罗雄麟 叶松涛 许 锋

(中国石油大学自动化研究所，北京 102249)

加热炉是炼油厂和石油化工企业中的常见装置，通常也是其最大的能耗装置。待处理的原油分配至多个分支管路中后，在加热炉中加热到一定温度，然后再被输送到其他装置继续做进一步处理。由于燃料燃烧情况变化、送风量不均匀、火嘴的调整、炉管内结焦及管外灰垢等问题，导致各支路出口温度不同。为了保证加热炉的安全、平稳、高效运行和后续工艺的平稳操作，需要施加控制，使加热炉多支路的出口温度保持一致[1，2]。

由于加热炉支路平衡控制是一个带约束的多变量强耦合的控制问题，还具有非线性、大滞后及干扰频繁等特点，使得传统的控制方式难以获得满意的控制效果，而包括预测控制[3，4]、自适应控制[5]和鲁棒控制[6]在内的先进控制在实施中又过于复杂。多偏差动法[7，8]通过将多个支路作为一个整体来处理，把一个多变量强耦合的过程控制问题转化成了几个单回路控制问题，实现支路的均衡控制，在实际中得到广泛应用，但其缺点依旧明显。要实现偏差控制方法，每支路都是依靠由3个闭环回路构成的多层串级控制。而对于加热炉支路平衡控制这样一个带约束的多变量强耦合的控制问题，过多闭环回路组成的串级控制不仅不易获得良好的控制效果，而且增加了系统的不确定性和复杂性，控制时容易引起系统波动甚至不稳定。此外，基于机理的多偏差动法虽然最终能够达到将总进料流量保持在常值的目的，但在实际的动态调节过程中，总流量波动较大，缺少对流量波动的强制性限制和控制保证。……