第2章 工艺流程设计.pptVIP

3．仪表图形符号 (1) 监控仪表（包括检测、显示、控制等）的图形符号 监控仪表的图形符号在管道仪表流程图上用规定图形和细实线画出，如常规仪表图形为圆圈，DCS图形为正方形与内切圆组成，控制计算机图形为正六边形等。 (2) 仪表安装位置的图形符号见表2-11。 ２.４? 典型设备的自控流程 化工自动化控制包括温度，压力，液压，流量，pH值等控制。化工仪表和自动化课程详细介绍了自控的仪表仪器和方法手段，这里仅简单介绍。 本节介绍常用的化工典型设备（泵、换热器、反应釜、蒸馏塔）的自控流程(P42-48)。 一、泵类的自控方案 1. 离心泵 离心泵的流量调节一般是采用出口节流的方法，如图2-8(a)。也可以使用旁路调节方法(见图2-8(b))，旁路调节耗费能量，其优点是调节阀的尺寸比直接节流的小。 2．容积式泵 容积式泵主要指往复泵、齿轮泵、螺杆泵和旋涡泵等，当流量减小时容积式泵的压力急剧上升，因此不能在容积式泵的出口管道上直接安装节流装置来调节流量，工程上通常采用旁路调节或改变转速、改变冲程大小来调节流量。 二、压缩机的自控方案 压缩机的控制方案与泵的控制方案有相似之处，常采用如图2-10所示的分程控制方案，即出口流量控制器操纵两个控制阀，吸入阀只能关至一定开度，若需要更小流量，则打开旁路调节阀，这样可以避免直接调节进口流量而导致入口端负压严重的缺陷。也可以采用图2-11所示的旁路控制方案。但对压缩比很大的多段压缩机，这种从出口直接旁路回到入口的方式，会造成控制阀前后压差太大，功率损耗很大。此时，可在中间某一段安装控制阀，使其回到入口端。另外，还可调节原动机的转速来控制压缩机的流量。 三、换热器的自控方案 (一) 无相变时换热器的自控方案 1．控制载热体的流量 这是一种用载热体的流量作为操作变量的控制方案。 2．控制被控物料的流量 这是将被控物料的流量作为系统操纵变量的控制方案（见图2-13(a)）。若被控物料的流量不允许控制时，则可将一小部分物料直接通过旁路流到换热器出口与热物料混合，达到控制出口温度的目的（见图2-13(b)）。 1．加热器的温度控制方案 化工过程中常用蒸汽冷凝来加热物料，当被加热物料的出口温度作为被控变量时，常采用以下两种控制方案： (1) 直接控制蒸汽流量 (二) 有相变时的换热器控制方案 图2-14 直接控制蒸汽流量的控制方案 (a) 改变入口蒸汽流量 (b) 温度与蒸汽压力的串级控制方案 (2) 控制换热器的有效换热面积 在传热系数和传热温差基本保持不变的情况下，改变换热器的有效换热面积，也可以达到控制出口温度的目的。 图2-15 控制加热器换热面积的控制方案 (a)改变换热面积 (b)温度-液位串级控制 (c)温度-流量串级控制 2．冷却器的温度控制方案 下面以液氨为冷却剂为例，介绍有相变时冷却器常用的控制方案。 图2-16 冷却器的温度控制方案 (a) 用冷却剂流量控制温度 (c) 用汽化压力控制温度 (b) 温度-液位串级控制 (一) 釜式反应器的温度自动控制 1．控制进料温度 改变进入反应釜的物料温度，从而达到控制釜内物料温度的目的（见图2-17(a)）。 2．控制传热量 如图2-17(b)所示，用改变载热体流量来调节反应釜内物料温度。 四、反应器的自控方案 (a) 控制进料温度 (b) 控制传热量 (e) 釜压-釜温串级控制 (c) 载热体流量-釜温串级控制 (d) 夹套温度-釜温串级控制 图2-17 釜式反应器的温度控制方案 3．串级控制 当反应釜滞后现象较严重时或控温要求较高时，应改单回路控制为串级控制。图2-17(c)、图2-17(d)、图2-17(e) (二) 固定床反应器的温度控制 (a)用进料浓度控制 1．改变进料浓度 如在氨氧化制硝酸的过程中，用一个变比值控制系统来调节氨气和空气的比例，即调节氨的浓度，从而达到控制床层反应温度的目的（见图2-18(a)）。 (b)用进料温度控制 I 2．改变进料温度 通过改变进料加热器的热载体流量，即改变进料温度，来控制床层的反应温度（见图2-18(b)）；当用部分反应气体作热载体时，可如图2-18(c)所示的方法控制床层反应温度。 (c)用进料温度控制Ⅱ 3．改变段间冷料量 在硫酸生产中，SO2氧化成SO3的反应器是采用部分冷进料进入段间来降低进入下一段的进料温度，从而达到控制床层反应温度的目的（见图2-18(d)）。 (d)用冷料量控制 五、蒸馏塔的控制方案 适合于釜液的纯度要求较之馏出液为高的情况，即塔底为主要产品时，常用此方案；而当是液相进料，对塔顶和塔底产品的质量要求相近，也往往采