設(shè)備管理_過程控制系統(tǒng)及工程課件

過程控制系統(tǒng)及工程 信息學(xué)院自動化系 孫洪程Email Sunhc 第15章流體輸送設(shè)備的控制 流體輸送設(shè)備的控制 15 1流體輸送設(shè)備的控制15 2泵和壓縮機(jī)的控制15 3離心式壓縮機(jī)的防喘振控制 第15章 教學(xué)進(jìn)程 15 1 概述 流體 液體或氣體液體傳送 泵 氣體傳送 風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)控制目標(biāo) 流量 壓力控制 安全保護(hù)控制 15 2 泵和壓縮機(jī)的控制 離心泵的控制 15 2 1 離心泵的葉輪在電動機(jī)的帶動下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 產(chǎn)生離心力 泵速越高 離心力越大 出口壓頭越高 出口流量增大 出口壓力降低 離心泵特性公式 性能流量Q140 1800m3 h揚(yáng)程H9 125m進(jìn)口直徑150 600mm 15 2 泵和壓縮機(jī)的控制 離心泵的控制 15 2 1 離心泵特性曲線 另外 管路系統(tǒng)的壓力也對泵的特性有影響 因此 可以通過hv或其他手段改變H壓力 流量 離心泵的控制 15 2 1 管路阻力 1 管路兩端的靜壓差hp 2 管路兩端的靜液柱高度 即升揚(yáng)高度hL 3 管路的摩擦損失hf 4 控制閥兩端的節(jié)流損失hv 管路總壓力阻力 HL hp hL hf hv 系統(tǒng)穩(wěn)定工作時則有泵壓頭等于管路總壓頭 H HL hp hL hf hv p2 HL hv hv H 壓頭HL hL C hf hf p1 hL hp 排出量Q 注意 控制閥一定要裝在閥的出口位置 否則會出現(xiàn) 氣縛 和 氣蝕 現(xiàn)象 對離心泵產(chǎn)生損壞 離心泵的控制 15 2 1 1 直接節(jié)流法 改變直接節(jié)流閥的開度 改變平衡工作點(diǎn)的位置C 離心泵的控制 15 2 1 氣縛 hv使得入口壓力下降 使液體部分汽化 使泵的出口壓力下降 排量降至零 氣蝕 hv使得部分汽化的氣體到達(dá)出口 受壓縮重新凝聚成液體 對泵內(nèi)機(jī)件產(chǎn)生沖擊 b 控制方案 離心泵的控制 15 2 1 2 改變泵的轉(zhuǎn)速 通過改變泵的轉(zhuǎn)速改變工作點(diǎn) 目前主要通過變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速 變頻器近年發(fā)展比較快 功能 可靠性大大提高 價格下降 此方法也可以取代控制閥 實(shí)現(xiàn)流量控制 離心泵的控制 15 2 1 3 改變旁路回流 離心泵的控制 15 2 1 容積式泵的控制方案 15 2 2 不能采用節(jié)流方法控制 n1 n2 n3 排出量Q H壓頭 往復(fù)泵 活塞式 柱塞式 旋轉(zhuǎn)泵 齒輪式 螺桿式 排量的大小與管路的阻力無關(guān) 只取決于泵的沖程及往復(fù)頻率 常見的控制方案 1 變頻調(diào)速 2 旁路法 容積式泵的控制方案 15 2 2 壓縮機(jī)的控制方案 15 2 3 需要保證運(yùn)行的安全性 如 喘振 功率大 轉(zhuǎn)速快 氣體增壓及輸送設(shè)備 離心式 往復(fù)式 離心式應(yīng)用比較多 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 氣量大 無脈動 4 軸推力 軸位移及連鎖保護(hù)控制 壓縮機(jī)的控制方案 15 2 3 主要自控系統(tǒng) 1 氣量控制 和離心泵相似 2 防喘振控制 3 油路控制 油溫 油壓聯(lián)鎖安全保護(hù) 電氣控制 15 3 離心式壓縮機(jī)的防喘振控制 喘振現(xiàn)象及原因 15 3 1 離心式壓縮機(jī)的負(fù)荷低于一定的值后 氣體的正常輸送被破壞 氣量乎多忽少 發(fā)生強(qiáng)烈振蕩 氣喘 聲音 嚴(yán)重破壞機(jī)器設(shè)備 T點(diǎn)對應(yīng)的流量 極限流量 喘振現(xiàn)象及原因 15 3 1 p2 pl p2 pl Q M1 M T QMQ 圖離心式壓縮機(jī)工作曲線 喘振產(chǎn)生的原因 T點(diǎn)右惻 穩(wěn)定工作區(qū) P2 P1 Q P2 P1 T點(diǎn)左惻 不穩(wěn)定工作區(qū) P2 P1 Q P2 P1 喘振區(qū) 產(chǎn)生喘振的直接原因是負(fù)荷的下降 喘振現(xiàn)象及原因 15 3 1 不同的轉(zhuǎn)速 離心泵的極限流量也不一樣 1 氣體吸入狀態(tài)的改變 喘振現(xiàn)象及原因 15 3 1 另外 有些工藝原因也可以導(dǎo)致喘振 2 管路阻力的變化 喘振現(xiàn)象及原因 15 3 1 防喘振控制系統(tǒng) 15 3 2 方法 部分回流 既滿足工藝要求 又使Q1 Qp 控制喘振 限制壓縮機(jī)流量不小于極限流量Q1 Qp Q1 Qp 旁路閥關(guān)死Q1Qp此種方案中 Qp是固定值 正確選擇Qp值是關(guān)鍵 選擇最大轉(zhuǎn)速下的Qp作為FC的設(shè)定值 1 固定極限流量 防喘振控制系統(tǒng) 15 3 2 2 可變極限流量 幾種常見的操作線方程 防喘振控制系統(tǒng) 15 3 2 設(shè)置極限流量隨轉(zhuǎn)速而變關(guān)鍵 確定壓縮機(jī)的喘振極限線方程 p2 p1 Q2 2 可變極限流量 出入口壓力與入口流量的關(guān)系不同形式的變換 組成防喘振控制系統(tǒng) 防喘振控制系統(tǒng) 15 3 2 2 可變極限流量 出入口壓力與入口流量的關(guān)系不同形式的變換 組成防喘振控制系統(tǒng) 防喘振控制系統(tǒng) 15 3 2 2 可變極限流量 出入口壓力與入口流量的關(guān)系不同形式的變換 組成防喘振控制系統(tǒng) 防喘振控制系統(tǒng) 15 3 2 壓縮機(jī)串 并聯(lián)運(yùn)行及防喘振控制 15 3 3 通過一個LS 不論哪個壓縮機(jī)出現(xiàn)喘