第4章流体输送设备的控制.ppt

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1、第四章流体输送设备的控制陈兆娜信息与控制工程学院自动化系过程控制工程教学内容和重点1.泵的控制2.离心式压缩机的控制1.掌握离心泵和往复泵的控制方案。2.掌握离心式压缩机的控制特性、喘振现象、喘振线和防喘控制线，掌握常见的防喘控制方案。9/17/20212CopyrightbyZhaonaChen4.1泵的控制4.1.1离心泵的特性及控制1、离心泵的静态特性泵：离心式和容积式（往复泵、旋转泵）H为泵的压头，即泵前后的流体静压差；n为离心泵转速；Q为泵的排出量。HL为管路压头损失，也是泵的最大输出功率线，即在给定的转速下，H

2、*Q在该压头下达到最大。9/17/20213CopyrightbyZhaonaChen2、离心泵的控制方案要求排量Q稳定，有时要求压头稳定。（1）直接节流法直接改变阀开度，改变管路中的压头损失，进而改变泵的工作点。特点：简单，效率低，能耗大。注意：①不可将阀装在入口处。②孔板装在阀上游，以减弱下游压力波动产生影响。9/17/20214CopyrightbyZhaonaChen（2）调速法改变泵的转速，改变工作点。例：电机调速、蒸汽透平特点：节能、实施复杂，适合于大功率泵，投资较大。9/17/20215Copyrightby

3、ZhaonaChen（3）旁路法改变管路特性达到控制流量的目的。特点：应用阀门口径小，安装方便，总效率低，应用小流量。9/17/20216CopyrightbyZhaonaChen4.1.2往复式旋转式正排量泵的特性及控制n转速（冲程数）k结构常数；机械效率。齿轮泵往复泵1.特性9/17/20217CopyrightbyZhaonaChen2、控制方案（1）改变泵的冲程（2）控制旁路回流法（3）控制出口压力下，直接节流9/17/20218CopyrightbyZhaonaChen4.2离心式压缩机的控制60年代后，开始在化

4、工中迅速推广，尤其大中型厂。排量大，均匀，可用蒸汽燃汽机驱动，便于能量回收。大型合成氨厂、乙烯厂、原料气压机、空压机、工厂的心脏设备，控制要求高，一般有以下几个方面：(1)气负荷或出口压力控制，常用调速器。(2)油路系统，润滑油，密封油。(3)真空系统(4)各板吸入温度、压力、分离器液位。(5)主轴推力、指示位移。(6)防喘。9/17/20219CopyrightbyZhaonaChen4.2.1离心式压缩机特性和喘振现象1、特性吸入流量（扩充量）压缩比转子转速：n，关系如图。有一最高点：B9/17/202110Copyr

5、ightbyZhaonaChen2、喘振现象转子内部充入大量气体，又重新排出对点为QD但吸入量仍不足工作点迅速变化，压缩机发生激烈抖动，现象叫喘振。喘振现象发生的主要原因：吸入量不足，即：9/17/202111CopyrightbyZhaonaChen不同的n对应不同的B最高点，如图：把B线连接起来，得喘振线，喘振线的左侧为不允许进入的喘振区。为了防止喘振的发生，在各n个，可在其右侧画出另一线，取1.05～1.10，作为安全工作线，称控制线。控制不过此线的左侧即可防止喘振。3、喘振极限曲线和喘振控制线（安全工作线）9/17

6、/202112CopyrightbyZhaonaChen4、介质状态对　　的影响分子量m，温度T，压力P都有影响如图：分子量的影响：当时，对于m=20时，喘振右侧安全。当m=28时，　　　，喘振！温度影响如图：当时，对于T=0～10℃安全。T=-20℃时，进入喘振区。9/17/202113CopyrightbyZhaonaChen4.2.2防喘振控制系统9/17/202114CopyrightbyZhaonaChen1、固定流量极限防喘振控制9/17/202115CopyrightbyZhaonaChen（２）对压力温度修

7、正的控制方案9/17/202116CopyrightbyZhaonaChen原来的了，操作条件变化，就不能使用为给定值。※解决办法：给定值随工作条件变化。问题：如图9/17/202117CopyrightbyZhaonaChen操作条件下体积容量。防喘条件：（给定）试验状态，即温度差压9/17/202118CopyrightbyZhaonaChen控制方案：为测量值为给定值9/17/202119CopyrightbyZhaonaChen2、可变极限流量法给定值随变化的方案对于n变化的压缩机，应将随作相应的变化，所以叫可变极

8、限流量法喘振极限曲线不一定光滑的,而规定，可以较有规律，可近似处理。线则是人为①数学模型近似9/17/202120CopyrightbyZhaonaChen（i）直线，（ii）抛物线,（iii）折线（１）用计算装置（函数发生器）将测得经非线性函数发生器，输出对应的作为防喘振调节器的给定值，使②用计算装置