第十一章典型化工单元的控制方案

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1、第十一章典型化工单元的控制方案内容捉要流体输送设备的控制方案离心泵的控制方案往复泵的控制方案压气机的控制方案离心式压缩机的防喘振控制传热设备的口动控制两侧均无相变化的换热器控制方案载热体进行冷凝的加热器自动控制冷却剂进行汽化的冷却器a动控制精憎塔的自动控制工艺要求精馆塔的干扰因索精懈塔的控制方案化学反应器的自动控制化学反应器的控制要求釜式反应器的温度口动控制固定床反应器的口动控制流化床反应器的H动控制升化过程的控制常用生化过程控制青得素发酵过程控制啤酒发酵过程控制第一节流体输送设备的控制方案一、离心泵的控制方案离心泵流量控制的目的是要将泵的排出流量恒定于某一给定的数值上。离心泵的流

2、量控制大体的三种方法1.控制泵的出口阀门开度当T扰作用使被控变量（流量）发牛变化偏离给定值时，控制器发出控制信号，阀门动作，控制结果使流量回到给定值。图11-1改变泵岀□阻力控制流量图11-2泵的流量特性曲线与管路特性曲线注意控制阀一般应该安装在泵的出口管线上，而不应该安装在泵的吸入管线上（特殊情况除外）。1.控制泵的转速图11・3中曲线1、2、3表示转速分别为nl、n2、n3时的流量特性,且有nl>n2>n3o该方案从能虽:消耗的角度来衡量最为经济，机械效率较高，但调速机构一般较复杂，所以多用在蒸汽透平驱动离心泵的场合，此时仅需控制蒸汽量即可控制转速。图11-3改变泵的转速控剖流

3、量2.控制泵的出口旁路将泵的部分排出量重新送回到吸入管路，用改变旁路阀开启度的方法來控制泵的实际排出量。控制阀装在旁路上，压差大，流量小，因此控制阀的尺寸较小。该方案不经济，因为旁路阀消耗一部分高压液体能量，使总的机械效率降低，故很少采用。图X赛路阀控制二、往复泵的控制方案往复泵多用于流量较小、压头要求较高的场合，它是利用活塞在汽缸中往复滑行来输送流体的。往复泵提供的理论流量可按下式计算Qif=60nFs（m'/h）（n-i）1•改变原动机的转速该方案适用于以蒸汽机或汽轮机作原动机的场合，此时，可借助于改变蒸汽流虽的方法方便地控制转速，进而控制往复泵的出口流最。图11-5改变转速的

4、龌2.控制泵的出口旁路该方案由于高压流体的部分能量要白白消耗在旁路上，故经济性较差。图11-6改变旁路流量3.改变冲程s计量泵常川改变冲程s來进行流量控制。冲程s的调整可在停泵时进行，也有可在运转状态下进行的。图11T往复泵的特性曲线三、压气机的控制方案压力机的分类其作用原理不同可分为离心式和往复式两大类；按进、出口压力高低的差别，可分为真空泵、鼓风机、压缩机等类型。1•总接控制流量对于低压的离心式鼓风机，一般可在其出口直接用控制阀控制流虽。由于管径较大，执行器可采用蝶阀。其余情况下，为了防止出口压力过高，通常在入口端控制流最。因为气体的可压缩性，所以这种方案対于往复式压缩机也是适

5、用的。为了减少阻力损失，对人型压缩机，往往不用控制吸入阀的方法，而川调整导向叶片角度的方法。图11乜分程控制方案图11-9分程阀的特性2.控制旁路流量对于压缩比很高的多段压缩机，从出口直接旁路回到入口是不适宜的。这样控制阀前后压差太大，功率损耗太大。为了解决这个问题，可以在屮间某段安装控制阀，使其冋到入口端，用一只控制阀可满足一定工作范围的需要。图11-10控制回I机旁路方案3.调节转速压气机的流量控制可以通过调节原动机的转速来达到，这种方案效率最高，节能最好。问题在于调速机构一般比较复杂，没冇前两种方法简便。四、离心式压缩机的防喘振控制1•离心式压缩机的特性曲线及喘振现象3。

6、/%-Ve♦Q图11-11离心式压缩机特性曲线011-12喘振现象示意图喘振是出现斥缩机工作点这种反复迅速突变这一现象

7、寸，rfr丁气体由压缩机忽进忽出,使转子受到交变负荷，机身发生振动并波及到相连的管线，表现在流量计和压力表的指针大幅度摆动。喘振是离心式压缩机固有的特性。负荷减小是离心式压缩机产生喘振的主耍原因；此外,被输送气体的吸入状态，也是使压缩机产生喘振的因素。一般讲，吸入气体的温度或压力越低，压缩机越容易进入喘振区。2.防喘振控制方案（1）固定极限流量法对于工作在一定转速卜-的离心式压缩机，都有一个进入喘振区的极限流量QB,为了安全起见，规定一个压缩机吸入流量的最小值QP

8、,且有QP