典型化工单元的控制.ppt

化工仪表及自动化 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 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 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 第一节 流体输送设备的控制方案 一、离心泵的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 二、往复泵的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 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 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 第一节 流体输送设备的控制方案 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 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 二、载热体进行冷凝的加热器自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 三、冷却剂进行汽化的冷却器自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 第二节 传热设备的自动控制 化学工业出版社 化学工业出版社 第十一章 典型化工单元的控制方案 1 2 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。 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 5 2.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。 6 3.控制泵的出口旁路 图11-4 改变旁路阀控制流量 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。 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） 8 1.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。 9 2.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。 10 3.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。 16 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 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。 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，规定一个压缩机吸入流量的最小值QP，且有QP＜QB。 图