典型操作单元控制方案.ppt

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1、第一节流体输送设备的控制流体输送设备的基本任务是输送流体和提高流体的压头。它的控制，主要是出口流量或压力的控制。泵是液体的输送设备，压缩机则是气体的输送设备。此外，还有为保护输送设备不致损坏的一些保护性控制方案，如离心式压缩机的“防喘振”控制方案。离心泵控制的目的是:泵的出口流量或压力一、离心泵的控制方案离心泵是最常见的液体输送设备。（一）工作原理反映了泵的压头H、排量Q和转速n之间的函数关系:1.离心泵的流量特性：n1

2、中的摩擦损失压头hf；4)控制阀两端节流损失压头hv；曲线1/2/3为不同管路阻力下的管路特性曲线：HL=hp+hL+hf+hvk－管路系统常数，与出口阀的开度有关，开度越大，k越小3.泵的工作点：管路特性曲线：离心泵的流量特性：当系统达到稳定工作状态时，泵的压头H必然等于HL。泵的流量特性曲线与管路特性曲线的交点C，即是泵的平衡工作点。C点对应流量Q即泵的实际出口流量。对应压头H即泵的实际出口压头。管路特性流量特性（二）离心泵出口流量控制方案改变出口阀门开度即改变管路阻力。A为泵的流量特性曲线不变：转速一定。曲线1/2/3为

3、不同管路阻力下的管路特性曲线：返回曲线A与曲线1的交点Cl即为工作点。Cl点对应流量Ql即泵的实际出口流量。对应压头H即泵的实际出口压头。这时，管路特性曲线会发生改变。1．控制泵的出口阻力（2）此方案总机械效率较低，尤其阀小开度时，阀上压降较大。对大功率泵，流量小于正常排量30%时，损耗功率大，不经济，不宜采用。（1）简单可行、应用最为广泛的方案。注意：直接节流法的控制阀应安装在泵的出口管道上，而不能装在泵的吸入管道上。否则会出现“气缚”及“气蚀”现象。特点：（3）调节阀阀一般宜装在流量计的下游，这样将对保证流量测量精度有好处

4、。2．控制泵的转速泵的转速n改变时，流量特性曲线会发生改变。同样Q下，提高n会使压头H增加。返回若管路特性曲线一定，n1

5、的泵装置上。例：原油外输采用，6000V，30A3．控制出口旁路将部分排出量重新送回到泵的入口管路，改变旁路阀开度控制泵的实际排量。因调节阀前后压差大，流量小，控制阀尺寸可比安装在控制出口管道上小得多。特点：不经济，因旁路消耗一部分高压液体能量，使总机械效率降低，故很少采用。返回由于压力与流量是对应的，也可由压力控制代替流量控制。4．控制出口压力特点：压力测量通常比流量测量容易，但压力与流量的对应关系通常是近似的、易变的，所以常用于不方便流量测量、流量控制要求不高的场合。二、往复泵的控制方案往复泵是利用活塞在气缸中往复运动来输

6、送流体。多用于流量较小、压头较高的场合。（一）工作原理n——每分钟往复次数；F——气缸截面积，m2；s——活塞冲程，m；与管路特性无关，可通过改变n、s来控制流量。流量特性：（二）往复泵的控制方案1．改变原动机转速与离心泵调转速相同。汽轮机作原动机可改变蒸汽流量则改变往复次数n，控制出口流量。2．控制泵出口旁路改变旁路阀开度控制实际排量。因高压流体部分能量白白消耗在旁路上，故经济性较差。3．改变冲程s计量泵常采用改变冲程s进行流量控制。在一定转速n下，随Q↓→H↑↑。因此改变出口管道阻力既达不到控制流量目的，一旦出口阀完全关闭

7、，泵缸内的压强将会急剧上升，导致机件破损或电机烧毁。又极易导致泵体损坏。严禁采用控制出口阻力的控制方案。4．改变出口阻力离心泵可以用出口阀门来调节流量，但对往复泵此法却不能采用。因为往复泵的流量只与泵的几何尺寸和泵的往复次数有关，而与管路特性无关。化工生产的传热设备：换热器、再沸器、冷凝器、加热炉等传热目的不同，被控变量不同。多数情况下，被控变量是原料出口温度。第二节传热设备的控制一．概述传热的目的主要有下列三种：(1)使工艺介质达到规定的温度。对工艺介质进行加热或冷却。有时在工艺过程进行中加入或除去热量，使工艺过程在规定的温

8、度范围内进行。(2)使工艺介质改变相态。根据工艺过程的需要，有时加热使工艺介质汽化，也有冷凝除热，使气相物料液化。(3)回收热量。二．传热设备的特性热量平衡方程传热速率方程三、一般传热设备的控制1.控制载热体流量传热面积足够大时，可使传热系数和平均温度变化。即改变传热量。适用