过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (8): 847-856.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225296
覃小龙, 戴一阳*
Xiaolong QIN, Yiyang DAI*
摘要: 催化裂化是石化行业重要生产环节,是提取原油中轻质油品的重要手段。流化催化裂化(Fluid Catalytic Cracking, FCC)生产过程复杂,生产条件严苛,设备繁多。催化裂化过程安全需求高,故障数据只占据小比例,并且其生产过程波动大,二者共同作用会导致故障检测模型性能恶化。为解决这些问题,本研究提出一种基于变分注意力(Variational-Attention-Transformer-Encoder, VATE)的故障检测方法。该方法基于催化裂化模拟器构建生产数据集,模拟了4个不同程度下正常工况生产过程波动以及8类催化裂化过程故障,VATE将变分机制融入注意力算法,通过后校验信息更好地学习催化裂化过程的多波动生产的工况,构建更符合场景的注意力机制,通过重构误差以及核密度估计(Kernel Density Estimation, KDE)确定检测阈值,进行故障检测。在催化裂化多波动生产过程数据集验证其有效性,实验结果表明,与主成分分析、自编码器、变分自编码器、长短期自编码器、长短期变分自编码器、Transformer-Encoder等方法相比,VATE在催化裂化多波动工况下可实现更准确的检测,取得94.64%的最优故障检测率。