化工仪表和自动化9

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1、化工仪表及自动化9本文由liqimen贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。化工仪表及自动化第十一章典型化工单元的控制方案内容提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自动控制–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自动控制精馏塔的自动控制–工艺要求1内容提要–精馏塔的干扰因素–精馏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

2、自动控制固定床反应器的自动控制流化床反应器的自动控制升化过程的控制–常用生化过程控制–青霉素发酵过程控制–啤酒发酵过程控制2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。离心泵的流量控制大体的三种方法1.控制泵的出口阀门开度当干扰作用使被控变量（流量）发生变化偏离给定值时，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。3第一节流体输送设备的控制方案图11-1改变泵出口阻力控制流量图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

3、上，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）。该安装在泵的吸入管线上（特殊情况除外）。4第一节流体输送设备的控制方案2.控制泵的转速图11-3中曲线1、2、3表示转速分别为n1、n2、n3时的流量特性，且有n1＞n2＞n3。该方案从能量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改变泵的转速控制流量5第一节流体输送设备的控制方案3.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

4、阀开启度的方法来控制泵的实际排出量。图11-4改变旁路阀控制流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。6第一节流体输送设备的控制方案二、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，往复泵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Q理＝60nFs(m3/h)（11-1）7第一节流体输送设备的控制方案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量

5、的方法方便地控制转速，进而控制往复泵的出口流量。图11-5改变转速的方案8第一节流体输送设备的控制方案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9第一节流体输送设备的控制方案3.改变冲程s计量泵常用改变冲程s来进行流量控制。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11-7往复泵的特性曲线10三、压气机的控制方案压力机的分类第一节流体输送设备的控制方案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

6、。11第一节流体输送设备的控制方案1.直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量。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量。因为气体的可压缩性，所以这种方案对于往复式压缩机也是适用的。为了减少阻力损失，对大型压缩机，往往不用控制吸入阀的方法，而用调整导向叶片角度的方法。12第一节流体输送设备的控制方案图11-8分程控制方案图11-9分程阀的特性13第一节流体输送设备的控制方案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

7、样控制阀前后压差太大，功率损耗太大。为了解决这个问题，可以在中间某段安装控制阀，使其回到入口端，用一只控制阀可满足一定工作范围的需要。图11-10控制压缩机旁路方案14第一节流体输送设备的控制方案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，没有前问题两种方法简便。15四、离心式压缩机的防喘振控制第一节流体输送设备的控制方案1.离心式压缩机的特性曲线及喘振现象图11-11离心式压缩机特性曲线图11-12喘振现象示意图16第一节流体输送设备的控制方案喘振是出

8、现压缩机工作点这种反复迅速突变这一现象喘振时，由于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要原因；此外，被输送气体的吸入状态，也是使压缩机产