换热器出温度.doc

目 录 换热器的概述…………………………………………………………2 1.1设备的类型 ………………………………………………………………2 1.2换热器的控制 ……………………………………………………………3 2.换热器组成及工作原理……………………………………………………………3 2.1换热器的组成 ……………………………………………………………3 2.2换热器工作原理 …………………………………………………………3 2.3换热器的数学描述 ………………………………………………………4 3. 控制方案的选择…………………………………………………………………6 3.1系统参数选择 …………………………………………………………6 3.2确定参数 ……………………………………………………………7 4.现场仪表选型…………………………………………………………………8 4.1温度测量 ……………………………………………………………8 4．2温度变送器 ……………………………………………………………9 4.3流量传感器 ……………………………………………………………10 4.4流量调节器 ……………………………………………………………12 4.5执行器 ……………………………………………………………13 5.系统方块图 ……………………………………………………………………15 6.分析被控对象特性………………………………………………………………15 6.1分析被控对象………………………………………………………………15 6.2选择控制算法 …………………………………………………………16 7进行系统仿真，调节控制参数，分析系统性能…………………………………………17 7.1调节控制参数………………………………………………………………17 7.2 PID参数确定………………………………………………………………18 7.3 进行系统仿真………………………………………………………………18 8.课程设计总结 ……………………………………………………………………20 换热设备的概述 使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。换热设备广泛应用于炼油、化工、轻工、制药、机械、食品 加工、动力以及原子能工业部门当中。通常，在某些化工厂的设备投资中，换热器占总投资的30%；在现代炼油厂中，换热器约占全部工艺设备投资的40%以上；在海水淡化工业生产当中，几乎全部设备都是由换热器组成的。换热器的先进性、合理性和运转的可靠性直接影响产品的质量、数量和成本。 　 　 根据不同的使用目的，换热器可以分为四类：加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器。按照传热原理和实现热交换的形式不同可以分为间壁式换热器、混合式换热器、蓄热式换热（冷热流体直接接触）、有液态载热体的间接式换热器四种。在石油、化工生产中间壁式换热器应用的最为广泛。 衡量一台换热器好坏的标准是传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构合理，安全可靠，节省材料，成本低，制造、安装、检修方便。 　 在炼油的化工生产中，换热器设备应用极其广泛。进行换热的目的主要有下列四种： 1.使工艺介质达到规定的温度，以使化学反应或其他工艺过程很好的进行； 2.生产过程中加入吸收的热量或除去放出的热量，使工艺过程能在规定的温度范围内进行； 3.某些工艺过程需要改变无聊的相态； 4.回收热量。 由于换热目的的不同，其被控变量也不完全一样。在大多数情况下，被控变量是温度，为了使被加热的工艺介质达到规定的温度，常常取出温度问被控温度、调节加热蒸汽量使工艺介质出口温度恒定。对于不同的工艺要求，被控变量也可以是流量、压力、液位等。 2 .换热器出口温度控制系统的组成特点 2.1 换热器的组成 有换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵、变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。 温度控制过程有如下特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。被调参数（换热器出口温度）经检验元件测温并由温度变送器转换处理获得测量信号，测量值与给定值的差值的送入调节器，调节器对偏差信号进行运算处理后输出控制作用。 2.2 换热器的工作原理 换热器的温度控制系统换热器工作原理工艺流程如下：冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定