[发明专利]设施监视方法

说明书

本申请是申请人于普莱克斯技术有限公司2006年3月17日提交的中国专利申请200680016579.4的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种监视设施(facility)性能的方法，在该方法中单独监视与原料使用、产品回收、所回收的产品的百分比、生产效率以及控制器整定相关的各个性能因子以及由单个性能因子组成的整体设备(plant)性能因子。

背景技术

各种各样的设施在一个或多个单元操作中处理原料来生产一种或多种产品。

例如，在氢-一氧化碳设备中，天然气用作与蒸汽一起送入蒸汽甲烷重整炉的反应物并用作支持吸热蒸汽甲烷重整反应的燃烧炉的燃料。蒸汽甲烷重整产生包含一氧化碳、二氧化碳和氢气的合成气产品。在随后的操作中，合成气体由胺涤气单元处理以除去二氧化碳。在去除二氧化碳后，分离一氧化碳生成粗制氢气流。此外，蒸汽甲烷重整的部分合成气体产品受到水煤气变换反应，生成变换气流，该变换气流与粗制的氢气流结合并且进一步在压力摆动吸附单元中进行处理，以生成可以再循环为部分燃料来点燃蒸汽甲烷重整炉的燃烧炉的吹扫气和氢气。此外，一些变换气可以与合成气、二氧化碳和氢气一起在甲醇设备中进行处理以制造甲醇。可以进一步处理一些甲醇来制造甲醛。

在另一种类型的设施中，空气被分离为氧气、氮气和氩产品。在这样的设施中，将空气压缩、冷却到其露点或近露点并且在高低压柱中分馏，以生成氮气产品和氧气产品。

在所有这样的设施中，单元操作由自动控制系统进行，自动控制系统可以设定操作的目标并且按需要调整对设施的控制以达到目标。因此操作人员需要得到关于设备性能的指示。一种监视设备性能的方式是监视设备的反应，以控制设定了目标的输入。例如，在美国专利No.6666049中，控制系统使用模型确定关键性能指标的最佳值，所述关键性能指标例如是设备功耗、产品回收、控制器性能、模型预测控制器稳态优化、模型预测控制器所使用的模型的模型预测和模型预测控制动态性能。每一个这些关键性能指标都受到监视，并且当关键性能指标处在该特定性能指标的确定的期望最佳值范围之外时，向操作人员发出警报。该系统还可以向设备操作员建议一个或多个动作，用于调整低温设备的操作使得处于期望范围之外的关键性能指标的值可以重新回到期望范围之内。

这种类型的监视虽然重要，但是不能使操作员即时查看设备整体性能。如将要讨论的，本发明提供了一种可以用于任何类型设施的监视方法，在该方法中监视设备的整体性能。

发明内容

本发明提供了一种监视设施性能的方法，该设施具有至少一个设备，该至少一个设备在至少一个单元操作中生产至少一种产品并消耗至少一种物品。这样的设备可以是任何类型的符合这种描述的设备，例如蒸汽甲烷重整炉或空气分离设备。此处以及权利要求中所用的术语“单元操作”是指任何这样的工业过程，其中对进料进行处理以生成产品或用于进一步处理的中间产品。

根据本发明，监视包括该至少一种物品的使用率、该至少一种产品的生产率和单位生产成本在内的当前值。通过将与该至少一种物品的使用率有关的至少成本值除以该至少一种产品的生产率，计算单位生产成本。计算预定时间间隔期间该至少一种物品的使用率和所述单位生产成本的移动平均值，并且存储所述移动平均值。确定基准值(base value)。对于每个移动平均值，基准值与设施的稳态操作相关。

周期性地计算包括与该至少一种物品的使用有关的物品性能因子和与单位生产成本有关的生产效率性能因子的性能因子。借助利用移动平均值和基准值的数学函数计算性能因子，并定义所述函数使得随着该至少一种物品的使用的增加，物品性能因子和生产效率性能因子减小，并且随着产品回收增加，生产能效率性能因子增加。通过与每个性能因子对该至少一种产品的生产的成本贡献至少近似成比例地对性能因子进行加权，来计算整体性能因子。该加权生成加权的性能因子，将其相加产生整体性能因子，该整体性能因子将显示给监视设施性能的用户。

如从上述讨论中可以理解的，与现有技术不同，这些性能因子(整体性能因子也是)，允许经济地监视设备的性能。实际上，整体性能因子是通过对生产成本的经济贡献进行经济加权的。如将要讨论的，虽然不是本发明的一部分，但是如在现有技术中的，监视可以包括对操作员的建议，该建议用于诊断可能已经导致范围外的性能因子的设备的性能问题。