^sou^^asn^ ^s prúměrnoM a standardní odchylkou SD?

předpokládané hodnoty Potom se v závislosti na naměřené hodnotě DBP^_Ag, její standardní odchylce ^SDLAB ^a P^{rňměrné a} standardní odchylce předpokládaných hodnot DBP~ nastaví činitel měřítka F algoritmu pro P

DBP, tedy rovnice (l5) a (ló), aby se daly vypočítat přesnější hodnoty DBP. Podle vynálezu lze tedy přesnost samotného algoritmu DBP systematicky ověřovat na základě laboratorně naměřených hodnot DBP_LAB a zpřesnit ji během výroby sazí v reaktoru.

V souvislosti se vzorkováním, prováděným podle vynálezu, se určí nej lepší odhad rozptylu chyb (V_Dp) předpokládaných hodnot BDP a rozptylu chyb ^VDL laboratorně naměřených hodnot DBP. VDL je čtverec standardní odchylky od laboratorně naměřené hodnoty ^dbpl^b« Protože se s výhodou během vzorkovacího intervalu zjišfuje jenom jedna laboratorně naměřená hodnota ^dbpl^b' J^{e V}DL v podstatě konstanta, která se určuje známým způsobem separátním postupem určujícím přesnost a reprodukovatelnost měření. Hodnota VDL se proto obvykle aktualizuje periodic ky, například jednou za několik měsíců nebo pokaždé, když dojde ke změně postupu pro určení DBP_LAB· V^_p je nejlepší odhad rozptylu chyb předpokládané hodnoty DEP?, jak bude podrobně popsáno.

Na podkladě rozptylů chyby ^VDP ^{a V}DL se použije algoritmu filtru, s výhodiu Kalmanova, ke stanovení nejlepšího odhadu skutečné hodnoty BDP během intervalu, kdy byl vzorek odebrán, tedy ^dbpf!lteR' ^vÝ^{raz dbp}filter ^sevytvoří jato vážený průměr mezi DBP_LAB a průměrem předpokládaných hodnot DBP během intervalu, kdy byl vzorek odebrán (DBP_AVG). Algoritmus Kalmanova filtru pro DBP k určení DBP_filter je dán následukící rovnicí:

^DBPFlLTER ’ ^DBPAVG * *D * <^DBPLAB “ ^DBPAVG> ^²²^

K_D je zisk Kalmanova filtru pro DBP, což je v podstatě vá žený průměr rozptylu chyb νθ_ρ a a je definován touto rovnicít

-3^DP

V + V DP DL (33 λ

Potom se na základě hodnoty ^dbppilter součinitel měřítka F ^rovnicz ds) a (16)J nastav^VF^^, tak_taby algoritmus přesněji předpovídal hodnotu DBP , a to podle rovnice

DBP

FILTER ^FNEW

164,9 - 17,3 x (^XAVG) pro O <3 X < l (24), ^dbpfilter 147,6 - l?,3xln pro X 20 l (35).

^AVG 1® Poměrná koncentrace roztoku draselné přísady (K⁺S) v surovině, definovaná rovnicí (sl), během intervalu, kdy byl odebrán vzorek. Nový činitel měřítka ^pNEMZ ^se po.k dosadí do algoritmu pro DBP, tedy do rovnic (I5) a (16), čímž se jím nahradí předchozí činitel měřítka F, takže algoritmus přesněji předvídá hodnotu DBP.

Nej lepší odhad skutečného rozptylu chyby předpokládané hodnoty DBP (V_Dp(fe+l) v časovém intervalu (fe+l). kterého je použito v rovnici (33) k určení zisku Kalmanova filtru K_D, je definován rovnicí

V_Dp(fe«-l) = V_DEffe) + V^ífe+l) ^Í3Ó>

kde

V_Dp(k+l) je nej lepší odhad skutečného rozptylu chyby předpokládané hodnoty DBP v časovém intervalu (k+l)_t ^VDE Í^{e ΤΟΖ}Ρ*?1 chyby předchozího nej lepšího odhadu( DBPp_ILTER)

v intervalu (k) a

V^fk+l) Í^{e r0Z}Ptyl chyby předpokládaných hodnot DBP^ v časovém intervalu (k+l), naměřených během posledního vzorkovacího intervalu.

Potom se určí nový zisk Kalmanova filtru K_D(k+l) jako vážený průměr rozptylů chyby předpokládaných hodnot DBP? a laboratorně naměřené hodnoty ^DBpLAB podle rovnice v_w(k*l)

K_D(fe+l) = ^D v_Dp(fe₊l) ♦ v_Dlík*l) (s7)_/ ^VDL^⁺^ i^{e τ02}Ρ^^ chyby naměřené hodnoty ^DBPLAB' daný rovnicí

V_DLlk.l) = I_PSD_LAB/IOO)² X DBP^ · ^PSDLAB Í^e standardní odchylka od laboratorní hodnoty DBP, určovaná speciálním známým postupem, týkajícím se přesností a reprodukovatelnosti. Nový zisk Kalmanova filtru K_D(k+l) se pak dosadí do rovnice (22), která se vyřeší pro novou optimální předpokládanou hodnotu DBP_FřLTER. Tato hodnota se pak dosadí do rovnic (24) nebo (25) a vyřeší se pro nový součinitel měřítka °by algoritmus DBP, tedy rovnice (I5) a (16) přesněji předpovídaly hodnotu DBP.

Rozptyl chyby V_DE(k+l) nové optimální odhadnuté hodnoty DBP, sloužící k určení V_Dp(k+l) na konci následující vzorkovací periody V_DE(kJ v rovnici (26), se pak určí z rovnice (2Q) .

v_Dp(fe+l) x v_DL(k+l) v (fe+1) = ^DE * v_DL(fe₊l)

Podle dalšího význaku vynálezu zahrnuje regulační soustava postup CUSUM (kumulativních sum) k monitorování hodnot regulovaných výstupních proměnných, například jodového čísla a/nebo DBP. CUSUM kompenzuje změny jodového čísla nebo DBP, které mohou být důsledkem neměřených poruch v reaktoru, jež nejsou úplně kompenzovány algoritmem jodového čísla, algoritmem DBP ani algoritmy Kalmanova filtru. Následkem toho jedna hodnota CUSUM monitoruje hodnotu a jedna hodnota CUSUM. monitoruje hodnotu ^DBpLAB po každé, když se měří každá z výstupních veličin, aby se zjistilo, zda existuje v průměrné hodnotě některé z těchto proměnných tak velký posuv, aby bylo třeba provádět ve výrobním postupu další změny.

Každá hodnota CUSUM využívá dvou kumulativních 7 sum, a to vysoké sumy a nízké swmy k otestování údaje l₃ ^N°'_LAB ^{a obp}u\B' ^Qky se zjistilo, zda existuje nežádoucí trend. Když se CUSUM vynuluje, každá z obou kumulativních sum a S^^j se nastaví na nulu. Obě sumy se určují následujícím způsobem:

S_H(i) = Max [θ,·_Η{ί_ΐ) ^{+ Y}i ’ ^řG0AL ♦ ^k>] ⁽30), ^SL(i) ^a [°'^SL(i-l) ^{+ Ύ}ί ^řG0AL ^Í3l> ' kde

^SH(í-^íl) í^{e sou}^^eí všech předchozích vysokých sum od posledního vynulování CUSUM, ^L(ί l) Í^{e S0M}^^e^ všech předchozích nízkých sum od posledního vynulování CUSUM,

Y. je běžná laboratorně naměřená hodnota regulované výstupní proměnné,a tedy podle předchozích provedení to může být bud ^,J^NO-LAB-^Meb° ^DBP.LAB'

GOAL je požadovaná hodnota regulované výstupní proměnné a tedy podle předchozích provedení to může být bud / nebo DBPq^, a k je přípustná tolerance regulované výstupní proměnné, která je zpravidla v rozsahu asi jedné standardní odchylky nebo do které spadá asi 68 % laboratorně naměřených hodnot regulovaných výstupních proměnných, tedy ^r2^No,LAB ^neb° ^DBPLAB’

Rozhodovací interval (-h,h) je dán pro každóu regulovanou výstupní proměnnou; jeho přesná hodnota se zvolí na základě zkušeností s konkrétním použitým reaktorem, leží však blízko tolerančních mezí této výstupní proměnné. Například typickou hodnotou pro h pro jodové číslo nebo DBP může být hodnota 5. Rozhodovací interval h bude 5 jednotek jodového čísla nebo DBP na obě strany od hodnoty i^o-_GOAL nebo dbp_gqal.

Po odběru každého vzorku vyrobených sazí a po zjištění laboratorně naměřených hodnot jodového čísla ^l2^No,LAB ^a/^neb° ^dbplab ^{se tyt0} hodnoty dosadí do rovnic (30), (3I) pro Y|. Potom se pro obě hodnoty ^ι3^Νο·ι_Αβ ^{a DBP}lab

vypočtou obě kumulativní sumy ^{a S}L(i)' Když í^e ^SH(i) - ^Me^° když Í^{e s}i(í) -*¹ P^r0 Í^ed*° ² obou čísel, vybudí se pro příslušnou výstupní proměnnou poplašný signál. Tento signál oznámí obsluze, že je třeba zvýšit vzorkovací frekvenci vyrobených sazí, zpravidla nejméně na dvojnásobek. Když se vybudí pro jodové číslo a/nebo pro

DBP poplašný signál, nastaví se zisk Kalmanova filtru K_l v algoritmu jodového čísla nebo v algoritmu DBP na jedničku

Když po odběru následujícího vzorku sazí leží hodnota nebo DBP_lab í^No.^g nebo DBP_lab v rozmezí +, k kolem I_aNo._GQAL>/nastaví se CXISUM na nulu tím, že se kumulativní sumy o.

^SL(i-l) Ρ^Γ0 Příslušnou proměnnou na nulu. Když však poplašný signál nepřestává, zv 4¼. nastaví se zisk Kalmanova filtru Kj nebo K_D pro příslušnou výstupní proměnnou, na hodnotu l, a to na tak dlouho, až laboratorně naměřená hodnota přijde do rozmezí +. k kolem požadované hodnoty této proměnné.

Na obr. 2 jsou schematicky naznačeny součástí regulační soustavy podle vynálezu. Soustava obsahuje systémový regulátor lo, který je typu známého pro odborníky, a s výhodou jde o minipočítač, například zmíněný minipočítač VAX. Systémový regulátor lo je spojen sběrnicí lz s rozloženým regulačním systémem I4. Tento rozložený regulační systém I4 je rovněž známého kypu cl může jít například o systém Fisher PROVOX Instrumantation System, který vyrábí firma Fisher Controls International lne., Marshalltown. Rozložený regulační systém I4 jo spojen regulátorem PID s

s průtokoměrem ló oleje a s automaticky nastavitelným průtokovým ventilem 18. jak bylo uvedeno, je průtokoměr ló oleje s výhodouCoriolisova typu. Průtokový ventil .18. je umístěn ve směru proudění před průtokoměrem ló webo za ním v přívodním potrubí zO suroviny do reaktoru. Rozložená regulační soustava I4 tedy ovládá funkci průtokového ventilu 18 za účelem automatického nastavení průtokového množství suroviny (OIL) k získání požadovaného jodového čísla ^^ls^No,GOAL^‘ Rozložená regulační soustava I4 je připojena přes regulátor PID fe průtokoměru zz roztoku draselné přísady a k automaticky nastavitelnému průtokovému ventilu Z4 Průtokoměr zz je s výhodou rovněž Coriolisova typu. Ventil Z4 je zapojen ve směru proudění před průtokoměrem zz nebo za ním v přívodním potrubí zó roztoku draselné přísady, které vede do reaktoru. Rozložená regulační soustava I4 tedy rovněž ovládá funkci ventilu zz za účelem automatického nastavení průtokové rychlosti roztoku draselné přísady (K+S), aby hodnota DBP nabyla požadované hodnoty DBP^^.

Na obr. 3 je znázorněno schéma, které popisuje postup regulace výroby sazí podle vynálezu. Označení S·^ až udávají krok l až Iz. Když regulační soustava pracuje, jak je označeno v Sp rozložená regulační soustava I4 generuje předpokládané jodové číslo ^ι2^Ν°·ρ ^a předpokládané číslo DBPp, jak je označeno v S^, podle algoritmu jodového čísla a algoritmu DBP, jak bylo shora popsáno. S výhodou je algoritmus jodového čísla a tedy rovnice pro vstupní proměnné přívodu sutoviny obsaženy jako podprogramy v rozloženém regulčním systému I4. Podobné se rovnice algoritmu

DBP rovněž řeší v podprogramech v systémovém řadiči lo,

Regulační systém I4 vypočítává ^{a DBP}p přibližně jednou za sekundu na základě údajů přístrojů měřících vstupní proměnné, jak je uvedeno v rámečku S . Každá aktualizovaná hodnota I No. a DBP se pak zapíše do paměti v 2 ρ p řadiči lo. Potom, jak je uvedeno v rámečku S^, se hodnoty l₂No._p ^{a DBP}p' zapsané v paměti, zprůměrují v každém dvouminutovém intervalu pomocí regulační soustavy I4, a průměrné hodnoty ^la^No«AVG ^{a ΌΒΡ}Αγς ^se zaznamenají v pamětí počítače. Na základě průměrné hodnoty ^ι2^°·_Αγβ' ^vyP°^^{tené za}dvouminutový interval, pak určí regulační systém I4 nové průtokové množství suroviny jak je uvedeno v rámečku

S$. Podobně se na základě průměrné hodnoty DBP_AVG ze dvouminutového intervalu určí nové průtokové množství roztoku draselné přísady (^K+SAV<P* ^RoVH*^ce (s) až (?) a rovnice (I7) až (zl) jsou s výhodou obsaženy jako podprogramy v rozloženém regulačním systému I4 k určení jak nového průtokového množství suroviny (OlL· .) tak průtokového množství ^NE podkladě roztoku draselné případy (^{K S}NEW)· Naftových hodnot průtokové rychlosti pak určí regulační systém I4 potřebný stupeň nastavení ventilu 18 a 24_pomocí algoritmu ΡΙΌ, jak bude ještě popsáno. Jak nová průtoková rychlost suroviny fOíL_NEW) ták nová průtoková rychlost roztoku draselné přísady ^se aktualizují každé dvě minuty. Ventily a 24 se pak na základě průměrných hodnot ^la^N°«AyG ^aDBPavg nastavují za tím účelem, aby průtoková množství měla novou hodnotu, jak ukazuje rámeček S?.

První krok laboratorního měření mimo výrobní linku je vyznačen v rámečku S_g, který udává, že systémový řadič lo vypočítává během periody odběru vzorku průměrnou a standardní odchylku hodnoty a hodnoty DBP^, vypočt né každou sekundu nebo v jiném časovém intervalu. Vyráběné saze se vzorkují v odlehlých časových intervalech, například obvykle v rozmezí 1 až 4 hp^/, a jak jodové číslo, tak DBP vzorku se měří v laboratoři, jak je uvedeno v rámečku Sp, čímž se získají hodnoty ϊ₃ ^Νο·ι,αβ ^{a DBP}LAB’

Jak bylo uvedeno, je vzorkovací interval sazí obvykle v roz mezí 2 až 20 minut. Potom se aktualizuje intercepční konstanta KO pro algoritmus jodového čísla pomocí systémového řadiče lo na základě laboratorně naměřených hodnot ^l2^°‘LAB ^{a 1}2^Noběbem P^eriody odběru vzorku, jak je naznačeno v rámečku S^q. Rovnice (8) až (I4) jsou^ s výhodou uloženy jako podprogramy v systémovém řadič lO. Na základě naměřené hodnoty ^dbpLAb ^a zprůměrované hodnoty DBP_AVG za periodu odběru vzorku se rovněž nastaví součinitel měřítka P. S výhodou jsou rovnice (22) až (29) rovněž řešeny podprogramy v regulačním systému (I4) ·

Nové intercepční konstanty se pak použije k aktualizaci algoritmu jodového čísla za účelem určení přesněji předpokládaných jodových čísel ^ι3^°·ρ ^a% ^do okamžiku, kdy se odebere nový vzorek sazí. Toto je naznačeno v rámečku Nového součinitele měřítka ^pNEW se pak analogicky použije k aktualizaci algoritmu DBP za účelem určení přesnějších hodnot DBP až do okamžiku odběru následujícího vzorku, jak je rovněž uvedeno v rámečku S^. Jak ukazuje

rámeček S^₃ * algoritmus jodového čísla ajalgoritmus DBP se ^akt;Íílizují pokaždé, když se odebere vzorek sazí, tedy v rozmezí asi l až 4 ha^ť.

Na obr. 4 je znázorněno schéma, popisující postup rozloženého regulačního systému I4 při předpovídání jodového čísla ^ι3^°·ρ ^{a DBP}p podle příslušných algoritmů, tak,jak byly popsány. Regulační systém I4 nejprve čte vstupní data, nezbytná pro výpočet vstupních proměnných přívodu suroviny pro algoritmus jodového čísla a pro vstupní proměnné algoritmu DBP, jak 5? ukazuje v rámečku Sp Vstupní proměnné pro algoritmus jodového čísla zahrnují průtokové množství suroviny, průt_okové množství plynu, průtokové množství vzduchu, předehřívací teplotu vzduchu a vlhkost vzduchu. Jakost paliva ATBG je vypočtená regulační proměnná a jakost suroviny ATBO je v podstatě konstantní regulační proměnná. Vstupními proměnnými pro algoritmy DBP jsou průtoková rychlos t roztoku draselné přísady a průtoková rychlost suroviny.

Po přečtení vstupních dat porovná regulační systém I4 vstupní data s přípustným rozsahem hodnot pro každou proměnnou, jak uvádí rámeček S?. Když některá z hodnot leží mimo přípustný rozsah (BAD), vytvoří se návěst chybného data, což je číslicový signál, jak ukazuje rámeček S$.

Při návěsti chybného data se na základě tohoto data nevypočítává ^l3No.p nebo DBPp. Když data leží v přípustných rozmezích, vypočítají se na základě těchto vstupních dat hodnoty l^o.? a DBP? pomocí algoritmu jodového čísla a algoritmu DBP (rámeček SA. Obě hodnoty l No. a DBP se pak porovnají s realistickým rozmezím, do kterého má spadat každá výstupní proměnná, jak uvádí rámeček S$.

Když I No. nebo DBP„ neleží v tomto realistickém rozmezí, ² P P vytvoří se návěst chybného data a běžných hodnot pro a/nebo DBP? se nepoužije, což závisí na tom.jjestli jedna nebo obě leží vně přípustných mezí. Když ^laNo.p nebo DBP^ leží v přípustném rozmezí, zaznamenají se jejich hodnoty v paměti systémového řadiče lo, jak ukazuje rámeček S^, a použijí se později, na konci intervalu, k aktualizaci průtokové rychlosti suroviny a průt_okové rychlosti roztoku draselné přísady.

Na obr. 5 je schéma popisující postupy prováděné regulačním systémem I4 pro nastavování průtokové rychlosti suroviny a průtokové rychlostí roztoku draselné přísady.

Jak ukazuje rámeček Sp když vznikla návěst chybného data během předvídání jodového čísla a/nebo DBP. jak ukazuje rámeček S na obr 4, tato návěst se zruší a nastavovací pochody, uvedené na obr, 5, se pro tento interval neprovedou pro ten algoritmus, pro který platila návěst chybného data. Když během dvouminutového intervalu nevznikla návěst chybného data, přečte regulační systém I4 vstupní data pro určení nové požadované hodnoty průtokové rychlosti suroviny ^^0ilnew^ a/nebo požadpvané hodnoty průtokové rychlosti roztQku draselné přísady (K⁺SNEW), jak je zakresleno v rámečku S_s. Vstupní data pro novou požadovanou hodnotu OIL_NEW zahrnují

GAS_avg, ATBG, ATBO a OAC_avg, jež jsou definovány rovnjcí (7). Vstupní data pro novou požadovanou hodnotu K⁺S_NEW zahrnují fe ^K+SAVG' ^0ILAVG' ^DBPAVG' ^{a X}AVG' ^defímL^e rovnice (I7J až (sl).

Vstupní data se pak porovnají s přípustným rozmezím hodnot, jak ukazuje rámeček S . Když některá z

O hodnot leží mimo svoje přípustné rozmezí, vznikne návěst chybného data (BAD). Následkem toho se v případě, když vstupní data pro průtokové množství suroviny a průtokové množství roztoku draselné případy nemají hodnoty v přípustném intervalu, nenastavuje se v tomto iwbervahjnová požadovaná hodnota průtokové rychlosti suroviny (OIL^^) nebo nová požadovaná hodnota průtokové rychlosti roztoku draselný přísady (^K+SNEW)· Když všechny hodnoty spadají do svých přípustných mezí, aktualizují se hodnoty ^0ILNEW ^{a K S}NEW^Jjak ukazuje rámeček S^. Pak jsou obě tyto nové požadované hodnoty OILNEV a K⁺SNEW porovnávány s přípustným rozmezím hodnoty (rámeček Sg). Když některá z hodnot OIL_NEW nebo ^K+SNEW leží mimo přípustné rozmezí, pak pro tento výraz končí nastavovací pochod a příslušná průtoková rychlost se nenastavuje. Když naopak spadají hodnoty OIL_NEW a ^K+SNEW ^svý^c^ přípustných mezí, zpracují se hodnoty pro ^0ILNEW ^{a K+S}NEW ^a^9^orl^{ímem PID} k aktualizaci průtokové rychlosti suroviny a průtokové rychlosti roztoku draselné přísady, jak je naznačeno rámečkem S^.

Na obr. 6 je schematicky znázorněn typický algoritmus ClD, použitý k nastavování nové požadované hodnoty průtokové rychlosti suroviny (OIL^^) nebo průtokové rychlosti roztoku draselné přísady (K+S^_EW). F^růtokomér 16

- χ Ί1 suroviny a průtofeoměr aa roztoku draselné přísady je každý připojen fe vysílači průtoku FT. Každý vysilač průtoku FT je připojen fe rozloženému regulačnímu systému I4 a vysílá signál F , který odpovídá naměřené průtokové rychlosti, zjištěné příslušným průtokoměrem 16, 33. Signály nových požadovaných hodnot průtokové rychlosti suroviny a roztoku draselné přísady, označené F , se pak porovnávají s naměřesp nými hodnotami F , generovanými průtokomšry _ló, 33. Pro každou průtokovou rychlost se pak generuje chybový signál e(t), který je založen na příslušném srovnání a rovná se rozdílu signálu ?_Sp' který odpovídá požadované hodnotě ./i' .

příslušné průtokové rychlosti, a signálu Ρ , naměřen# příslušným průtokoměrem. Na základě příslušného chybového signálu e(t) generuje příslušný algoritmus PID, který je odborníkům známý, výstupní signál c(t), jenž odpovídá nastavení, jež se má provést na příslušném průtokovém filtru 18 nebo 34, aby měla průtoková rychlost požadovanou hodnotu. Každý výstupní signál c(t) se pak vyšle do příslušného proudově pneumatického převodníku l/P. Tento převodník je připojen bud fe průtoventilu ventilu kovému l8_oleje nebo fe průtokovému 34 roztoku draselné přísady za účelem nastavení tohoto příslušného ventilu. Proudově pneumatické převodníky l/P generují tedy tlakový výstupní signál, jenž odpovídá výstupnímu signálu c/t algoritmu PID, jenž nastavuje příslušný průtokový ventil 18 nebo 34 fe dosažení požadované hodnoty průtokové rychlosti. Každý algoritmus PID tedy neustále generuje proměnlivý výstupní signál c(t)tak dlouho, až přestane existovat

chybový signál e(t), což dokládá, že průtokové rychlosti mají požadovanou hodnotu.

Na obr. 7 je zakresleno schéma popisující koncepty pochodů v systémovém řadiči lo pro aktualizaci intercepční konstanty KO algoritmu jodového čísla a/nebo součinitele měřítka F v algoritmu DBP na konci každé vzorkovací periody. Jak ukazuje rámeček Sp systémový řadič lo vyvolává z paměti vypočtené hodnoty l a DBPp, uložené v paměti během periody odběru vzorku.

Když systémový řadič lo nemůže správně vyvolat tato data (Unsuccessfull), pak se algoritmus nenastavuje. Systémový řadič lo pak přečte hodnoty běžného ¹2^Νο·^αβ ^{a DBP}LAB ^aporovná je s přípustným rozsahem hodnot. Když některá z těchto hodnot leží mimo přípustné rozmezí, příslušný algoritmus se nenastavuje. Systémový řadič lo pak použije postup CUSUíM, který určí sumy a/nebo Ρ^το běžné hodnoty I₂No._LAg a ^DB^pLAB, ]'^Qk ukazuje rámeček S^,

Když hodnota S.. h nebo když S. , . _} 4=. - h

H(i) pro naměřenou výstupní proměnnou ^2^No*lab ^ne^° ^DBPLAB' vybudí řadič lo poplachový signál. Když dojde k vybuzení poplachového signálu, nastaví se zisk Kalmanova filtru Kj pro algoritmus jodového čísla a/nebo zisk Kalmanova filtru K_D pro algoritmus DBP rovný l, což záleží na tom, zda je poplašný signál generován pro jednu nebo obě výstupní proměnné. Nová inter_cepční konstanta pro algoritmus jodového čísla a/nebo nový součinitel měřítka ^PNEW P^r0 algoritmus DBP je založen pouze na laboratorně

naměřených hodnotách ¹2^ν°·^αβ ^{a DBP}LAB' však nevznikne poplachový signál, určí systémový řadič 10 nové analytické vlastnosti ¹ ^° F iLTER ^{a dbp}filter ^{a nastavi} P^otom intercepční konstantu KO systému a součinitel měřítka F k aktualizaci algoritmu jodového čísla a algoritmu DBP, jak ukazuje .rámeček S . Pak se podle rámečku S nový součinitel měřítka ^PNEW ^{a nov}á inttwrcepčni konstanta ^K0NEW porovnají s přípustným rozmezím pro každou z těchto hodnot. Když některá z hodnot leží mimo toto rozmezí, nepoužije se k aktualizaci příslušného algoritmu. Když hodnoty ^a leží v příslušném rozmezí, zaznamenají se v paměti, jak je uvedeno v rámečku S^. Při záznamu těchto hodnot do paměti systémový řadič lO zruší vstupní návěst dat (rámeček do konce následujícího vzorkovacího intervalu .

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob regulace výroby sazí s regulovanou, v podstatě konstantní^ kvalitou při výrobě sazí v reaktoru, který zahrnuje pyrolýzu uhlovodíkové suroviny horkými spalinami pro výrobu sazí, vyznačující se tím, že

a) se stanoví vstupní proměnné;použité při výrobě sazí a odpovídající výstupní proměnné, udávající vlastnosti vyrobených sazí, které mají být regulovány při výrobě sazí,

b) vytvoří se předpovídací algoritmus pro předpovědění alespoň jedné výstupní proměnné^, na základě alespoň jedné vstupní proměnné, přičemž touto alespoň jednou vstupní proměnnou je průtoková rychlost paliva, průtoková rychlost suroviny nebo koncentrace draslíku v surovině,

c) v měřicích intervalech prováděných v časových odstupech se měří alespoň jedna ze zmíněných vstupních proměnných při činnosti reaktoru,

d) v předpovídacích intervalech následujících v časových tf odstupech se předpovídací algoritmus využije pro předpově/ení X alespoň jedné ze zmíněných výstupních proměnných a vytvoří se první signál udávající zmíněnou předpově/enou výstupní d. proměnnou,

e) v průměrovacích intervalech následujících v časových odstupech se stanoví průměrná hodnota této alespoň jedné předpově/ené výstupní proměnné ve zmíněném průměrovacím intervalu a vytvoří se druhý signál udávající průměrnou hodnotu zmíněné alespoň jedné předpově/ené výstupní proměnné, T,

f) zvolí se požadovaná hodnota zmíněné alespoň jedné předpově/ené výstupní proměnné a druhý signál se porovná s třetím signálem udávajícím požadovanou hodnotu,

g) při činnosti reaktoru se nastaví alespoň jedna ze zmíněných vstupních proměnných, náležející nastavovacímu algoritmu, jestliže existuje rozdíl mezi druhým a třetím signálem, přičemž alespoň jednou z nastavených vstupních proměnných je průtoková rychlost suroviny, průtoková rychlost • · 9 9

9 9 · 9 9 9 ·

9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 paliva, průtoková rychlost oxidačního činidla, teplota předehřátí oxidačního činidla, vlhkost oxidačního činidla nebo koncentrace draslíku v surovině, pro dosažení požadované hodnoty zmíněné alespoň jedné výstupní proměnné,

h) kroky c) až g) se zopakují,

i) při činnosti reaktoru se v intervalech následujících v časových odstupech vytvoří vzorky vyrobených sazí,

j) při činnosti reaktoru se změří alespoň jedna výstupní proměnná předpověděná předpovídacím algoritmem ze vzorku sazí,

k) na základě porovnání zmíněné změřené hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné a předpověděné hodnoty výstupní cZ proměnné se nastaví předpovídací algoritmus pro přesnější předpovědění alespoň jedné výstupní proměnné a

l) kroky c) až k) se zopakují.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že předpověděnou výstupní proměnnou je plocha povrchu a předpovídací algoritmus zahrnuje alespoň jednu vstupní proměnnou/ zvolenou ze skupiny zahrnující celkové spalování, primární spalování, průtok spalovacího vzduchu, teplotu předehřátí spalovacího vzduchu a absolutní vlhkost vzduchu.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující tím, že předpověděnou výstupní proměnnou je jodové číslo.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že předpověděnou výstupní proměnnou je jodové číslo a předpovídací algoritmus předpovídá jodové číslo na základě více vstupních proměnných.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že více vstupních proměnných zahrnuje průtokovou rychlost oxidačního činidla, průtokovou rychlost paliva, průtokovou rychlost suroviny, teplotu předehřátí oxidačního činidla a vlhkost oxidačního činidla.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že předpově/enou výstupní proměnnou je jodové číslo a 7. nastavénou vstupní proměnnou je průtoková rychlost suroviny.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že předpově/enou výstupní proměnnou je struktura sazí a 7 vstupní proměnnou, použitou pro předpovídací algoritmus pro předpovězení výstupní proměnné, je koncentrace draslíku v surovině.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že předpově/enou výstupní proměnnou je adsorpční & hodnota dibutylftalátu.
9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že předpově/enou výstupní proměnnou je struktura sazí a <£ nastavenou vstupní proměnnou je koncentrace draslíku v surovině.
10. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že průtoková rychlost suroviny se nastaví pomocí vztahu mezi požadovaným jodovým číslem, zmenšeným o průměrnou hodnotu předpově/eného jodového čísla v průměrovacím intervalu a rozdílem mezi novým celkovým spalováním, požadovaným pro dosažení požadovaného jodového čísla a průměrnou hodnotou celkového spalování v průběhu průměrovacího intervalu.

Τ'
11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že koncentrace draslíku v surovině se nastaví pomocí rozdílu mezi průměrnou hodnotou předpově/ené výstupní proměnné Ts v průběhu průměrovacího intervalu a požadovanou hodnotou výstupní proměnné.
12. Způsob podle nároku 1, vyznačující

-- » * * · * · * » - < · » ·· » λ *7 ·· »♦···» • 4 / * · * ·····«·· tím, že předpovídací algoritmus se nastaví pomocí zváženého průměru nej lepšího odhadu změny chyby aktuální předpověáené fa hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné sazí a změny chyby změřené hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné.
13. Způsob podle nároku 12,vyznačuj ící se tím, že předpovídací algoritmus se nastaví pomocí alespoň jednoho druhého algoritmu pro stanovení nově odhadnuté hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné pomocí zmíněného zváženého průměru změn chyb a rozdílu mezi změřenou hodnotou alespoň jedné výstupní proměnné a průměrnou hodnotou předpovězených hodnot alespoň jedné výstupní proměnné v průběhu periody odebírání vzorku a zmíněná nově odhadnutá výstupní proměnná, vytvořená alespoň jedním druhým algoritmem, se použije pro nastavení alespoň jednoho algoritmu pro přesnější předpově/ení fa alespoň jedné výstupní proměnné.
14. Způsob podle nároku 13,vyznačující se tím, že výstupní proměnnou je jodové číslo.
15. Způsob podle nároku 13,vyznačující se tím, že výstupní proměnnou je DBP.
16. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna výstupní proměnná se předpoví v předpovídacích intervalech,prováděných v časových odstupech v rozsahu¹ od/asi, jedné sekundy do dvaceti sekund.
17. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že průměrná hodnota alespoň jedné předpově/ené výstupní fa proměnné se stanoví v průměrovacím intervalu v rozsahu~ód?asi _ jedné minuty do tří minut.
18. Způsob podle nároku 17,vyznačující se tím, že alespoň jedna vstupní proměnná se nastaví vždy, když se stanoví průměrná hodnota alespoň jedné předpově/ené fa výstupní proměnné.
19. Způsob podle nároku 18,vyznačující se tím, že alespoň jednou výstupní proměnnou je jodové číslo.
20. Způsob podle nároku 19,vyznačující se tím, že alespoň jednou vstupní proměnnou je průtoková rychlost suroviny.
21. Způsob podle nároku 18,vyznačující se tím, že alespoň jednou výstupní proměnnou je DBP.
22. Způsob podle nároku 21,vyznačující se tím, že alespoň jednou vstupní proměnnou je průtoková rychlost roztoku draselné přísady.
23. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále se provádí monitorování změřených hodnot alespoň jedné výstupní proměnné sazí pro zjištění posunu průměru alespoň jedné výstupní proměnné.
24. Způsob podle nároku 23,vyznačující se tím, že změřené hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné se monitorují sčítáním rozdílu mezi aktuální změřenou hodnotou výstupní proměnné a požadovanou hodnotou výstupní proměnné, zvětšenou nebo zmenšenou o povolenou hodnotu, načež se provede porovnání hodnoty tohoto součtu s rozhodovacím intervalem, přičemž, jestliže hodnota součtu leží mimo tento rozhodovací interval, vybudí se poplašný signál.
25. Způsob podle nároku 24,vyznačující se tím, že povolená hodnota se stanoví tak, že při přičtení k požadované hodnotě alespoň jedné výstupní proměnné a při odečtení od této požadované hodnoty tvoří obě výsledné hodnoty v podstatě rozsah,ležící v jedné standardní odchylce, nebo • · · · · · *» • · · · · • · » · · · · • · · · • · · · » · rozsah, do něhož spadá asi 68 % změřených hodnot alespoň jedné výstupní proměnné.
26. Způsob podle nároku 24,vyznačující se tím, že rozhodovací interval tvoří přípustný rozsah hodnot na každé straně požadované hodnoty alespoň jedné výstupní proměnné.
27. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že intervaly pro odebírání vzorků vyráběných sazí jsou v rozsahu'od jasi^ 0,5 hodinědoVasi, 5 hodin.
28. Způsob podle nároku 27,vyznačující se tím, že časová perioda pro odebírání každého vzorku sazí je v rozsáhu^od/asi jedné minuty do několika minut.

zóna vstřikování suroviny