典型化工单元的控制资料讲解.ppt

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1、典型化工单元的控制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3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。第一节流体输送设备的控制方案

2、4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）。注意第一节流体输送设备的控制方案52.控制泵的转速图11-3改变泵的转速控制流量图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。第一节流体输送设备的控制方案63.控制泵的出口旁路图11-4改

3、变旁路阀控制流量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来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。第一节流体输送设备的控制方案二、往复泵的控制方案7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（11-1）第一节流体输送设备的控制方案81.改变原动机的转速图11-5改变转速的方案该方案适用于以蒸汽机或汽轮机作原动机的场合，此

4、时，可借助于改变蒸汽流量的方法方便地控制转速，进而控制往复泵的出口流量。第一节流体输送设备的控制方案92.控制泵的出口旁路图11-6改变旁路流量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。第一节流体输送设备的控制方案103.改变冲程s图11-7往复泵的特性曲线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。第一节流体输送设备的控制方案三、离心式压缩机的防喘振控制161.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喘振现象示意图第一节流体

5、输送设备的控制方案17喘振是出现压缩机工作点这种反复迅速突变这一现象时，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。第一节流体输送设备的控制方案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下的离心式压缩机，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

6、压缩机吸入流量的最小值QP，且有QP＜QB。图11-13防喘振旁路控制18第一节流体输送设备的控制方案（2）可变极限流量法图11-14防喘振曲线图11-14上的喘振极限线是对应于不同转速时的压缩机特性曲线的最高点的连线。只要压缩机的工作点在喘振极限线的右侧，就可以避免喘振发生。19第一节流体输送设备的控制方案安全操作线近似为抛物线，其方程可用下列近似公式表示（11-2）在时，工况是安全的。经过换算，上述不等式可写成如下形式20（11-3）第一节流体输送设备的控制方案21图11-15变极限流量防喘振控制方案该方案控制器FC的给定

7、值是经过运算得到的，因此能根据压缩机负荷变化的情况随时调整入口流量的给定值，而且由于这种方案将运算部分放在闭合回路之外，因此可像单回路流量控制系统那样整定控制器参数。第二节传热设备的自动控制一、两侧均无相变化的换热器控制方案221.控制载热体的流量图11-16改变载热体流量控制温度图11-16表示利用控制载热体流量来稳定被加热介质出口温度的控制方案。采用传热基本方程式的工作原理。若不考虑传热过程中的热损失第二节传热设备的自动控制23传热过程中传热的速率可按下式计算整理后，得移项后改写为第二节传热设备的自动控制24图11-17换

8、热器串级控制系统如果载热体本身压力不稳定，可另设稳压系统，或者采用以温度为主变量、流量为副变量的串级控制系统。第二节传热设备的自动控制252.控制载热体旁路流量图11-18用载热体旁路控制温度采用三通控制阀来改变进入换热器的载流体流量与旁路流量的比例，可以改变进入换热器的载热