NL9001551A - Regelstelsel voor een roetbereidingsproces. - Google Patents

Description

Regelstelsel voor een roetbereidingsproces.

De uitvinding heeft betrekking op regelstelsels en heeft meer inhet bijzonder betrekking op regelstelsels voor het regelen van eenroetbereidingsproces.

Bij de productie van roet is het wenselijk om bepaalde uitgangsva-riabelen van het roet te regelen teneinde roet met een nagenoeg consis¬tente kwaliteit te produceren. De roet-uitgangsvariabelen die vaak ineen regeling worden gebruikt zijn het joodnummer en de DBP. Omdat deingangsvariabelen en andere fysische parameters van roetproductieproces-sen frequent wijzigen terwijl er roet wordt geproduceerd is het moeilijkgebleken om roet met een in hoofdzaak consistente kwaliteit te produce¬ren. Ingangsvariabelen die veelvuldig fluctueren tijdens roetproduc-tieprocessen zijn bijvoorbeeld de luchtvochtigheid en de brandstofkwali-teit. Fluctuaties in de ingangsvariabelen kunnen een significante in¬vloed hebben op de roetuitgangsvariabelen zoals het joodnummer en/ofDBP. Op soortgelijke wijze veranderen andere onmeetbare fysische parame¬ters veelvuldig gedurende het roetbereidingsproces en hebben ook invloedop de roet-uitgangsvariabelen zoals het joodgetal en/of de DBP.

In sommige bekende roetproductiestelsels worden met tussenpozenmonsters van het geproduceerde roet genomen, bijvoorbeeld een monsterper elke paar bedrijfsuren. Van elk monster worden vervolgens de uit-gangsvariabelen zoals het joodgetal en/of de DBP gemeten. De operateurregelt dan een of meer ingangsvariabelen zoals de materiaaltoevoersnel-heid, nadat elk monster is getest. De door de operateur uitgevoerdeinstelling is over het algemeen gebaseerd op zijn of haar eigen subjec¬tieve ervaring met het betreffende roetproductiestelsel, en op gronddaarvan wordt getracht om de uitgangsvariabelen zoals het joodgetalen/of de DBP terug te brengen naar hun gewenste doelwaarden.

Een probleem met dergelijke bekende werkwijzen voor het regelenvan de productie van roet is dat de roet-uitgangsvariabelen zoals hetjoodgetal en/of de DBP niet worden geregeld gedurende de tijdsinterval¬len tussen de tijdstippen waarop de monsters worden genomen. Als der¬halve wijzigingen optreden in de ingangsvariabelen of in andere fysischeparameters van het roetproductieproces die leiden tot een veranderingvan de waarde van de uitgangsvariabelen zoals het joodgetal en/of DBPtot buiten een wenselijk traject van waarden dan zal dit over het al¬gemeen niet worden opgemerkt totdat het volgende monster wordt genomen.Als resultaat daarvan kan een aanzienlijke hoeveelheid geproduceerd roetniet vallen binnen de door de cliënt opgegeven specificaties. Een ander probleem met dergelijke bekende werkwijzen voor het regelen van deproductie van roet is dat dergelijke werkwijzen zijn gebaseerd op desubjectieve analyse van de operateur die beslist om een of meer ingangs-variabelen bij te regelen gebaseerd op de waarden van de in het labora¬torium gemeten uitgangsvariabelen. Als resultaat daarvan zal over hetalgemeen de naregeling van de ingangsvariabelen per operateur variërenen derhalve resulteren in een niet-consistente kwaliteit van het gepro¬duceerde roet.

De uitvinding heeft nu ten doel de boven gesignaleerde problemenen nadelen van de bekende roetproductiestelsels te overwinnen.

De onderhavige uitvinding is daartoe gericht op een werkwijze voorhet besturen van de productie van roet in een roetreactor, omvattende devolgende stappen: a) het meten op onderling gescheiden tijdsintervallenvan tenminste een ingangsvariabele die wordt gebruikt bij de productievan roet terwijl de roetreactor in bedrijf is; b) het toepassen vantenminste een algoritme voor het op gescheiden intervallen voorspellenvan tenminste een uitgangsvariabele van het roet op basis van de ten¬minste ene ingangsvariabele die gedurende het genoemde interval werdgemeten; c) het op onderling gescheiden middelingsintervallen bepalenvan een gemiddelde waarde van de tenminste ene voorspelde uitgangsvaria¬bele; en d) het op onderling gescheiden intervallen naregelen van ten¬minste een van de ingangsvariabelen op basis van het verschil tussen degemiddelde waarde van de tenminste ene voorspelde roet-uitgangsvariabeleen een gewenste waarde van deze uitgangsvariabele terwijl de reactor inbedrijf is, teneinde de gewenste waarde van de genoemde uitgangsvaria¬bele te benaderen en daarmee een in hoofdzaak consistente kwaliteit vanhet roet te verkrijgen.

De werkwijze volgens de uitvinding omvat bij voorkeur de volgendestappen: (a) het met gescheiden bemonsteringsintervallen bemonsteren van het roetterwijl de roetreactor in bedrijf is, (b) het meten van de genoemde tenminste ene uitgangsvariabele die doorhet algoritme is voorspeld aan de hand van een roetmonster, genomenterwijl de roetreactor in bedrijf is; en (c) het nastellen van het genoemde tenminste ene algoritme gebaseerd opde gemeten waarde van de tenminste ene uitgangsvariabele teneinde opmeer correcte wijze een voorspelling te verkrijgen voor de tenminste eneuitgangsvariabele.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de tenminste enevoorspelde uitgangsvariabele geselecteerd is uit een groep die het joodgetal en DBP omvat; de tenminste ene nagestelde ingangsvariabele geselecteerd is uit eengroep die omvat de toevoermateriaalstroomsnelheid.

In een andere uitvoeringsvorm wordt het genoemde tenminste enealgoritme nagesteld door gebruik te maken van een gewogen gemiddelde vande beste schatting van de afwijkingsvariantie van de huidige voorspeldewaarde van de genoemde tenminste ene roet-uitgangsvariabele en de afwij¬kingsvariantie van de gemeten waarde van de tenminste ene uitgangsvaria-bele. Het genoemde tenminste ene algoritme wordt bij voorkeur nagestelddoor gebruik te maken van tenminste een tweede algoritme voor het vast¬stellen van een optimale geschatte waarde voor de tenminste ene uit-gangsvariabele door gebruik te maken van het genoemde gewogen gemiddeldevan de afwijkingvarianties en het verschil tussen de gemeten waarde voorde tenminste ene uitgangsvariabele en de gemiddelde waarde van de voor¬spelde waarden van de tenminste ene uitgangsvariabele gedurende deperiode waarin het monster werd genomen.

De uitvinding is verder gericht op een inrichting voor het regelenvan de productie van roet in een roetreactor, die voorzien is vanmeetmiddelen voor het met gescheiden intervallen meten van tenminsteeen ingangsvariabele die wordt gebruikt bij de productie van roet ter¬wijl de roetreactor in bedrijf is; berekeningsmiddelen die gekoppeld zijn met de meetmiddelen voor het metgescheiden intervallen voorspellen van tenminste een uitgangsvariabelevan het roet op basis van tenminste een algoritme dat gebruik maakt vande genoemde tenminste ene ingangsvariabele, gemeten gedurende het ge¬noemde interval, welke berekeningsmiddelen verder met gescheiden mid-delingsintervallen een gemiddelde waarde bepalen van de genoemde ten¬minste ene voorspelde uitgangsvariabele; en nastelmiddelen die gekoppeld zijn met de genoemde berekeningsmiddelenvoor het op gescheiden intervallen nastellen van de tenminste ene in¬gangsvariabele op basis van een nastelalgoritme dat gebruik maakt vanhet verschil tussen de genoemde gemiddelde waarde van de tenminste enevoorspelde uitgangsvariabele en een gewenste waarde van de genoemdetenminste ene voorspelde uitgangsvariabele teneinde de gewenste waardevan deze uitgangsvariabele te bereiken terwijl de reactor in bedrijf isteneinde een in hoofdzaak consistente kwaliteit van het roet te realise¬ren.

In een andere uitvoeringsvorm is de inrichting verder voorzien vanbemonsteringsmiddelen voor het op gescheiden intervallen bemonsteren vanhet geproduceerde roet terwijl de reactor in bedrijf is zodanig dat tenminste een uitgangsvariabele uit het roetmonster kan worden gemetenen waarbij de berekeningsmiddelen reageren op de genoemde gemeten waardevan de tenminste ene uitgangsvariabelen door het nastellen van hettenminste ene algoritme gebruikmakend van de gemeten waarde van detenminste ene uitgangsvariabele teneinde op meer correcte wijze deuitgangsvariabele te kunnen voorspellen.

De werkwijze en de inrichting volgens de onderhavige uitvindingbieden derhalve een compensatie voor veranderingen in de ingangsvariabe-len en andere fysische parameters in het roetbereidingsstelsel terwijlde roetreactor in bedrijf is zodat roet met een in hoofdzaak consistentekwaliteit kan worden geproduceerd. Door de tenminste ene ingangsvriabelemet gescheiden intervallen te meten, de tenminste ene uitgangsvariabeleop gescheiden intervallen te voorspellen met behulp van een algoritmedat gebruik maakt van de tenminste ene ingangsvariabele, door het mid¬delen met gescheiden middelingsintervallen van de voorspelde uitgangsva¬riabelen en het daarna met gescheiden intervallen naregelen van detenminste ene ingangsvariabele door gebruik te maken van de gemiddeldevoorspelde waarde van de uitgangsvariabele leveren de werkwijze eninrichting volgens de onderhavige uitvinding roet met een in hoofdzaakconsistente kwaliteit. Ook door het bemonsteren van het geproduceerderoet met gescheiden intervallen, het meten van de tenminste ene uit¬gangsvariabele uit het bemonsterde roet, en het nastellen van het ten¬minste ene algoritme door gebruik te maken van de gemeten waarde kan dewerkwijze volgens de onderhavige uitvinding een meer nauwkeurige schat¬ting geven van de uitgangsvariabele en daarmee roet van een in hoofdzaakconsistente kwaliteit produceren.

Andere voordelen en kenmerken van de uitvinding zullen duidelijkworden aan de hand van de navolgende gedetailleerde beschrijving waarinwordt verwezen naar de figuren.

Figuur 1 illustreert schematisch een voorbeeld van een roetoven-reactor waarin het regelstelsel volgens de onderhavige uitvinding kanworden gebruikt.

Figuur 2 illustreert schematisch de hardware componenten van hetregelstelsel volgens de uitvinding.

Figuur 3 is een stroomschema waaein in conceptvorm de proceduresworden geïllustreerd van het regelstelsel voor het regelen van hetjoodgetal en/of de DBP.

Figuur 4 is een stroomschema waarin in conceptvorm de proceduresworden geïllustreerd van het regelstelsel volgens figuur 2 voor hetvoorspellen van het joodgetal en de DBP in overeenstemming met de uit- vinding.

Figuur 5 is een stroomschema waarin in conceptvorm de proceduresworden geïllustreerd van het gedistribueerde regelstelsel volgens figuur2 voor het bijregelen van de toevoermateriaalstroomsnelheid en destroomsnelheid van de kalium toevoegende oplossing teneinde resp. hetgewenste joodgetal en de gewenste DBP in overeenstemming met de uitvin¬ding te bereiken.

Figuur 6 illustreert schematisch een PID algoritme dat gebruiktwordt in overeenstemming met de uitvinding vcor het bijregelen van denieuwe toevoermateriaalstroomsnelheid en de nieuwe stroomsnelheid van dekalium toevoegende oplossing teneinde resp. het gewenste joodgetal en degewenste DBP te bereiken.

Figuur 7 is een stroomschema waarin in conceptvorm de proceduresvan de systeemregelaar uit figuur 2 worden geïllustreerd voor het na¬stellen van het joodgetalalgoritme en DB_ algoritme aan het eind vanelke roetbemonsteringsperiode in overeenstemming met de uitvinding.

Het regelstelsel voor het roetbereidingsproces volgens de onder¬havige uitvinding compenseert variaties in de fysische parameters in eenroetreactor door een of meer ingangsvariabelen van het proces bij testellen en daardoor een of meer uitgangsvariabelen van het proces teregelen en derhalve roet te produceren met een in hoofdzaak consistentekwaliteit. De uitgangsvariabelen van het roet, die geregeld worden zijnbijvoorbeeld het joodgetal en/of de DBP.

In figuur 1 is als voorbeeld schematisch een roetovenreactorgetoond waarin het procesregelstelsel van de onderhavige uitvinding kanworden toegepast. De getoonde roetreactor is een drietraps reactoromvattende een branderzone, een aanvoerstoffen-injectiezone en eenreactorzone. Er wordt echter op gewezen dat het procesregelstelselvolgens de onderhavige uitvinding kan worden toegepast bij willekeurigeandere typen roetreactoren of processen waarin een aangevoerde kool¬waterstof wordt gepyrolyseerd met hete verbrandingsgassen teneindeverbrandingsproducten te produceren die roetdeeltjes bevatten, in debranderzone van de reactor in figuur 1 laat men een vloeibare of gas¬vormige brandstof reageren met een willekeurig geschikt oxidatiemiddel,bij voorkeur lucht, teneinde hete verbrandingsgassen te vormen. Deresulterende verbrandingsgassen worden afgevoerd aan het stroomafwaartseuiteinde van de branderzone en moeten daar met hoge snelheid door eenaanvoermateriaal-injectiezone stromen. Een aangevoerde koolwaterstof ingasvormige, dampvormige of vloeibare vorm, die gelijk kan zijn aan debrandstof die gebruikt werd voor het vormen van de verbrandingsgasstroom danwel verschillend daarvan kan zijn, wordt geïnjecteerd in de verbran-dingsgasstroom in de aanvoermateriaalinjectiezone en in deze zone vindteen pyrolyse of thermische decompositie plaats van de aangevoerde kool¬waterstoffen. Het reactiemengsel van aangevoerde stoffen en verbran¬dingsgassen wordt dan afgevoerd in de reactorzone waarin de vorming vanroetdeeltjes plaats vindt. Het reactiemengsel wordt vervolgens gekoeldmet behulp van een geschikte vloeistof, over het algemeen water, aan hetuiteinde van de reactorzone teneinde de vormingsreactie van roetdeeltjeste beëindigen. Het reactiemengsel wordt vervolgens verder gekoeld en devaste roetdeeltjes worden op een voor de deskundige bekende wijze ver¬zameld.

De ingangsvariabelen die worden geanalyseerd in het roetberei-dings-regelstelsel volgens de onderhavige uitvinding zijn eveneensschematisch in figuur 1 geïllustreerd. De ingangsvariabelen worden elkgemeten voorafgaand aan de injectie in de branderzone of in de toevoer-materiaalinjectiezone. De ingangsvariabelen omvatten de toevoermateri-aalstroomsnelheid, de brandstofstroomsnelheid, de luchtstroomsnelheid,de luchtvoorverwarmingstemperatuur, de luchtvochtigheid, de kwaliteitvan het gas of de andere brandstof in de eerste trap, de toevoermateri-aalkwaliteit en/of de stroomsnelheid van de kalium toevoegende oplos¬sing. Over het algemeen kunnen slechts enkele van de ingangsvariabelennauwkeurig worden geregeld voor het besturen van een of meer uitgangsva-riabelen van het roet, zoals het joodgetal en/of DBP. Kenmerkende ge¬stuurde ingangsvariabelen zijn de voedingsstof-stroomsnelheid, de brand¬stof stroomsnelheid, de luchtstroomsnelheid en/of de stroomsnelheid vande kalium toevoegende oplossing.

In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding berekent hetregelsysteem op gescheiden tijdsintervallen een voorspeld joodgetal(Ι2Νο.ϊ,), bijvoorbeeld telkens om de tien seconden. De voorspelde jood-getallen worden berekend met behulp van een algoritme dat gedeeltelijkgebaseerd is op empirische testresultaten voor een bepaalde willekeurigeroetreactorgeometrie waarin het regelstelsel wordt toegepast. De voor¬spelde joodgetallen worden vervolgens gemiddeld (I2No.Gem) over deafzonderlijke intervallen, bijvoorbeeld over een totaal van twee minu¬ten. Gebaseerd op de voorspelde gemiddelde joodgetallen wordt een be¬stuurbare ingangsvariabele, zoals voedingsstofstroomsnelheid automatischnageregeld teneinde het gewenste joodgetal (Ι2Νο.ηΟΕΓ.) te bereiken.Daarmee kan roet van een in hoofdzaak consistente kwaliteit wordengeproduceerd ongeacht veranderingen in de meetbare ingangsvariabelen vande roetreactor, zoals de luchtvochtigheid en/of veranderingen in de berekende ingangsvariabelen zoals de brandstofkwaliteit.

In overeenstemming met een voorbeeld van de onderhavige uitvindingwordt het roetbereidingsregelproces gebruikt in een drietrapsreactor vanhet type als schematisch geïllustreerd is in figuur 1. De als voorbeeldgenomen reactor maakt gebruik van een koolwaterstoffen bevattende olieals voedingsstof en van aardgas als brandstof. Het zal echter duidelijkzijn dat het bereidingsproces-regelstelsel volgens de onderhavige uit¬vinding met gelijk resultaat kan worden gebruikt bij een reactor meteen ander type geometrie en bij andere voedingsstoffen en/of brandstof¬fen. De voorspelde joodgetallen (l2No.p) kunnen worden berekend inovereenstemming met het volgende joodgetalalgoritme:

(1) I2N0.jp = KC*OAC + KP*PC + KA*LUCHT + KT*CAT + KH*AH + KO

De constanten van het algoritme zijn empirisch bepaald voor be¬paalde roetreactor-geometrieën. De algoritme-constanten voor een drie-traps reactor van het type geïllustreerd in figuur 1 kunnen bijvoorbeeldwaarden hebben die verschillen van de algoritme-constanten voor een(niet getoonde) tweetraps reactor. De algoritme-constanten kunnen alsvolgt worden gedefinieerd: KC - totale verbrandingsconstante KP - primaire verbrandingsconstante KA - luchtstroomsnelheidconstante KT - luchtvoorverwarmingstemperatuurconstante KH - luchtvochtigheidconstante KO - systeem begrenzingsconstante

De ingangsvariabelen kunnen als volgt worden gedefinieerd: OAC - totale verbranding [%)] PC - primaire verbranding [%] LUCHT - verbrandingsluchtsnelheid [KSCFH] CAT - verbrandingslucht-voorverwarmingstemperatuur [°F] AH - absolute luchtvochtigheid [gewicht water/duizendvoudig gewichtdroge lucht]

De ingangsvariabelen worden bepaald door het meten van bepaalde ingangs¬variabelen van de roetreactor met meetinstrumenten terwijl de reactor inbedrijf is. Direct tijdens het meten van de respectievelijke ingangsva- riabelen worden de ingangsvariabelen berekend gebaseerd op de volgendevergelij kingen:

waarin: LUCHT is de luchtstroomsnelheid [KSCFH] (standaard kubieke voetper uur in duizenden); GAS is de gasstroomsnelheid [KSCFH]; en ATBG is de verhouding tussen lucht en verbrandingsgas [SCF lucht/-SCF gas], hetgeen een stoichiometrische waarde is van de hoeveelheidlucht die nodig is om een corresponderend volume aan gas volledig teverbranden.

Als de roetreactor een ander brandstoftype dan gas gebruikt,bijvoorbeeld een vloeibare koolwaterstof, dan kan de stromingssnelheidvan deze vloeistof worden gebruikt in vergelijking (2) in plaats van degasstroomsnelheid (GAS), en in de andere vergelijkingen die in hetonderstaande nog worden beschreven verschijnt dan ook deze term. Opsoortgelijke wijze kan ATBG in dezelfde vergelijkingen worden vervangendoor de verhouding van de stoichiometrische waarde van de hoeveelheidlucht die nodig is om een corresponderende hoeveelheid van het gebruiktebrandstoftype volledig te verbranden. Als op soortgelijke wijze deroetreactor een ander geschikt oxidatiemiddel dan lucht gebruikt, danzal de stromingssnelheid van dat oxidatiemiddel worden aangegeven invergelijking (2) in plaats van de luchtstroomsnelheid (LUCHT), en in deandere vergelijkingen die in het onderstaande nog worden beschreven zaldeze term dan ook optreden.

waarin: LUCHT is de luchtstroomsnelheid [KSCFH]; GAS is de gasstroomsnelheid [KSCFH]; ATBG is de verhouding tussen lucht en verbrandingsgas [SCFlucht/SCF gas]; OLIE is de vloeibare koolwaterstof toevoerstroomsnelheid[gal./uur); en ATBO is de verhouding tussen lucht en branderolie [KSCFlucht/gal.olie], hetgeen de stoichiometrische waarde is van de hoeveel¬heid lucht die nodig is om een corresponderend volume aan olie volledig te verbranden (een kenmerkende waarde is ongeveer 1,54 KSCF/gal.olie).

Als de roetreactor een ander toevoermateriaal gebruikt dan eenvloeibaar koolwaterstofachtig materiaal, zoals een gasvormig koolwater¬stof toevoermateriaal, dan zal de stroomsnelheid van dit materiaal wordenaangegeven in plaats van de olietoevoersnelheid (OLIE), en ook in deandere vergelijkingen die nog worden besproken zal deze term verschij¬nen. Op soortgelijke wijze zal de ATBO in dezelfde vergelijkingen wordenvervangen door de verhouding van de stoichiometrische waarde van dehoeveelheid lucht die nodig is om de corresponderende hoeveelheid vanhet andere type gebruikte toevoermateriaal volledig te verbranden.

De luchtstroomsnelheid (LUCHT) en de gasstroomsnelheid (GAS)worden on line gemeten door bekende meetinstrumenten voorafgaand aan deinjectie in de branderzone van de roetreactor. De lucht- en gasmeterszijn bij voorkeur van het meetbuistype waarin compensatie wordt gegevenvoor variaties in de stromingsdruk en de temperatuur tijdens het genere¬ren van de stroomsnelheidssignalen. De ATBG wordt bij voorkeur berekendgebaseerd op de ingangsgassamenstelling, gemeten door een (niet getoon¬de) gaschromatograaf. De gaschromatograaf kan worden gebruikt om degassamenstelling periodiek on line of periodiek off line te bepalen.Gebaseerd op de laatst gemeten gassamenstelling wordt de ATBG waardecorresponderend bijgesteld. Op soortgelijke wijze wordt ook de gravi-teitsmeting van het gebruikte gas door de gasmeter op corresponderendewijze bijgesteld afhankelijk van de gassamenstellingsmeting uitgevoerdmet de gaschromatograaf. Als de gaschromatograaf de gassamenstelling online meet dan heeft ze over het algemeen de mogelijkheid om de ATBG-waarde bij te stellen binnen een traject van tenminste gemiddeld tweetot tien minuten. De ATBO kan anderzijds niet on line worden gemeten enbijgesteld. Derhalve wordt de ATBO waarde bij voorkeur in het laborato¬rium gemeten voor elke bepaalde soort toevoermateriaal of mengsel daar¬van. De ATBO waarde kan bijvoorbeeld eens per enkele maanden voorafgaandaan een productieproces worden bijgesteld.

De toevoermateriaalstroomsnelheid (OLIE) wordt bij voorkeur geme¬ten door een stromingsmeter van het Coriolistype, die de massastromings-snelheid van het toevoermateriaal meet, over het algemeen in lbs/hr, ende dichtheid van het toevoermateriaal voorafgaand aan de injectie ervanin de toevoermateriaal-injectiezone van de reactor. De toevoermateriaal-stromingssnelheid wordt bij voorkeur omgevormd in een gecorrigeerdevolumetrische stromingssnelheid, uitgedrukt in gallon per uur (gal.-/hr.). De voorverwarmingstemperatuur van de verbrandingslucht (CAT)wordt gemeten door een thermokoppel, direct voorafgaand aan de invoer daarvan in de verbrandingszone van de reactor. De absolute luchtvoch¬tigheid (AH) wordt gemeten door een luchtvochtigheidssensor van een typedat in de techniek bekend is en uitgedrukt in eenheden van lbs.water/perduizend lbs.droge lucht. De absolute luchtvochtigheidmetingen worden bijvoorkeur gebruikt voor twee primaire doeleinden. Een van de doelen ishet verschaffen van een bijgewerkte ingangsvariabele (AH) voor hetjoodgetalalgoritme. Het andere doel is het bijstellen van de luchtstro¬mingssnelheid (LUCHT) afhankelijk van de gemeten absolute luchtvoch¬tigheid (AH) voor het handhaven van een in hoofdzaak constante drogeluchtstromingssnelheid aan de invoerzijde van de branderzone van dereactor. Een PID algoritme (proportioneel, integraal en derivatiefstuuralgoritme) van een in de stand der techniek bekend type wordt bijvoorkeur gebruikt voor het regelen van de luchtstromingssnelheid af¬hankelijk van de bijgewerkte absolute luchtvochtigheidsmetingen, ten¬einde te compenseren voor de hoeveelheid vocht in de lucht en derhalvein in hoofdzaak constante droge luchtstromingssnelheid te handhaven.

De algoritmeconstanten van het joodgetalalgoritme (vergelijking(1)) worden vastgesteld in overeenstemming met een bekende proces-iden-tificatieprocedure gebruikmakend van een regressie-analyse en wordenbepaald voor bepaalde typen geometrieën van een roetreactor. De waardenvan de constanten zullen hoogstwaarschijnlijk verschillend zijn voorreactoren met een in hoofdzaak verschillende geometrie. Een bekendsoftware pakket dat de componenten "RS/1", "RS/Explore", en "RS/Dis-cover" bevat en wordt verkocht door BBN Software Products Corporation,Cambridge, Massachusetts, wordt bij voorkeur gebruikt voor het uitvoerenvan de regressie-analyse-procedure. De BBN software kan worden gebruiktmet een VAX minicomputer, gefabriceerd door Digital Equipment Corpora¬tion, Maynard, Massachusetts. De BBN software vergemakkelijkt de im¬plementatie van experimentele ontwerpprocedures die voor de deskundigeop dit terrein bekend zijn, alsmede de regressie-analyse-procedures dieook voor de deskundige op dit terrein bekend zijn, en het is niet nood¬zakelijk maar verschaft eenvoudig een geschikt middel voor het uitvoerenvan dergelijke procedures.

Bij het uitvoeren van de regressie-analyse-procedure worden deingangs- en uitgangsvariabelen van het roetproductieproces geïdentifi¬ceerd. De ingangsvariabelen met betrekking tot het joodgetal zijn bij¬voorbeeld de variabelen die geïllustreerd zijn in figuur 1 waartoebehoren de materiaaltoevoersnelheid, de luchtstromingssnelheid, debrandstofstroomsnelheid, de luchtvoorverwarmingstemperatuur en de voch¬tigheid daarvan, de brandstofkwaliteit (ATBG) en de materiaalkwaliteit (ATBO). De uitgangsvariabele is het joodgetal (I2bo.). Gebaseerd op degeïdentificeerde ingangsvariabelen en uitgangsvariabelen wordt een reeksexperimenten ontworpen om de parameters te identificeren van het al¬goritme, bij voorkeur door gebruik te maken van de BBN software in eenVAX minicomputer. De reeks van experimenten wordt dan uitgevoerd vooreen roetreactor die de reactorgeometrie heeft van het type waarvoor hetalgoritme zal worden gebruikt. De regressie-analyse-procedure zal der¬halve hoogstwaarschijnlijk constanten opleveren die verschillende waar¬den hebben voor verschillende typen reactorgeometrieën. In verschillendestadia gedurende de experimenten worden veranderingen uitgevoerd in deingangsvariabelen op een wijze, voorgeschreven door de ontworpen ex¬perimenten. Gebaseerd op de experimenten wordt een groep van ingangsge¬gevens en corresponderende uitgangsgegevens verzameld. De regressie-analyse-procedure wordt dan uitgevoerd op de groep van gegevens teneindede empirisch vastgestelde constanten van het joodgetalalgoritme teidentificeren (vergelijking (1)).

In overeenstemming met een voorbeeld van de onderhavige uitvindingwerden, geheel in overeenstemming met de bovenbeschreven regressie-analyse-procedure, de volgende constanten empirisch vastgesteld voor eendrietraps reactorgeometrie soortgelijk aan de geometrie die schematischin figuur 1 is geïllustreerd: KC = 12,5 KT = 0,094 KP = 0,123 KH - 0,238 KA = -0,184 KO = -201 (bij benadering)

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvindingworden derhalve de ingangsvariabelen die nodig zijn voor het vaststellenvan de ingangsvariabelen van het joodgetalalgoritme (vergelijking (1))een maal per seconde gemeten. Gebaseerd op deze metingen wordt hetjoodgetalalgoritme een maal per seconde opgelost teneinde een nieuwvoorspeld joodgetal (I2No.p) te genereren. Vervolgens worden op ges¬cheiden middelingsintervallen, bijvoorbeeld telkens om de twee minuten,de voor dat interval berekende joodgetallen gemiddeld (I2No.Gem). Eenregelbare ingangsvariabele zoals de toevoermateriaalstromingssnelheid(OLIE) wordt dan automatisch nagesteld aan het eind van elk middelings-interval afhankelijk van het verschil tussen het gemiddelde voorspeldejoodgetal (IsNo.qem) en het joodgetal-instelpunt of het gewenste joodge¬tal (IzNo.doel), teneinde het gewenste joodgetal te benaderen. Er wordtechter op gewezen dat een of meer van de andere ingangsvariabelen zoals LUCHT en/of GAS kunnen worden nageregeld in plaats van de materiaalstro-mingssnelheid (OLIE) teneinde het gewenste joodgetal (iaNo.DOEi.) tebereiken.

De relatie tussen het joodgetal en de OAC is de primaire afregel-relatie. De OAC is een berekende besturingsvariabele in tegenstellingtot een gemeten besturingsvariabele. Zoals in het onderstaande zalworden beschreven bevat de vergelijking die de OAC gedenieert als termende LUCHT, GAS en OLIE. Gebaseerd op de relaties tussen het joodgetal ende OAC kunnen de geschikte veranderingen in de als voorkeur gemetenbesturingsvariabele OLIE worden afgeleid teneinde een gewenst joodgetal(laNo.doil) te bereiken. De materiaalstromingssnelheid (OLIE) is de alsvoorkeur geregelde ingangsvariabele omdat om een reden te noemen dezevariabele optreedt in slechts een term van het joodgetalalgoritme en deafregelprocedure derhalve relatief eenvoudig en rechttoe rechtaan kanworden uitgevoerd.

De nieuwe toevoermateriaalstromingssnelheid (OLIEnieu„) die nodigis om het gewenste joodgetal (I2No.DOxbi.) te bereiken wordt geschat opbasis van de volgende relatie tussen het joodgetal en de OAC

(4) aIzNo. = KC *aOACwaarin:

ΔΙ2Ν0. is het I2No.doel verminderd met het twee minutengemiddelde (of het gemiddelde over een ander interval) van de Ι2Ν0.Ρ(I2N0.GEm)J

aOAC is de nieuwe OAC (OACnieuw) die nodig is om deIzNo.doeji. verminderd met het twee minuten gemiddelde van de gemeten OAC(OACgem) te bereiken; en KC is de algehele verbrandingsconstante van het joodgetal¬algoritme.

Vergelijking (4) is bewerkt naar de partiële afgeleide van hetjoodgetalalgoritme (vergelijking (1)) met betrekking tot de OAC. Denieuwe toevoermateriaalstromingssnelheid (OLIEnieuw) wordt dan bepaaldgebaseerd op de volgende vergelijkingen:

De vergelijkingen (5) en (6) worden vervolgens opgelost voor OLIEnieuwals volgt:

In overeenstemming daarmee kan OLlE^n-u», telkens per twee minuten (ofeen ander interval) worden berekend gebruikmakend van het gemiddelde vande voorspelde joodgetallen (IzNo.obm) berekend over dat middelingsinter-val, en de toevoermateriaalstromingssnelheid (OLIE) kan dan automatischworden nageregeld teneinde I2No.doel te bereiken.

Het roetproces-regelstelsel volgens de onderhavige uitvindingheeft als extra kenmerk een off line laboratoriummeetprocedure. Metgescheiden intervallen worden, terwijl de roetreactor in bedrijf is,monsters van het geproduceerde roet genomen en wordt met behulp vanbekende technieken van elk monster het joodgetal Ι2Νο.βλβ) gemeten. Hetgemeten joodgetal (I2No.z.*.B) en de bekende standaard deviatie daarvan(SDla.b) worden bepaald tezamen met het gemiddelde en met de standaarddeviatie (SDP) van de voorspelde joodgetallen (l2No.p) voor de periodewaarin dat monster was genomen. Daarna wordt, afhankelijk van de waardenvan het gemeten joodgetal (ϊ2Νο.ΒΛΒ), zijn teststandaarddeviatie(SDlab), en het gemiddelde en de standaard deviatie (SDP) van de voor¬spelde joodgetallen (l2No.p) de systeeminterceptieconstante (KO) vanhet joodgetalalgoritme (vergelijking (1)) nageregeld teneinde een meernauwkeurig voorspeld joodgetal (l2No.p) te berekenen zoals in het vol¬gende nog in meer detail zal worden beschreven. In overeenstemming metde onderhavige uitvinding kan derhalve de nauwkeurigheid van het joodge-tal-regelalgoritme (vergelijking (1)) zelf systematisch worden gecontro¬leerd aan de hand van het in het laboratorium gemeten joodgetal(l2No.lab) en worden verbeterd terwijl de roetreactor in bedrijf is. Deoff line bemonsteringseigenschap van de onderhavige uitvinding compen¬seert derhalve voor niet gemeten verstoringen in de roetreactor die nietvoortdurend worden gemeten of voortdurend kunnen worden gemeten, dit integenstelling met de gemeten ingangsvariabelen, zoals in het boven¬staande is beschreven.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt een fil-teralgoritme, bij voorkeur een Kalman-filteralgoritme, gebruikt voorhet veranderen van de systeeminterceptie (KO) van het joodgetalalgorit¬me. De systeeminterceptie (KO) wordt veranderd gebaseerd op het gemetenjoodgetal (I2No.LAB) en de voorspelde joodgetallen I2No.p) bepaaltoedurende het interval waarin het roetmonster is Genomen teneinde uit het joodgetalalgoritme op meer nauwkeurige wijze de joodgetallen tevoorstellen. Het joodgetal van het roetmonster (l2No.r.AB) wordt door eendeskundige op een bekende wijze gemeten, bijvoorbeeld met behulp van eenvolumetrische wijze van titratie van het roetmonster met een joodoplos-sing. De joodgetaltest wordt bij voorkeur uitgevoerd aan de hand van dejoodabsorptiegetaltest, aangegeven in de ASTM-verordening: D1510-85. Hetbemonsteringsinterval waarin het roetmonster wordt genomen ligt over hetalgemeen binnen een traject van ongeveer 2 tot 20 minuten.

In overeenstemming met de bemonsteringseigenschap van de onder¬havige uitvinding worden de beste schatting van de afwijkingsvariantievan de huidige voorspelde joodgetallen (Vu.) en de afwijkingsvariantievan de in het laboratorium gemeten joodgetallen (Vu.) bepaald. De afwij¬kingsvariantie is het kwadraat van de standaarddeviatie van het joodge¬tal. Vu. is derhalve het kwadraat van de standaarddeviatie (SDLAB) vanhet in het laboratorium gemeten joodgetal voor het roetmonster(I2No.x,ab). Omdat over het algemeen slechts een joodgetal (I2No.r.AB) inhet laboratorium wordt gemeten voor een monster gedurende de periode isVxr, in hoofdzaak een constante die wordt bepaald door een nauwkeurig¬heids- of reproduceerbaarheidsstudie van een op zichzelf bekend typenaar de in het laboratorium uitgevoerde joodgetalmeting. VÏL wordtderhalve periodiek, bijvoorbeeld eens per enkele maanden, bijgewerkt ofwanneer er een verandering is opgetreden in de procedure voor het vast¬stellen van het in het laboratorium gemeten joodgetal (I2No.i.ab). Vïpvormt de beste schatting van de afwijkingsvariantie van het huidigevoorspelde joodgetal (I2No.p) zoals in het onderstaande nog in meerdetail zal worden beschreven. Vir> en Vxx. vormen dus indicaties voor deonzekerheden in de respectievelijke joodgetalbepalingen zelf.

Gebaseerd op de afwijkingsvarianties V» en Vu. wordt dan eenjoodgetal-Kalman-filterversterkingsfactor (Kx) die in het volgende nognader zal worden beschreven, gebruikt om de systeeminterceptie (KO) vanhet joodgetalalgoritme, welke als volgt wordt bepaald, bij te werken:

De Kalman filterversterkingsfactor (Kx) is derhalve in hoofdzaak een & gewogen gemiddelde van de afwijkingsvarianties (V ii» ΘΠ Vil ) die elk demate van variantie in twee gewone ruismetingen (IzNo.p en I2No.i,ab)reflecteren. De l2No.p en Ι2Νο.χ.ΑΒ zijn over het algemeen verschillend.Derhalve is de Kalman filterversterkingsfactor (Kx) in feite een weeg-coëfficiënt die gebaseerd is op statistische informatie met betrekking tot de betrouwbaarheid van de twee verschillende metingen izNo.p enI2N0·lab, die indiceert welke meting meer nauwkeurig is. Als bijvoor¬beeld Kx = 1 dan bestaat er een verwaarloosde afwijkingsvariantie inI2No.i.Ab, en als Kz = 0 dan bestaat er een verwaarloosbare afwijkingsva¬riantie in de I2No.p.

Gebaseerd op de Kalman filterversterkingsfactor (Kx) wordt eenKalman filteralgoritme ontwikkeld om een nieuw optimaal geschat joodge-tal (I2No •FILTER ) vast te stellen op de volgende wijze: (9) I2No • FILTER = IaNo • GBM + Kx*(I2No * LAB " I2N0 • gsm) waarin I2No.Qem het gemiddelde is over de voorspelde joodgetallen(IaNo.p) gedurende de periode waarin het monster werd genomen.

Gebaseerd op het nieuwe optimale geschatte joodgetal (Ι2Νο.ΡΙι.τβΚ)wordt dan een nieuwe systeeminterceptieconstante (ΚΟΝχηυ») berekend voorhet joodgetalalgoritme op de volgende wijze:

(10) KOnixow — KOoöD + I2N0. filter — I2N0 . GEH

Er wordt op gewezen dat bijvoorbeeld een een-punts verandering in desysteeminterceptieconstante (Κ0) correspondeert met een een-punts veran¬dering in het joodgetal en daarom kunnen de getallen direct in vergelij¬king (10) worden gesubstitueerd voor het oplossen van KOnieu». De sys¬teeminterceptieconstante (KO) wordt derhalve bijgerekend telkens wanneerhet in het laboratorium gemeten joodgetal (Ι2Ν0.Γ.Μ) ter beschikkingkomt teneinde het joodgetalalgoritme (vergelijking (1)) meer correct temaken.

Opnieuw verwijzend naar de foutvarianties wordt de beste schattingvan de ware huidige afwijkingsvariantie van het voorspelde joodgetal(Vxs.(k+1)) over het tijdinterval (k+1) welke, zoals in het onderstaandenog zal worden besproken, wordt gebruikt voor het vaststellen van deKalman filterversterkingsfactor (Kx) als volgt bepaald: (11) Vxp (k+1) = VxE(k) + Vim (k+1) waarin:

Vn.(k+1) de beste schatting is van de ware huidige afwijkingsvari¬antie van het huidige voorspelde joodgetal (I2No.p) voor het tijdinter¬val (k+1);

VrE(k) de afwijkingsvariantie is van de voorafgaande optimale joodgetalschatting (I2No.*»**«) over het tijdinterval (k);

ViM(k+1) de afwijkingsvariantie is van de voorspelde joodgetallen(IaNo.p) over het tijdinterval (k+1) gemeten over de laatste bemonste-ringsperiode.

De nieuwe Kalman filterversterkingsfactor (Kx(k+1)) wordt danbepaald uit de afwijkingsvarianties van de huidige voorspelde joodgetal¬len (I2No.p) en het huidige in het laboratorium gemeten joodgetal(I2N0.ub) op de volgende wijze:

Vxx.(k+1) is de foutvariantie van het huidige in het laboratoriumgemeten joodgetal (I2No.l*.b) en wordt als volgt bepaald:

(13) Vxx.(k+1 ) = [PSDe.Ab/1 00 ] 2 * I2N0 . IHSXIL

PSDtjui is de procentuele standaarddeviatie van de joodgetaltestzoals met behulp van een nauwkeurigheids- of reproduceerbaarheidsstudie,op zichzelf uit de stand der techniek bekend, is vastgesteld. Derhalvewordt nu de nieuwe optimale Kalman filterversterkingsfactor (Kx(k+1))gesubstitueerd in de bovenstaande vergelijking (9) teneinde als oplos¬sing het nieuwe optimale voorspelde joodgetal (IaNo •FILTER ) te vinden,Daarna wordt I2No •FILTER gesubstitueerd in de bovenstaande vergelijking(10) teneinde de nieuwe systeeminterceptieconstante (KOnieu») te vindenwaarmee het joodgetalalgoritme op meer correcte wijze het joodgetal kanvoorspellen.

De foutvariantie van het nieuwe optimale geschatte joodgetal(Vis(k+1)) dat gebruikt moet worden voor de bepaling van Vu?(k+1) aanhet eind van de volgende bemonsteringsperiode (VIE(k) in de bovenstaandevergelijking (11)) wordt dan als volgt bepaald:

In overeenstemming met een andere uitvoeringsvorm van de onder¬havige uitvinding wordt het procesregelstelsel gebruikt voor het be¬ïnvloeden van de structuur van het roet. De structuur van het roet wordtin het algemeen in het laboratorium gemeten aan de hand van een dibutyl-ftalaat absorptiegetal ("DBP")vastgelegd in de ASTM richtlijn: D2414-86.De DBP waarde vormt derhalve een indicatie van de structuur van hetroet. Er zijn echter andere geschikte parameters van de roet-structuur die op gelijke wijze kunnen worden beïnvloed met behulp van het regel-proces volgens de onderhavige uitvinding. Een manier om de DBP te rege¬len is door het injecteren van een kalium toevoegende oplossing (K-S),op zichzelf uit de stand der techniek bekend, bij voorkeur in het toe-voerraateriaal voorafgaand aan de injectie van het toevoermateriaal in detoevoerinjectiezone van de reactor. De kalium toevoegende oplossing(K*S) wordt dan gedispergeerd in het reactiemengsel in de reactorzone enheeft derhalve een ionisch ladend effect op de deeltjes van het gevormderoet. Het is derhalve gebruikelijk dat, indien een hoge concentratie vaneen kalium toevoegende oplossing (K*S) in het toevoermateriaal wordtgeïnjecteerd, een neiging zal zijn tot minder aggregatie tussen dedeeltjes van het gevormde roet.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding worden voorspeldeDBP waarden (DBPp) berekend over gescheiden intervallen, bijvoorbeeldtelkens om de tien seconden. De voorspelde DBP waarden (DBPp) wordenberekend met behulp van een DBP algoritme dat gedeeltelijk gebaseerd isop empirische testresultaten voor een bepaalde roetreactorgeometriewaarin het regelstelsel wordt toegepast. De voorspelde DBP waardenworden dan gemiddeld over een aantal intervallen, bijvoorbeeld telkensom de twee minuten (DBPGEM). Gebaseerd op de gemiddelde voorspelde DBPwaarden (DBPGKM) wordt een gestuurde ingangsvariabele, zoals de toevoer-snelheid van de kalium toevoegende oplossing (K+S) automatisch geregeldteneinde de gewenste DBP waarde (DBPDOel) te bereiken.

De voorspelde DBP waarden (DBPp) kunnen worden berekend in over¬eenstemming met het volgende DBP algoritme: (15) DBPp = (164,9 - 17,3 * X)*RF voor 0 < X < 1 en (16) DBPp = (147,6 - 17,3 * In(X))*F voor X > 1waarin: X de concentratie is van de kaliumionen (K*) in het toevoermateriaal [gmK*/100 gal.olie]; en F een schaalfactor is die berekend is om het algoritme aan te passen aanniet gemeten verstoringen in de roetreactor of aan verschillen tussenreactoren (F is over het algemeen in het traject van ongeveer 0,7 totongeveer 1,2).

De constanten in het DBP algoritme worden empirisch bepaald inovereenstemming met een bekende proces-identificatieprocedure gebruik¬makend van regressieanalyse, voor een bepaalde willekeurige roetreactor- geometrie, op dezelfde wijze als in het bovenstaande is besproken voorhet bepalen van de algoritme-constanten voor het joodgetal-algoritme. Dewaarden van de constanten zullen derhalve waarschijnlijk verschillendzijn voor verschillende typen reactorgeometrieën. De gemeten ingangsva-riabelen met betrekking tot de DBP zijn bij voorkeur de stromingssnel¬heid van de kalium toevoegende oplossing en de stroomsnelheid van hettoevoermateriaal. De uitgangsvariabele is DBP of een andere geschiktemaat voor de roetstructuur. Zoals in het bovenstaande voor het joodge-talalgoritme is beschreven wordt vervolgens een serie experimentenuitgevoerd op een roetreactor met het type reactorgeometrie waarvoor hetalgoritme zal worden gebruikt. Gebaseerd op de experimenten wordt eengroep van ingangs- en corresponderende uitgangs-data verzameld. Deregressie analyseprocedure wordt dan uitgevoerd op de groep van data omde constanten van het DBP algoritme te identificeren. De constanten inhet DBP algoritme zoals gedefinieerd in de vergelijkingen (15) en (16)zijn empirisch bepaald aan de hand van de bovenbeschreven regressieanalyseprocedure voor een drietraps reactorgeometrie soortgelijk aan deschematisch in figuur 1 geïllustreerde structuur.

Het DBP algoritme, de vergelijkingen (15) en (16), wordt gebruiktvoor het voorspellen van de DBP waarden (DBPp) met onderlinge interval¬len van bijvoorbeeld een seconde. Daarna worden de voorspelde DBP waar¬den gemiddeld over afzonderlijke middelingsintervallen (DBPGem), bij¬voorbeeld telkens om de.twee minuten. Elke gemiddelde DBP waarde(DBPGem) wordt dan gebruikt voor het berekenen van een nieuw instelpuntvoor de stroomsnelheid van de kalium toevoegende oplossing (K*Snieuw)gebruikmakend van een DBP-instelalgoritme dat als volgt is gedefinieerd:

waarin:

De Xnieuw wordt afgeleid uit de partiële afgeleide van het DBPalgoritme (vergelijkingen (15) en (16)) met betrekking tot de concentra¬tie van de kalium ionen in het toevoermateriaal (X) en is gedefinieerdals volgt:

Κ„χχ is de mengselsterkte van de kalium toevoegende oplossing K*S,uitgedrukt in grammen kaliumionen (K—) per pound kalium toevoegendeoplossing (K*S). Xnxjbuw is de nieuwe concentratie van de kaliumionen(K*) in het toevoermateriaal, nodig om DBPoosr. te bereiken. K""Schim is degemiddelde stroomsnelheid van de kalium toevoegende oplossing gedurendehet twee minuten interval en OLIEcem is de gemiddelde toevoermateriaal-stroomsnelheid gedurende het twee minuten interval. 0LIENiEUw is dehuidige ingestelde stroomsnelheid voor het toevoermateriaal, welke bijvoorkeur is ingesteld in overeenstemming met het joodgetalalgoritme opde bovenbeschreven wijze. Door derhalve gebruik te maken van de gemid¬delde voorspelde DBP waarden (DBPeB:M) over het twee minuten interval kande nieuwe stroomsnelheid voor de kalium toevoegende oplossing (k*Snïeuw)worden vastgesteld in overeenstemming met vergelijking (17) teneinde denieuwe DBP doelwaarde (DBPdoi1.l) te bereiken.

Het procesregelstelsel volgens de onderhavige uitvinding heeft alsextra kenmerk een off-line DBP laboratorium meetprocedure. Met geschei¬den intervallen worden, terwijl de roetreactor in bedrijf is, monstersvan het geproduceerde roet genomen en voor elk monster wordt de DBPwaarde gemeten (DBPlAB), op een wijze die voor de deskundige bekend is.Het bemonsteringsinterval waarin het roetmonster wordt genomen ligt overhet algemeen binnen het traject van ongeveer twee tot twintig minuten.

De DBPlab wordt bij voorkeur gemeten in overeenstemming met de ASTMrichtlijn: D2414-86 die al boven werd genoemd.

De gemeten DBP waarde (DBPlab) en zijn bekende standaard deviatie(SDlab) worden bepaald tezamen met het gemiddelde en de standaard devia¬tie (SDP) van de voorspelde DBP waarden (DBPp) voor de periode waarinhet monster was genomen. Vervolgens worden afhankelijk van de gemetenDBP waarde (DBPlAB), de standaard deviatie (SDt,AB) ervan en het gemid¬delde en de standaard deviatie van de voorspelde DBP waarden (DBPp) deschaalfactor (F) van het DBP algoritme (vergelijkingen (15) en (16))nageregeld teneinde meer correcte DBP waarden te berekenen. In over¬eenstemming met de onderhavige uitvinding kan dus de nauwkeurigheid vanhet DBP algoritme zelf systematisch worden gecontroleerd tegen de in het laboratorium gemeten DBP waarde (DBPiaB) en worden verbeterd terwijlde roetreactor in bedrijf is.

In overeenstemming met de bemonsteringseigenschap van de onder¬havige uitvinding wordt de beste schatting van de afwijkingsvariantievan de voorspelde DBP waarden (Vm>) en de afwijkingsvariantie van de inhet laboratorium gemeten DBP waarde (Vde.) bepaald. VDL is het kwadraatvan de standaard deviatie van de in het laboratorium gemeten DBP waarde(DBPlab)· Omdat gedurende elke bemonsteringsperiode bij voorkeur slechtseen in het laboratorium gemeten DBP waarde wordt genomen is VDL inhoofdzaak een constante die wordt bepaald aan de hand van een afzonder¬lijke nauwkeurigheids of reproduceerbaarheidsstudie van de DBPlab meet¬procedure van een uit de stand der techniek bekend type. VDr. wordtderhalve op gebruikelijke periodiek bijgewerkt, bijvoorbeeld eens perenkele maanden of wanneer er een verandering heeft plaats gevonden in deprocedure voor het vaststellen van de DBPx,M. VDI> vormt de beste schat¬ting van de afwijkingsvariantie van de huidige voorspelde DBP waarde(DBPp) zoals in het onderstaande nog in meer detail zal worden beschre¬ven.

Gebaseerd op de afwijkingsvarianties VDp en VDi. wordt een fil-teralgoritme, bij voorkeur een Kalman filteralgoritme gebruikt voor hetbepalen van een beste schatting van de waarde DBP waarde gedurende deperiode waarin het monster werd genomen (DBP*.xi.tb:r) . De DBP*.ir,TER wordtgegenereerd als een gewogen gemiddelde tussen de DBPlab en het gemid¬delde van de voorspelde DBP waarden gedurende de periode waarin hetmonster werd genomen (DBPe=M). Het DBP Kalman filteralgoritme voorDBPrXi.TBR kan als volgt worden gedefinieerd: (22) DBPfilter — DBPcsem + KD * (DBPlab - DBPqem)

Kd is de DBP Kalman filterversterkingsfactor die in hoofdzaak gelijk isaan een gewogen gemiddelde van de afwijkingvarianties VDP en VDi. en dieals volgt is gedefinieerd:

Gebaseerd op de DBPPiLTEtl wordt vervolgens de schaalfactor (F) vanhet DBO algoritme, de vergelijkingen (15) en (16), nageregeld (FNIEUw)teneinde ervoor te zorgen dat het DBP algoritme op meer correcte wijzede DBP voorspelt en wel als volgt:

Xgkm vormt de gemiddelde concentratie van de kalium toevoegendeoplossing (K~*S) in het toevoermateriaal, zoals gedefinieerd wordt invergelijking (21), gedurende de periode waarin het monster werd genomen.De nieuwe schaalfactor (Fhizuw) wordt dan gesubstitueerd in het DBPalgoritme (vergelijkingen (15) en (16)) ter vervanging van de eerdergeldende schaalfactor (F) waarop het algoritme wordt bijgesteld voor hetmeer nauwkeurig voorspellen van DBP.

De beste schatting van de ware huidige afwijkingsvariantie van devoorspelde DBP waarde (VDp(k+1)) gedurende het tijdinterval (k+1), diegebruikt is in vergelijking (23) voor het vaststellen van de huidigeDBP Kalman filterversterkingsfactor (KD) is gedefinieerd als volgt: (26) Vdp(k+1) - Vde(k) + VDM(k+1) waarin: VDJ?(k+1) de beste schatting is van de ware huidige afwijkingsvariantievan de huidige voorspelde DBP waarde over het tijdinterval (k+1);

Vu® de afwijkingvariantie is van de voorafgaande optimale DBP schatting(DBPrxi,.rB.R) over het tijdinterval (k); en VDM(k+1) de afwijkingvariantie is van de voorspelde DBP waarden (DBPp)over het tijdinterval (k+1) gemeten over de laatste bemonsteringsperio-de.

De nieuwe DBP Kalman filterversterkingsfactor (KD(k+1)) wordt danbepaald als een gewogen gemiddelde van de afwijkingvariantie van dehuidige gemiddelde DBP waarden (DBP*,) en de huidige in het laboratoriumgemeten DBP waarde (DBPz.ab) op de volgende wijze:

VDt,(k+1) is de afwijkingsvariantie van de huidige in het laboratoriumgemeten DBP waarde (DBPi,ab) en is als volgt gedefinieerd:

(28) VDL(k+1) = [PSDLAB/100]2 * DBP DOEL

Hierin is PSDr,AB de aanwezige standaard deviatie van de laboratorium DBP

die bepaald is met een op zichzelf bekende nauwkeurigheids- of reprodu-ceerbaarheidsstudie. Derhalve wordt nu de nieuwe DBP Kalman filterver-sterkingsfactor (KD(k+1)) gesubstitueerd in de bovenstaande vergelijking(22) voor het oplossen van de nieuwe optimale geschatte DBP waarde(ϋΒΡ*.ΐΓ.ΤΒ.Λ). De DBPr.it.TBFi wordt dan gesubstitueerd in de bovenstaandevergelijkingen (24) en (25) voor het oplossen van de nieuwe schaalfactor(Fnxkuw) om ervoor te zorgen dat het DBP algoritme (vergelijkingen (15)en (16)) op meer nauwkeurige wijze de DBP voorspellen.

De afwijkingsvariantie van de nieuwe optimale geschatte DBP waarde(Vor:(k+1)) wordt gebruikt bij het bepalen van VDp(k+1) aan het einde vande volgende bemonsteringsperiode (Vdb(k) in de bovenstaande vergelijking(26)) en wordt als volgt bepaald:

In overeenstemming met een andere uitvoeringsvorm van de onder¬havige uitvinding omvat het procesregelstelsel verder een CUSUM ("cumu¬latieve sommen") procedure voor het bewaken van de waarden van de be¬stuurde uitgangsvariabelen zoals het joodgetal en/of DBP. De CUSUMcompenseert voor trends in het joodgetal danwel in DBP die zouden kunnenresulteren in niet gemeten verstoringen in de roetreactor die nietvolledig worden gecompenseerd door het joodgetalalgoritme, de DBP al¬goritme of de respectievelijke Kalman filteralgoritmen. Derhalve wordtmet een CUSUM de I2No.r.AB bewaakt en wordt met een CUSUM de DBPr.ABbewaakt telkens wanneer elke uitgangsvariabele is gemeten teneinde vastte stellen of er een verschuiving is opgetreden in het gemiddelde vaneen van de waarden, voldoende om een verdere regeling in het proces temoeten uitvoeren.

Elke CUSUM maakt gebruik van twee cumulatieve sommen, een hoge som(Shol>) en een lage som (Sr.(ij) voor het testen van resp. I2No •LAB 6ΠDBPj,ab om vast te stellen of er een ongewenste trend valt waar te nemen.Als de CUSUM's zijn gereset dan is elke cumulatieve som (SHc±> en Sx.(i))gelijkgesteld aan nul. De twee sommen worden als volgt bepaald: (30) Shc±> = Max [0,SK<±-1> + Y± - (DOEL + k)] (31) Sr.(i) = Min [0,Se.<3.-1) + Vjl - (DOEL - k) ]waarin: SHc±-i> is de sommatie van alle voorafgaande hoge sommen vanaf het moment waarop de CUSUM voor het laatst werd gereset;

Si.(dL_ij is de sommatie van alle voorafgaande lage sommen sinds hetmoment waarop de CUSUM voor het laatst werd gereset;

Ya. is de huidige in het laboratorium gemeten waarde van de gestuurdeuitgangsvariabele en kan derhalve in overeenstemming met de voorgaandeuitvoeringsvormen gelijk zijn aan I2No.r,AB of DBPx.ab; DOEL is de doelwaarde van de geregelde uitgangsvariabele die in over¬eenstemming met de voorgaande uitvoeringsvormen derhalve gelijk kanzijn aan I2No * doel of DBPDoel; en k is een toelaatbare vertraging in de geregelde uitgangsvariabele die inhet algemeen ligt binnen het traject van ongeveer een standaarddeviatieof binnen ongeveer 68% van de in het laboratorium gemeten waarden van derespectievelijke geregelde uitgangsvariabele (zoals I2No.x.AB of DBPt,AB).

Er wordt een beslissingsinterval (-h, h) ingesteld voor elkegeregelde uitgangsvariabele waarvan de exacte waarde wordt gekozengebaseerd op ervaring met de gebruikte betreffende roetreactor, maar dieover het algemeen ligt dichtbij de tolerantiegrenzen die voor dezeuitgangsvariabele zijn gesteld. Een kenmerkende waarde van h voor hetjoodgetal of voor dbp kan bijvoorbeeld 5 zijn. Derhalve omvat het be¬slissingsinterval h 5 joodgetaleenheden of DBP eenheden aan beide zijdenvan de waarde van resp. l2No.DOEr. of DBPDOEl.

Nadat elk roetmonster is genomen en de in het laboratorium gemetenwaarden voor het joodgetal (I2No.x.AB) en/of DBP (DBPlab) zijn bepaaldworden deze waarden gesubstitueerd in de vergelijkingen (30) en (31)voor Y±. De twee cumulatieve sommen SH<±> en Snij worden dan berekendzowel voor I2No.!.AB als voor DBPi.ab. Als Sh(±> > h of als Sn*, < -h danzal zowel voor het joodgetal als voor DBP een alarmsignaal worden gege¬nereerd voor de respectievelijke uitgangsvariabele. Als een alarmsignaalwordt gegenereerd dan wordt de operateur daarmee aangespoord om debemonsteringsfrequentie van het geproduceerde roet te vergroten, in hetalgemeen tenminste met een factor twee. Als een alarmsignaal is gegene¬reerd voor het joodgetal en/of DBP dan worden de Kalman versterkingsfac-tor (Ki) voor het joodgetalalgoritme en/of de DBP Kalman versterkings-factor (KD) voor het DBP algoritme elk resp. gelijkgesteld aan een. Alsnadat het volgende roetmonster is genomen de I2No.i,ab of DBPlab vallenbinnen ±k van de respectievelijke I2No.Do=r. of DBPDOj=r., dan wordt deCUSUM gereset door het terugstellen van de cumulatieve sommen SH<±-1> ennaar nul voor de respectievelijke variabele. Als echter eenalarmsignaal gegenereerd blijft, dan wordt de Kalman versterkingsfactor(Ki of KD) voor de respectievelijke uitgangsvariabele gelijkgesteld aan een totdat de in het laboratorium gemeten waarde valt binnen ±k van dedoelwaarde voor de betreffende variabele.

In figuur 2 zijn de hardware-componenten van het procesregelstel-sel volgens de uitvinding schematisch geïllustreerd. Het procesregel-stelsel omvat een regelaar die in zijn algemeenheid aangeduid is met 10.De systeemregelaar 10 is een voor de deskundige bekend type en bestaatbij voorkeur uit een minicomputer zoals een VAX minicomputer die in hetbovenstaande al werd beschreven. De systeemregelaar 10 is via een bus 12gekoppeld met een gedistribueerd regelstelsel 14. Het gedistribueerderegelstelsel 14 is ook een van voor de deskundige bekend type zoals eenFisher ProVOX Instrumentation System, gefabriceerd door Fisher ControlsINternational Incorporated uit Marshalltown Iowa. Het gedistribueerderegelstelsel 14 is op zijn beurt via een PID algoritme (PID) gekoppeldmet een oliestromingsmeter 16 en een automatisch regelbare stromingsklep18. Zoals in het bovenstaande is beschreven bestaat de oliestromingsme¬ter 16 bij voorkeur uit een stromingsmeter van het Coriolistype. Deoliestromingsklep 18 is gemonteerd stroomopwaarts of stroomafwaarts vande oliestromingsmeter 16 in de materiaaltoevoerleiding 20 van de roet-reactor. Het gedistribueerde regelstelsel 14 bestuurt derhalve de wer¬king van de klep 18 teneinde automatisch de stroomsnelheid van hettoevoermateriaal (OLIE) te regelen teneinde het gewenste joodgetal(IzNo.noBi.) te bereiken zoals in het volgende nog in detail zal wordenbeschreven. Het gedistribueerde regelstelsel 14 is ook via een PIDalgoritme (PID) gekoppeld met een stromingsmeter 22 voor de kaliumtoevoegende oplossing en met een automatisch instelbare stromingsklep24. De stromingsmeter 22 is bij voorkeur een stromingsmeter van hetCoriolis-type evenals de oliestromingsmeter 16. De stromingsklep 14 isstroomopwaarts of stroomafwaarts van de stromingsmeter 22 gemonteerd inde leiding 26 waardoor de kalium toevoegende oplossing naar de roetreac-tor stroomt. Het gedistribueerde regelstelsel 14 bestuurt derhalve ookde werking van de klep 22 zodanig dat de stroomsnelheid van de kaliumtoevoegende oplossing (K*S) wordt geregeld door het bereiken van degewenste DBP waarde (DBPdojel) zoals in het volgens nog in meer detailzal worden beschreven.

In figuur 3 is een stroomschema geïllustreerd dat in conceptvormde procedures van het roetprocesregelstelsel volgens de onderhavigeuitvinding beschrijft. De labels S-, tot en met S12 wijzen op de stappen1 tot en met 12. Als het procesregelstelsel in bedrijf is, zoals veron¬dersteld is bij S-ι, dan genereert het gedistribueerde regelstelsel 14een voorspeld joodgetal (IsNo.j.) en een voorspelde DBP waarde (DBPp) zoals aangegeven is bij S2, in overeenstemming met het respectievelijkebovenbeschreven joodgetalalgoritme en DBP algoritme. Bij voorkeur zijnhet joodgetalalgoritme en daarmee de vergelijkingen voor de ingangsva-riabelen uitgevoerd als subroutines in het gedistribueerde regelstelsel14. Op soortgelijke wijze worden ook de vergelijkingen voor het DBPalgoritme bij voorkeur uitgevoerd als subroutines in het gedistribueerderegelstelsel 14. Nadat elke I2No.p en DBPp zijn berekend worden zeopgeslagen in het computergeheugen binnen de systeemregelaar 10. Hetgedistribueerde regelstelsel 14 berekent zowel I2No.p als DBPp telkensom de seconde gebaseerd op de huidige afleeswaarden van de ingangsvaria-belen, zoals aangeduid is bij S3. Elke bijgewerkte I2No.P en DBPp wordtdan opgeslagen in het geheugen van de systeemregelaar 10. Zoals aan¬geduid is bij S4 worden de in het computergeheugen opgeslagen waardenvan I2No.p en DBPp telkens gemiddeld over een interval van twee minuten.Door het gedistribueerde regelstelsel 14 en de l2No.CEM en DBPGE„ wordenin het computergeheugen opgeslagen.

Gebaseerd op de I2No.Cb:m over het interval van twee minuten wordtdan de nieuwe toevoermateriaalstroomsnelheid (0LIEnx:h:u„) bepaald doorhet gedistribueerde regelstelsel 14 zoals aangegeven is bij Ss. Opdezelfde wijze wordt, gebaseerd op de DBP0=M over het twee minuteninterval de nieuwe stroomsnelheid voor de kalium toevoegende oplossing(K^Sokm) vastgesteld. De boven beschreven vergelijkingen (5) tot en met(7) en de vergelijkingen (17) tot en met (21) zijn bij voorkeur gereali¬seerd als subroutines in het gedistribueerde regelstelsel 14 voor hetbepalen van zowel de nieuwe toevoermateriaalstroomsnelheid (OLIENIEUw)alsook de nieuwe stroomsnelheid voor de kalium toevoegende oplossing(K*S NIEUW ). Gebaseerd op de nieuwe toevoermateriaalstroomsnelheid(OLIEnucuw) en de nieuwe snelheid van de kalium toevoegende oplossing(K^Snxbuw) bepaalt het gedistribueerde regelstelsel dan de mate waarinde klep 18 en de klep 24 moeten worden nageregeld door gebruikmakend vande PID-algoritmen zoals in het navolgende nog nader zal worden beschre¬ven. De nieuwe toevoermateriaalstroomsnelheid (OLIEnxeuw) en de nieuwesnelheid van de kalium toevoegende oplossing (K~S NIEUW ) worden vervol¬gens elke twee minuten bijgewerkt. De kleppen 18 en 24 worden op hunbeurt telkens om de twee minuten nagesteld gebaseerd op de respectieve¬lijke nieuwe I2No.a=M en DBPaEM teneinde de nieuwe stroomsnelheden tebereiken zoals aangegeven is met S7.

De eerste stap in de off-line laboratorium meetprocedure volgensde onderhavige uitvinding is aangeduid met Sa waarbij aangegeven is datde systeemregelaar 10 het gemiddelde en de standaard deviatie bepaalt van zowel de I2No.p en DBPp, telkens berekend om de seconde (of eenander interval) gedurende de periode waarin het roetmonster is genomen.Het geproduceerde roet wordt bemonsterd op gescheiden intervallen,gebruikelijk binnen een traject van een tot enkele uren, en zowel hetjoodgetal als de DBP van het monster worden gemeten in een laboratorium(I2No.lab en DBPum) zoals aangegeven is bij S9. Zoals in het boven¬staande werd opgemerkt ligt het roetbemonsteringsinterval in het al¬gemeen binnen een traject van ongeveer 2 tot 20 minuten. De nieuwesysteeminterceptie (KO) voor het joodgetalalgoritme wordt daarna bijge¬steld door de systeemregelaar 10, gebaseerd op de I2No.r,XB en I2No.gem,berekend gedurende de periode waarin het monster werd genomen zoalsaangegeven is bij S10. Bij voorkeur zijn de vergelijkingen (8) tot enmet (14) die in het bovenstaande al werden beschreven uitgevoerd alssubroutines in de systeemregelaar 10. Op soortgelijke wijze wordt ook deschaalfactor (F) nageregeld gebaseerd op de DBPr.*B en DBPgem gedurendede periode waarin het monster werd genomen. Bij voorkeur zijn ook debovenstaande vergelijkingen (22) tot en met (29) uitgevoerd als sub¬routines in het gedistribueerde regelstelsel 14. De nieuwe systeeminter¬ceptie (KOnïeuw) wordt dan gebruikt voor het bijwerken van het joodge¬talalgoritme voor het meer nauwkeurig bepalen van voorspelde joodgetal-len (laNo.p.) totdat het volgende roetmonster wordt genomen zoals aan¬gegeven is bij Sn. Op soortgelijke wijze wordt de nieuwe schaalfactor(Fnieuh) gebruikt voor het bijwerken van het DBP algoritme voor het meernauwkeurig bepalen van DBP waarden totdat het volgende roetmonster wordtgenomen, hetgeen eveneens bij Sn is aangegeven. Zoals aangegeven is bijSi 2 worden zowel het joodgetalalgoritme als het DBP algoritme bijgewerkttelkens wanneer een roetmonster is genomen en worden derhalve bijgewerktbinnen een traject van ongeveer 1 tot 4 uur.

Figuur 4 toont een stroomschema dat in concept de proceduresbeschrijft van het gedistribueerde regelstelsel 14 voor het voorspellenvan zowel het joodgetal I2No.p in overeenstemming met het joodgetalal¬goritme en de DBPp in overeenstemming met het DBP algoritme zoals in hetbovenstaande werd beschreven. Het gedistribueerde regelstelsel 14 leestallereerst de ingangsgegevens die nodig zijn voor het berekenen van deingangsvariabelen voor het joodgetalalgoritme en de ingangsvariabelevoor het DBP algoritme zoals aangegeven is bij Sn. De ingangsvariabelenvoor het joodgetalalgoritme omvatten de toevoermateriaalstroomsnelheid,de gasstroomsnelheid, de luchtstroomsnelheid, de luchtvoorverwarmings-temperatuur en de luchtvochtigheid. De ATBG (brandstofkwaliteit) is eenberekende besturingsvariabele en de ATBO (toevoermateriaalkwaliteit) is in hoofdzaak een constante besturingsvariabele zoals in het bovenstaandereeds werd beschreven. De ingangsvariabelen voor het DBP algoritme zijnde stroomsnelheid van de kalium toevoegende oplossing en de toevoer-materiaalstroomsnelheid.

Na het uitlezen van de ingangsgegevens vergelijkt het gedistribu¬eerde regelstelsel de ingangsgegevens met een toelaatbare reeks vanwaarden voor elke variabele, zoals aangegeven is bij S2. Als een wil¬lekeurige variabele valt buiten zijn toelaatbare traject (BAD) dan wordteen slechte datavlag (een digitaal signaal) ingesteld zoals aangegevenis bij S3. Als de slechte datavlag is ingesteld dan wordt er op basisvan deze data geen I2No.p en/of DBPp berekend. Als alle data valt binnende toelaatbare trajecten dan worden zowel l2No.p als DBPp berekendgebaseerd op deze groep van ingangsdata gebruikmakend van het respec¬tievelijke joodgetalalgoritme en DBP algoritme zoals aangegeven is bijS4. Zowel I2No.p als DBPp worden elk vergeleken met een realisatischtraject waarin binnen elke uitgangsvariabele zou moeten vallen zoalsaangegeven is bij Ss. Als l2No.P danwel DBPp niet valt binnen een toe¬laatbaar traject dan wordt de slechts datavlag ingesteld en worden dehuidige waarden voor I2No.p en/of DBPp niet gebruikt, afhankelijk of erslechts een danwel beiden vallen buiten de respectievelijke toelaatbaretrajecten. Als I2No.p of DBPp vallen binnen hun toelaatbare traject danworden de waarden ervan opgeslagen in het computergeheugen van de sys-teemregelaar 10 zoals aangegeven is bij S6 en worden later (aan heteind van het betreffende interval) gebruikt voor het bijstellen van detoevoermateriaalstroomsnelheid resp. de stroomsnelheid van de kaliumtoevoegende oplossing.

Figuur 5 illustreert een stroomschema waarin in conceptvorm deprocedures worden geïllustreerd binnen het gedistribueerde regelstelsel14 voor het nastellen van zowel de toevoermateriaalstroomsnelheid als destroomsnelheid van de kalium toevoegende oplossing. Zoals aangegeven isbij Sn zal als de slechte datavlag was ingesteld gedurende de proceduresvoor het voorspellen van het joodgetal en/of DBP zoals geïllustreerd isbij S3 in figuur 4, de slechte datavlag worden teruggesteld en worden denastelprocedures, geïllustreerd in figuur 5 voor dat betreffende inter¬val, waarvoor het betreffende algoritme beschikte over slechte ingangs¬gegevens, niet geïmplementeerd. Was echter de slechte datavlag nietingesteld gedurende het twee minuten interval dan leest het gedistribu¬eerde regelstelsel 14 de ingangsdata voor het vaststellen van het nieuwetoevoermateriaalinstelpunt (0LIENiEUw) en/of het instelpunt voor dekalium toevoegende oplossing (K*SNxeuw) zoals aangegeven is bij S2. De ingangsgegevens voor OLIENIIUw omvatten LUCHTesM, GASe=M, ATBG, ATBO enOACobm/ zoals gedefinieerd in vergelijking (7). De ingangsdata voor dek*Snibüw omvatten K^Scbm* OLIEgbm/ DBPaEM, en Xgkm, zoals gedefinieerdin de vergelijkingen (17) tot en met (21).

De ingangsdata worden vervolgens vergeleken met een toelaatbaartraject van waarden voor elke term, zoals aangegeven is bij S3. Alswillekeurig een van de waarden valt buiten hun respectievelijke traject,dan wordt de slechte datavlag ingesteld (BAD). In overeenstemming daar¬mee worden voor het betreffende interval, indien de ingangsdata vooreen van de instelpunten of voor beiden slecht is, het instelpunt voorde toevoermateriaalstroomsnelheid (OLIENIElJW) en het instelpunt voor dekalium toevoegende oplossing (K^snisuh) niet nagesteld. Als echter allewaarden vallen binnen hm toelaatbare trajecten dan worden op de boven¬beschreven wijze OLIE nieuw en k*Sni*uw bijgesteld zoals aangegeven isbij SA. Zowel OLIE NIEUW als K^S NIEUW worden dan vergeleken met eentoelaatbaar traject van waarden zoals aangegeven is bij Ss. Als een vande waarden OLIENi=uw of K*SNieuw valt buiten een toelaatbaar traject(BAD) dan eindigen de procedures voor deze respectievelijke term enwordt de stroomsnelheid niet nagesteld. Als OLIEnxkuw en K*SNxiow vallenbinnen hm toelaatbare trajecten, dan worden de waarden van OLIEnieum enK*Snieuw elk verwerkt via een PID algoritme voor het bijstellen van detoevoermateriaalstroomsnelheid resp. de stroomsnelheid van de kaliumtoevoegende oplossing zoals aangegeven is bij Ss.

In figuur 6 is schematisch een kenmerkend PlD-algoritme geïllus¬treerd dat bij voorkeur wordt gebruikt voor het nastellen van de nieuwetoevoermateriaalstroomsnelheid (OLIEnieuw) of de nieuwe stroomsnelheidvan de kalium toevoegende oplossing (K*Snxbuw). De stromingmeter voorhet toevoermateriaal 16 en de stromingsmeter voor de kalium toevoegendeoplossing 22 zijn elk gekoppeld met een stromingszender (FT). Elkestromingszender (FT) is op zijn beurt gekoppeld met het gedistribueerderegelstelsel 14 en zendt een signaal (Fm) corresponderend met de gemetenstroomsnelheid zoals waargenomen door de bijbehorende stromingsmeter. Designalen voor de nieuwe stroomsnelheidinstelpmten voor toevoermateriaalen kalium toevoegende oplossing (Fep) worden dan vergeleken met hmrespectievelijke gemeten stroomsnelheidssignalen (Fm) zoals gegenereerddoor de stromingsmeters. gebaseerd op de respectievelijke vergelijkingenwordt een afwijkingssignaal (e(t)), dat gelijk is aan het respectieve¬lijke stroomsnelheidsinstelpuntsignaal (Fei>) verminderd met het respec¬tievelijke gemeten stroomsnelheidssignaal (Fm) dat voor elke stromingwordt gegenereerd. Gebaseerd op de respectievelijke afwijkingssignalen (E(t)) genereert een resp. PID-algoritme dat voor een deskundige op ditterrein bekend is een uitgangssignaal (c(t)) dat correspondeert met denastelling die bij de respectievelijke stromingsklep 18 of 24 moetworden uitgevoerd om de gewenste stroomsnelheid te bereiken. Elk uit¬gangssignaal wordt dan toegezonden aan een respectievelijke elektrischestroom/pneumatische druk-omvormer (i/P). De stroom/druk-omvormers (i/P)zijn elk gekoppeld resp. met de oliestromingsklep 18 en de kaliumoplos-singstromingsklep 24 voor het nastellen van de betreffende klep. Destroom/druk-omvormers (i/P) genereren elk een drukuitgangssignaal cor¬responderend met het respectievelijke PID uitgangssignaal (c(t)) waarmeeop zijn beurt de respectievelijke klep wordt nageregeld om het gewenstestromingssnelheidsinstelpunt te bereiken. Elk PID-algoritme genereertderhalve continu veranderingen in het uitgangssignaal (c(t)) totdat ergeen afwijkingssignaal (e(t)) meer optreedt en de gewenste stroominstel-punten zijn bereikt.

Figuur 7 toont in een stroomschema in conceptvorm de proceduresdie de systeemregelaar 10 uitvoert voor het bijwerken van de systeemin-terceptie (KO) van het joodgetalalgoritme en/of de schaalfactor (F) envan het DBP algoritme aan het eind van elke roetbemonsteringsperiode.Zoals aangeduid is bij Si haalt de regelaar uit het geheugen de I2No.pen DBPp waarden die zijn berekend en opgeslagen gedurende de periodewaarin het monster werd genomen. Als de systeemregelaar de data niet opde juiste wijze kan vinden (niet succesvol is) dan worden er geen al¬goritmen nagesteld. De systeemregelaar 10 leest dan de waarden voor dehuidige I2No.LAB en DBPi^b en vergelijkt deze met een toelaatbaar tra¬ject van waarden. Als een van de waarden buiten het traject valt danwordt de respectievelijke algoritme niet nagesteld. De systeemregelaar10 gebruikt dan de CUSUM procedure die de huidige sommen SH c i > en/of vaststelt voor de huidige l2No.x.AB en DBPe.xb waarden zoals aan¬geduid is bij S3. Als SH<±> >h of Si,<±> < -h voor een van de gemetenuitgangsvariabelen (l2No.r.AB of DBPbab) dan genereert de systeemregelaareen alarmsignaal. Als een alarmsignaal is gegenereerd dan wordt deKalman filterversterkingsfactor (Kx) voor het joodgetalalgoritme en/ofde DBP Kalman filterversterkingsfactor (KD) voor het DBP algoritmeingesteld gelijk aan 1 afhankelijk van het feit of een alarmsignaalwordt gegenereerd voor een danwel beide uitgangsvariabelen. De nieuwesysteeminterceptie (ΚΟκχβυν») voor het joodgetalalgoritme en/of de nieuweschaalfactor Fnieuw ) voor het DBP algoritme zijn derhalve beiden uit¬sluitend gebaseerd op de respectievelijke in het laboratorium gemetenwaarden van ι2Νο.βλβ en DBPbab. Als echter geen alarmsignaal wordt gegenereerd dan bepaalt de systeemregelaar de nieuwe gefilterde analyti¬sche eigenschappen I2No . filter en DBPrxt,TKR en stelt op zijn beurt desysteeminterceptieconstante (K0) en de schaalfactor (F) na voor hetbijwerken van het joodgetalalgoritme resp. het DBP algoritme zoalsaangegeven is bij S4. Zoals vervolgens bij S5 is aangegeven worden dewaarden voor de nieuwe systeeminterceptie (KONI=Uw) en schaalfactorFniboh) vergeleken met een toelaatbaar traject voor elke waarde. Als eenvan de waarden buiten het betreffende traject valt dan wordt het nietgebruikt voor het bijwerken van zijn respectievelijke algoritme. Als dewaarden van KONi«uw en FNX1Eow binnen hun traject vallen dan worden zeopgeslagen in het geheugen zoals aangegeven is bij Se. Bij het opslaanvan de waarden in het geheugen stelt de systeemregelaar 10 dan de dataingangsvlag terug zoals aangegeven is bij S-7 tot aan het einde van devolgende bemonsteringsperiode.

Claims (13)

1. Werkwijze voor het produceren van roet in een roetreactor,gekenmerkt door de volgende stappen: het met gescheiden intervallen meten van tenminste een uitgangsvariabeledie wordt gebruikt bij de productie van roet terwijl de roetreactor inbedrijf is; het gebruiken van tenminste een algoritme voor het met gescheiden voor¬spellingsintervallen voorspellen van tenminste een roetuitgangsvariabelegebaseerd op de genoemde tenminste ene ingangsvariabele die wordt geme¬ten gedurende het genoemde interval; het met gescheiden middelingsintervallen vaststellen van een gemiddeldewaarde van de genoemde tenminste ene voorspelde uitgangsvariabele overhet genoemde middelingsinterval; en het met gescheiden intervallen nastellen van de tenminste ene genoemdeingangsvariabele aan de hand van een nastelalgoritme gebruikmakend vanhet verschil tussen de gemiddelde waarde van de tenminste ene voorspeldeuitgangsvariabele en een doelwaarde van de tenminste ene uitgangsvaria¬bele terwijl de reactor in bedrijf is teneinde de doelwaarde van dezeuitgangsvariabele te bereiken en daardoor een in hoofdzaak consistentekwaliteit van het roet te realiseren.

2. Werkwijze voor het produceren van roet volgens conclusie 1,verder gekenmerkt door de volgende stappen: het met gescheiden bemonsteringsintervallen bemonsteren van het roetterwijl de roetreactor in bedrijf is, het meten van de genoemde tenminste ene uitgangsvariabele die door hetalgoritme is voorspeld aan de hand van een roetmonster, genomen terwijlde roetreactor in bedrijf is; en het nastellen van het genoemde tenminste ene algoritme gebaseerd op degemeten waarde van de tenminste ene uitgangsvariabele teneinde op meercorrecte wijze een voorspelling te verkrijgen voor de tenminste eneuitgangsvariabele.

3. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet, volgenseen der conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de tenminste ene voorspelde uitgangsvariabele geselecteerd is uit eengroep die het joodgetal en DBP omvat; de tenminste ene nagestelde ingangsvariabele geselecteerd is uit eengroep die omvat de toevoermateriaalstroomsnelheid en de stroomsnelheidvan de kalium toevoegende oplossing; en de genoemde ingangsvariabelen, gemeten op gescheiden intervallen, zijngeselecteerd uit een groep die omvat de oxidant-stromingssnelheid, de toevoermateriaalstromingssnelheid, de brandstofstromingssnelheid in deeerste trap, de oxidant voorverwarmingstemperatuur, en de stromingssnel¬heid van de kalium toevoegende oplossing,

4. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet als be¬schreven in conclusie 3, met het kenmerk, dat de toevoermateriaalstroom-snelheid wordt nageregeld door gebruik te maken van de relatie tussenhet gewenste joodgetal verminderd met de gemiddelde waarde van de voor¬spelde joodgetallen over het genoemde interval en het verschil tussen denieuwe totaal benodigde verbranding voor het verkrijgen van het gewenstejoodgetal verminderd met de gewenste waarde van de totale verbrandingtijdens het genoemde middelingsinterval; en de genoemde stroomsnelheid van de kalium toevoegende oplossing wordtnagesteld door gebruik te maken van het verschil tussen de gemiddeldeDBP waarde gedurende het genoemde middelingsinterval en de gewenste DBPwaarde.

5. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet als be¬schreven in een der conclusies 2 tot en met 4, met het kenmerk, dat hetgenoemde tenminste ene algoritme wordt nagesteld door gebruik te makenvan een gewogen gemiddelde van de beste schatting van de afwijkingsva-riantie van de huidige voorspelde waarde van de genoemde tenminste eneroet-uitgangsvariabele en de afwijkingsvariantie van de gemeten waardevan de tenminste ene uitgangsvariabele.

6. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet volgensconclusie 5, met het kenmerk, dat het genoemde tenminste ene algoritmewordt nagesteld door gebruik te maken van tenminste een tweede algoritmevoor het vaststellen van een nieuwe geschatte waarde voor de tenminsteene uitgangsvariabele door gebruik te maken van het genoemde gewogengemiddelde van de afwijkingvarianties en het verschil tussen de gemetenwaarde voor de tenminste ene uitgangsvariabele en de gemiddelde waardevan de voorspelde waarden van de tenminste ene uitgangsvariabele gedu¬rende de periode waarin het monster werd genomen, en de nieuwe geschatteuitgangsvariabele, geproduceerd door het tenminste tweede algoritme, opzijn beurt wordt gebruikt voor het nastellen van het tenminste eerstealgoritme teneinde op meer correcte wijze een voorspelling te verkrijgenvan de tenminste ene uitgangsvariabele.

7. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet volgenseen der conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk, dat de tenminste eneuitgangsvariabele wordt voorspeld met gescheiden voorspellingsinterval¬len binnen een traject van ongeveer een tot twintig seconden, dat degemiddelde waarde van de tenminste ene voorspelde uitgangsvariabele wordt vastgesteld met gescheiden intervallen binnen een traject vanongeveer een minuut tot drie minuten; en dat de gescheiden bemonste-ringsintervallen voor het bemonsteren van het geproduceerde roet liggenbinnen een traject van ongeveer een half uur tot ongeveer vijf uur.

8. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet volgenseen der conclusies 2 tot en met 7, met het kenmerk, dat de werkwijzeverder omvat een stap voor het bewaken van de gemeten waarden van detenminste ene roet-uitgangsvariabele teneinde een ongewenste verschui¬ving in het gemiddelde van de tenminste ene uitgangsvariabele te detec¬teren.

9. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet volgensconclusie 8, met het kenmerk, dat de gemeten waarden van de tenminsteene uitgangsvariabele worden bewaakt door het sommeren van het verschiltussen de huidige gemeten waarde van de uitgangsvariabele en de gewenstewaarde van deze uitgangsvariabele plus of min een vooraf bepaalde ver-tragingswaarde, en de waarde van deze sommatie wordt vergeleken met eenvoorspeld beslissingsinterval waarbij, indien de waarde van de genoemdesommatie valt buiten het genoemde beslissingsinterval een alarmsignaalwordt gegenereerd.

10. Werkwijze voor het regelen van de productie van roet volgensconclusie 9, met het kenmerk, dat de genoemde vertragingswaarde zodanigwordt bepaald dat, indien opgeteld danwel afgetrokken van de gewenstewaarde van de tenminste ene uitgangsvariabele, de twee resulterendewaarden in hoofdzaak een traject definiëren binnen ongeveer een stan¬daard deviatie danwel binnen een traject waarin meer dan 60% van degemeten waarden van de tenminste ene uitgangsvariabele valt.

11. Inrichting voor het regelen van de productie van roet in eenroetreactor, gekenmerkt door meetmiddelen voor het met gescheiden intervallen meten van tenminste eeningangsvariabele die wordt gebruikt bij de productie van roet terwijl deroetreactor in bedrijf is; berekeningsmiddelen die gekoppeld zijn met de meetmiddelen voor het metgescheiden intervallen voorspellen van tenminste een uitgangsvariabelevan het roet op basis van tenminste een algoritme dat gebruik maakt vande genoemde tenminste ene ingangsvariabele, gemeten gedurende het ge¬noemde interval, welke berekeningsmiddelen verder met gescheiden mid-delingsintervallen een gemiddelde waarde bepalen van de genoemde ten¬minste ene voorspelde uitgangsvariabele; en nastelmiddelen die gekoppeld zijn met de genoemde berekeningsmiddelenvoor het op gescheiden intervallen nastellen van de tenminste ene in- gangsvariabele op basis van een nastelalgoritme dat gebruik maakt vanhet verschil tussen de genoemde gemiddelde waarde van de tenminste enevoorspelde uitgangsvariabele en een gewenste waarde van de genoemdetenminste ene voorspelde uitgangsvariabele teneinde de gewenste waardevan deze uitgangsvariabele te bereiken terwijl de reactor in bedrijf isteneinde een in hoofdzaak consistente kwaliteit van het roet te realise¬ren.

12. Inrichting voor het regelen van de productie van roet in eenroetreactor als beschreven in conclusie 11, verder gekenmerkt doorbemonsteringsmiddelen voor het op gescheiden intervallen bemonsteren vanhet geproduceerde roet terwijl de reactor in bedrijf is zodanig dattenminste een uitgangsvariabele uit het roetmonster kan worden gemetenen waarbij de berekeningsmiddelen reageren op de genoemde gemeten waardevan de tenminste ene uitgangsvariabelen door het nastellen van hettenminste ene algoritme gebruikmakend van de gemeten waarde van detenminste ene uitgangsvariabele teneinde op meer correcte wijze deuitgangsvariabele te kunnen voorspellen.

13. Inrichting voor het regelen van de productie van roet volgenseen der conclusies 11 of 12, met het kenmerk, dat de genoemde bereke¬ningsmiddelen het tenminste ene algoritme nastellen gebruikmakend vantenminste een tweede algoritme voor het vaststellen van een geschattewaarde van de tenminste ene uitgangsvariabele gebruikmakend van eengewogen gemiddelde van de beste schatting van de afwijkingsvariantie vande huidige voorspelde waarde van de tenminste ene uitgangsvariabele ende afwijkingsvariantie van de gemeten waarde van de genoemde uitgangsva¬riabele, en dat op zijn beurt de berekeningsmiddelen gebruik maken vande geschatte uitgangsvariabele teneinde het tenminste ene algoritme nate stellen om zodoende op meer correcte wijze de tenminste ene uitgangs¬variabele te kunnen voorspellen.