刘 霞，王利恒

（武汉工程大学 电气信息学院，武汉 430074）

延迟焦化是以渣油或高黏度重质稠油为原料，在高温下进行深度热裂化的一种生产工艺，是作为重油深度加工的主要手段之一。焦化生产过程中的环境比较恶劣，尤其在使用高压水进行除焦操作过程中，操作工要频繁地进行观测来判断除焦的干净程度，以作为控制钻杆运动的依据[1]。本文研究一种通过检测高压切焦水打击焦炭塔的振动来判断切焦状态，从而可以极大地减轻操作人员的劳动强度，同时除焦状态自动检测也为远程智能除焦提供了信息支持。

1 检测原理

在传统的除焦过程中，有经验的操作工可以通过听高压水打击焦炭塔壁发出的声音判断出除焦的状态，这是一种基于振动声学的频谱分析过程。下面建立系统模型进行分析其检测原理。

1.1 焦炭塔模型

图1 焦炭塔的简化模型Fig.1 Simplified model of coke drum

1.2 高压水冲击力模型

由于水流击打在塔壁上是连续的，但击散后的水滴速度是杂乱的，所以冲击力是一个连续但带有随机分布噪音的外部激励。

1.3 激励响应

在外部任意激励F（t）作用下，焦炭塔系统的响应方程为

F（t）为高压水击打在塔壁的外部激励。系统对F（t）的总响应可描述为

式（3）为杜哈梅积分，是系统对任意激励的零初值响应函数。将F（t）代入式中，即可求得系统的响应输出。

2 焦炭塔系统响应的仿真与实验

2.1 仿真分析

为了找到不同状态下焦炭塔的响应特性。使用上述焦炭塔的简化模型在Matlab下进行仿真分析，得到满焦炭和焦炭除净后的响应曲线，如图2所示。……