石油大学化工仪表第十六章 典型操作单元的控制方案课件.ppt

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1、第十六章典型操作单元控制方案传热设备、加热炉、锅炉控制方案重点：一、传热设备的控制方案1、控制载热体流量改变载热体流量的大小，将引起传热系数和平均温度的变化。如果载热体上游压力不平稳，则采取稳压措施使其稳定，或采用温度与流量(或压力)的串级控制系统。当主要干扰是生产负荷（即工艺介质），且工艺对出口温度要求较高时，可采用前馈—反馈控制方案。2、工艺介质分路二、加热炉的控制1、加热炉的温度控制方案加热炉的主要质量指标是工艺介质经加热炉加热后的出口温度。不少加热炉对出口温度有严格的要求，允许波动范围仅为1—2℃。影响出口温度的干扰有：工艺介质的流量、温度、组分；燃料油（或气)压力、成分(或热值)；

2、燃料油的雾化情况；空气过量情况；喷嘴阻力及烟囱抽力等。这些干扰中有的可控，有的则不可控。加热炉温度控制系统的操纵变量一般是燃料油(或燃料气)的流量。（1）单回路控制系统（2）炉出口温度与炉膛温度的串级控制（3）炉出口温度与燃料油（或气）流量的串级控制（4）炉出口温度与燃料油（或气）压力的串级控制（5）前馈-反馈控制系统2、加热炉燃烧系统的控制燃烧系统控制的目的，一是为了保证燃料充分、完全地燃烧，以便发挥燃料的热效；二是为了防止燃料的波动造成干扰，影响加热炉出口温度的控制质量；三是出自安全的目的，防止出现事故。燃烧系统控制包括有燃料油（或气）的压力控制，使用燃料油时的雾化蒸汽压力控制，以及安全

3、联锁保护等。三、锅炉设备的控制锅炉设备的控制任务主要是根据生产负荷的需要，供应一定规格(压力、温度等)的蒸汽，同时使锅炉在安全、经济的条件下运行。主要包括：(1)锅炉供应的蒸汽量适应负荷变化的需要或保持给定负荷；(2)锅炉供给用汽设备的蒸汽压力保持在一定范围内；(3)过热蒸汽温度保持在一定范围内；(4)汽包中的水位保持在一定范围内；(5)保持锅炉燃烧的经济性和安全运行；(6)炉膛负压保持在—定范围内。1、汽包水位控制系统（1）单冲量水位控制系统（2）双冲量水位控制系统（3）三冲量水位控制系统2、锅炉燃烧系统的控制蒸汽压力控制、燃料与空气比值控制、炉膛负压控制右图包括：(1)蒸汽出口压力与燃料

4、流量串级控制系统。(2)燃料流量与空气量的单闭环比值控制系统。(3)空气量过少时自动减少燃料流量的选择性控制系统。(4)蒸汽出口压力降低时自动加大空气量的选择性控制系统。五、化学反应器的控制1、单回路温度控制系统图16—25和图16-26所示是两个单回路温度控制系统，反应热量由冷剂带走。图16—25的控制方案是通过控制冷剂的流量来稳定反应温度。该方案冷剂流量相对较小，釜温与冷剂温度差较大，当反应器内部温度不均匀时，易造成局部过热或过冷。图16—26的控制方案是通过冷剂的温度变化来保持反应温度不变。冷剂是强制循环式，流量大，传热效果好，但釜温与冷剂温度差较小。2、串级控制系统上述的单回路温度控

5、制系统，常用载热体作为操纵变量，其滞后时间较大，对温度调节质量有较大影响，有时满足不了工艺要求。为此可以来用串级控制方案，例如对于釜式反应器，可以采用反应温度对载热体流量的串级控制（如图16-27），反应温度对夹套温度的串级控制（如图16-28）等，到底采用哪种方案，应视扰动情况而定。若生产负荷(进料流量)变化较大时，可以采用以进料流量为前馈信号的控制系统。习题：5、9、10全部课程完