第八章泵及壓縮機(jī)

1、第八章第八章 流體輸送設(shè)備的控制流體輸送設(shè)備的控制 用于輸送流體和提高壓力的機(jī)械設(shè)備通稱為用于輸送流體和提高壓力的機(jī)械設(shè)備通稱為流體輸送流體輸送設(shè)備設(shè)備。輸送液體和提高壓力的機(jī)械稱為輸送液體和提高壓力的機(jī)械稱為泵泵。輸送氣體和提高壓力的機(jī)械稱為輸送氣體和提高壓力的機(jī)械稱為風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)或或壓縮機(jī)壓縮機(jī)。其中其中流體輸送設(shè)備自動控制的主要目的：流體輸送設(shè)備自動控制的主要目的： 1.1.是為保證工藝流程所要求的流量和壓力是為保證工藝流程所要求的流量和壓力2.2.是為確保機(jī)泵本身的安全運(yùn)轉(zhuǎn)是為確保機(jī)泵本身的安全運(yùn)轉(zhuǎn)流體輸送設(shè)備控制系統(tǒng)具有的特點(diǎn)：流體輸送設(shè)備控制系統(tǒng)具有的特點(diǎn)： 1.1.控制通道的對象時間

2、常數(shù)??；控制通道的對象時間常數(shù)小；2.2.測量信號伴有高頻噪聲；測量信號伴有高頻噪聲；3.3.靜態(tài)非線性；靜態(tài)非線性；4.4.流量控制系統(tǒng)的測量儀表精確度要求無需很高。流量控制系統(tǒng)的測量儀表精確度要求無需很高。8.1 8.1 泵及壓縮機(jī)的控制方案泵及壓縮機(jī)的控制方案 8.1.1 8.1.1 泵和管路系統(tǒng)的靜態(tài)特性及泵的控制方案泵和管路系統(tǒng)的靜態(tài)特性及泵的控制方案 泵離心泵容積泵往復(fù)泵旋轉(zhuǎn)泵1離心泵（1）離心泵特性 離心泵由葉輪和機(jī)殼構(gòu)成，葉輪在原動機(jī)帶動下作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。出口處流體的壓頭來自于旋轉(zhuǎn)葉輪作用于液體而產(chǎn)生的離心力，轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，壓頭也越高。 葉輪與機(jī)殼之間有空隙，關(guān)死泵的出

3、口閥，排量為零，壓頭最高，此時泵所做的功，全部轉(zhuǎn)化為熱能而散發(fā)，同時也使泵內(nèi)液體溫度升高。所以，離心泵不宜長時間關(guān)閉出口閥。隨著排量逐漸增大，泵所能提供的壓頭慢慢下降。泵的壓頭H、排量Q和轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù)關(guān)系被稱為泵的特性，如圖所示，若以經(jīng)驗(yàn)公式表示則為 H=KH=K1 1n n2 2-K-K2 2Q Q2 2 式中，式中，K1 K1 、 k2 k2 比例系數(shù)。比例系數(shù)。 管路特性就是管路系統(tǒng)中的流體流量與管路系統(tǒng)阻力之間的關(guān)系。 管路系統(tǒng)的阻力包括：（2）管路特性管路兩端靜壓差相應(yīng)的壓頭管路兩端靜壓差相應(yīng)的壓頭h hp p 將液體提升一定高度所需的壓頭將液體提升一定高度所需的壓頭h hL L

4、 管路摩擦損耗壓頭管路摩擦損耗壓頭h hf f 控制閥兩端壓頭控制閥兩端壓頭h hv v 設(shè)設(shè)H HL L為管路總阻力，則為管路總阻力，則 HL=hp+hL+hf+hv 當(dāng)流量系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時，泵的特性曲線與管路特性曲線當(dāng)流量系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時，泵的特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)，就是離心泵的工作點(diǎn)。的交點(diǎn)，就是離心泵的工作點(diǎn)。 2 2離心泵的控制方案離心泵的控制方案1) 1) 改變轉(zhuǎn)速的控制方案改變轉(zhuǎn)速的控制方案 改變泵的轉(zhuǎn)速，從而改變流量特性曲線的形狀，實(shí)現(xiàn)改變泵的轉(zhuǎn)速，從而改變流量特性曲線的形狀，實(shí)現(xiàn)離心泵的調(diào)速，根據(jù)帶動離心泵的動力機(jī)械性能而定。離心泵的調(diào)速，根據(jù)帶動離心泵的動力機(jī)械性能而定。

5、 實(shí)際工作中，常要求離心泵輸出的液體的實(shí)際工作中，常要求離心泵輸出的液體的流量恒定流量恒定，故以泵出口流量為被控變量?？刂品椒ㄓ腥N。故以泵出口流量為被控變量?？刂品椒ㄓ腥N。 采用這種方案時，在液體輸送管路上不需裝采用這種方案時，在液體輸送管路上不需裝設(shè)控制閥，因此不存在設(shè)控制閥，因此不存在h hv v項(xiàng)的阻力損耗。項(xiàng)的阻力損耗。 利用變頻調(diào)速器調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制流利用變頻調(diào)速器調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制流量，可以提高機(jī)械效率。量，可以提高機(jī)械效率。2)2)改變管路特性的控制方案改變管路特性的控制方案 注：注：控制閥一般不裝在入口管線否則會產(chǎn)生控制閥一般不裝在入口管線否則會產(chǎn)生 “氣縛氣縛”

6、、“氣蝕氣蝕”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 該方案簡單易行，應(yīng)用廣泛，但機(jī)械該方案簡單易行，應(yīng)用廣泛，但機(jī)械效率低，效率低，能量損失能量損失較大，特別是在控制閥較大，特別是在控制閥開度較小時，閥上壓降較大，對于大功率開度較小時，閥上壓降較大，對于大功率的泵，損耗的功率更大，所以不經(jīng)濟(jì)。的泵，損耗的功率更大，所以不經(jīng)濟(jì)。 改變直接節(jié)流閥的開度，從而改變改變直接節(jié)流閥的開度，從而改變h hv v，造成管路特，造成管路特性變化，以達(dá)到控制目的。性變化，以達(dá)到控制目的。3) 3) 改變旁路流量的控制方案改變旁路流量的控制方案 改變旁路流量的控制方案改變旁路流量的控制方案: :機(jī)械效率較低。機(jī)械效率較低。 這種控制方式

7、，就是在泵的出口與入口之間加一個這種控制方式，就是在泵的出口與入口之間加一個旁路管道，讓一部分排出量重新回到泵的入口，從而可旁路管道，讓一部分排出量重新回到泵的入口，從而可以控制這一部分的回流量來達(dá)到穩(wěn)定排出量的目的。以控制這一部分的回流量來達(dá)到穩(wěn)定排出量的目的。 這種控制方式，其實(shí)質(zhì)也是改變管路特性來達(dá)到控這種控制方式，其實(shí)質(zhì)也是改變管路特性來達(dá)到控制流量的目的。制流量的目的。x xr r2. 2. 容積泵的控制方案容積泵的控制方案 容積泵排量的大小與管路系統(tǒng)無關(guān)。容積泵排量的大小與管路系統(tǒng)無關(guān)。往復(fù)泵往復(fù)泵只取決只取決于它的沖程大小和單位時間內(nèi)的往復(fù)次數(shù)，于它的沖程大小和單位時間內(nèi)的往復(fù)次

8、數(shù)，旋轉(zhuǎn)泵旋轉(zhuǎn)泵則又則又取決于轉(zhuǎn)速。它們的工作特性大體相同，取決于轉(zhuǎn)速。它們的工作特性大體相同， 容積泵容積泵不能不能采用在泵的出口處采用在泵的出口處直接節(jié)流的方法來控直接節(jié)流的方法來控制其排量制其排量，反而要注意，一旦出口閥關(guān)閉，將由于泵的，反而要注意，一旦出口閥關(guān)閉，將由于泵的壓頭太高，造成毀機(jī)的后果。因此，針對容積式泵的這壓頭太高，造成毀機(jī)的后果。因此，針對容積式泵的這些特點(diǎn)，它們的控制方式有如下四種：些特點(diǎn)，它們的控制方式有如下四種： 改變原動機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變原動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 改變往復(fù)泵的沖程。改變往復(fù)泵的沖程。 調(diào)節(jié)回流量調(diào)節(jié)回流量。 采用旁路調(diào)節(jié)來控制出口壓力，采用旁路調(diào)節(jié)來控制出口壓

9、力，然后用直接節(jié)流閥控制其流量。然后用直接節(jié)流閥控制其流量。 這兩個控制回路在動態(tài)上是關(guān)聯(lián)的。為此，在控制器這兩個控制回路在動態(tài)上是關(guān)聯(lián)的。為此，在控制器參數(shù)整定時，應(yīng)把它們的振蕩周期錯開。一般可以使壓力參數(shù)整定時，應(yīng)把它們的振蕩周期錯開。一般可以使壓力回路的操作頻率低一些，甚至是整定成非周期的不振蕩過回路的操作頻率低一些，甚至是整定成非周期的不振蕩過程。程。 8.2.2離心式壓縮機(jī)的控制方案 離心式壓縮機(jī)的構(gòu)造基本與離心泵相同，其工作原理也是借助于高速旋轉(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的離心力。 它的原動機(jī)有電機(jī)、蒸汽輪機(jī)等。習(xí)慣上，把離心式壓縮機(jī)和原動機(jī)的組合體稱為離心壓縮機(jī)組，離心式壓縮機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)： 壓

10、縮機(jī)的潤滑油等不會污染被輸送的氣體； 調(diào)節(jié)性能好，調(diào)節(jié)氣量的變化范圍廣； 運(yùn)行率高，維修簡單，易損件少，備件少； 體積小，流量大，重量輕； 有較好的經(jīng)濟(jì)性能。大型離心式壓縮機(jī)通常有下列控制系統(tǒng)。 氣量或出口壓力控制系統(tǒng)，即負(fù)荷控制系統(tǒng)?？刂品绞接卸喾N，基本類同離心泵的排量和出口壓力的控制方案，如直接節(jié)流法、旁路回流法、調(diào)節(jié)原動機(jī)的轉(zhuǎn)速等。但需注意兩點(diǎn)：其一，采用旁路回流法時，氣體經(jīng)多級壓縮后，出口與入口壓力之比即壓縮比已很大，此時，不宜從末段出口至第一段入口直接旁路，因?yàn)檫@樣做，能量消耗太大，閥座在高壓差下磨損也易太大，故一般宜采用分段旁路，或增設(shè)降壓消音裝置等措施；其二，對汽輪機(jī)進(jìn)行調(diào)速時，

11、要求汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍能夠滿足氣量調(diào)節(jié)的需要。 防喘振控制系統(tǒng)。因?yàn)榇袷请x心式壓縮機(jī)的固有特性，必須設(shè)置相應(yīng)的防喘振控制系統(tǒng)，以確保壓縮機(jī)的安全運(yùn)行。 壓縮機(jī)組的油路控制系統(tǒng)。一臺大型離心式壓縮機(jī)組常具有密封油、控制油和潤滑油等。對這些油的油壓、油溫等常需要設(shè)置聯(lián)鎖報(bào)警控制系統(tǒng)。 壓縮機(jī)主軸的軸向推力、軸向位移及振動的指示與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。8.3 離心式壓縮機(jī)的防喘振控制8.3.1 離心式壓縮機(jī)的特性曲線與喘振 離心式壓縮機(jī)的特性曲線通常指：出口絕壓P2與入口絕壓P1之比(或稱壓縮比)和入口體積流量的關(guān)系曲線；效率和流量或功率和流量之間的關(guān)系曲線。 對于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，則主要只用到壓縮比

12、和入口體積流量的特性曲線， 離心式壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，有可能會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象，即當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時，氣體的排出量會出現(xiàn)強(qiáng)烈振蕩，同時機(jī)身也會劇烈振動，并發(fā)出“哮喘”或吼叫聲，這種現(xiàn)象就叫做離心式壓縮機(jī)的“喘振”。 喘振是離心式壓縮機(jī)的固有特性。 離心式壓縮機(jī)和少數(shù)離心泵，其H-Q性能曲線會呈駝峰型，如圖所示。穩(wěn)定工作點(diǎn)和不穩(wěn)定工作點(diǎn)防喘振分析 泵的工作點(diǎn)是不穩(wěn)定地跳來跳去，導(dǎo)致管路中產(chǎn)生周期性的水擊、噪音和振動等，這就是喘振現(xiàn)象。aONMQQQQ離心泵工作中產(chǎn)生不穩(wěn)定工況需要兩個條件： 一是泵的H-Q特性曲線呈駝峰狀。二是管路裝置中要有能自由升降的液面或其它能貯存和放出能量的部分。 對離

13、心壓縮機(jī)，由于它的性能曲線大多呈駝峰型，并且輸送的介質(zhì)是可壓縮的氣體，因此，只要串聯(lián)著的管路容積較大，就能起到貯存和放出能量的作用，故發(fā)生不穩(wěn)跳動的工作情況更為容易。8.3.2 引起喘振的因素 當(dāng)離心式壓縮機(jī)的負(fù)荷減小到一定程度時，會造成壓縮機(jī)的喘振，這是引起喘振的最常見因素。 除此之外，被壓縮氣體的吸入狀態(tài)，如分子量溫度、壓力等的變化，也是引起喘振的因素8.3.3 喘振的極限線及安全操作線1.安全操作線經(jīng)驗(yàn)公式12112TQKpp式中 Q1吸入口氣體的體積流量； T1吸入口氣體的絕對溫度； P1、P2分別為吸入口、排出口的絕對壓力； K、 均為常數(shù)，一般由壓縮機(jī)制造廠家給出。2用差壓計(jì)測量流

14、量時的安全操作線表達(dá)式 假設(shè)用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置在壓縮機(jī)入口處用差壓計(jì)測量的流量為Q1，測量的差壓為P1d 由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置流量測量公式得：111/dPQ 入口處氣體的密度氣體壓縮系數(shù)常數(shù)1111zRTMP 式中根據(jù)氣體方程：氣體分子量氣體常數(shù)氣體壓縮修正系數(shù)MRz 式中 （1） （2）1221121zRTMCPPCQd12112TQKpp11121PPmppd)(121PpmPd由于經(jīng)驗(yàn)公式為：KCTm/1 （5）式就是用差壓計(jì)測量入口處氣體流量時喘振安全操作線的表達(dá)式。 （3） （4） （5）8.3.4 防喘振控制系統(tǒng) 在通常情況下，壓縮機(jī)的喘振主要是負(fù)荷減少所致，在通常情況下，壓縮機(jī)的喘振主要是

15、負(fù)荷減少所致，而負(fù)荷的升降則是由而負(fù)荷的升降則是由工藝所決定工藝所決定的。為不使壓縮機(jī)出現(xiàn)的。為不使壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振，需要確保任何轉(zhuǎn)速下，通過喘振，需要確保任何轉(zhuǎn)速下，通過壓縮機(jī)的實(shí)際流量都壓縮機(jī)的實(shí)際流量都不小于喘振極限線所對應(yīng)的最小流量不小于喘振極限線所對應(yīng)的最小流量Q QB B。根據(jù)這一思想，。根據(jù)這一思想，可采取如圖所示的循環(huán)流量法來設(shè)計(jì)可采取如圖所示的循環(huán)流量法來設(shè)計(jì)固定極限流量法固定極限流量法和和可變極限流量法可變極限流量法等兩種防喘振控制系統(tǒng)。等兩種防喘振控制系統(tǒng)。1)1)固定極限流量控制方案固定極限流量控制方案 在壓縮機(jī)及管網(wǎng)一定的條件下，設(shè)法使壓縮機(jī)運(yùn)行永在壓縮機(jī)及管網(wǎng)一定的條

16、件下，設(shè)法使壓縮機(jī)運(yùn)行永遠(yuǎn)高于某一固定流量，使壓縮機(jī)避免進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)行。遠(yuǎn)高于某一固定流量，使壓縮機(jī)避免進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)行。 取取最大轉(zhuǎn)速下的極限流量最大轉(zhuǎn)速下的極限流量作為控制器的給定值，正作為控制器的給定值，正常操作時，旁路控制閥處于關(guān)閉的狀態(tài)。常操作時，旁路控制閥處于關(guān)閉的狀態(tài)。 2)2)可變極限流量控制方案可變極限流量控制方案 由于不同的轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)的喘振極限流量是不由于不同的轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)的喘振極限流量是不同的，所以若同的，所以若按喘振極限曲線來控制壓縮機(jī)按喘振極限曲線來控制壓縮機(jī)，就可以，就可以使壓縮機(jī)在任何轉(zhuǎn)速條件下都不會發(fā)生喘振使壓縮機(jī)在任何轉(zhuǎn)速條件下都不會發(fā)生喘振, ,而且節(jié)而

17、且節(jié)約了能量。約了能量。 )(121PpmPd)(121PpmPd 當(dāng)測量值大于設(shè)定值時，旁路控制閥始終關(guān)閉。而當(dāng)測量值小于設(shè)定值時，則控制器去開啟控制閥到一定位置，故能防止喘振出現(xiàn)，確保壓縮機(jī)的安全運(yùn)行。)(121PpmPd第九章傳熱設(shè)備的控制第九章傳熱設(shè)備的控制 9.1.1 傳熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型 工業(yè)上用以實(shí)現(xiàn)冷熱兩流體換熱的設(shè)備稱為傳熱設(shè)備。 換熱有直接或間接換熱兩種方式。 直接換熱是指冷熱兩流體直接混合以達(dá)到加熱或冷卻的目的。 間接換熱是指冷熱兩流體有間壁隔開的換熱。熱量首先從溫度較高的熱流體傳給間壁，間壁再傳向溫度較低的冷流體。 在石油化工等工業(yè)過程中，一般以間接換熱較常見。 9.1

18、傳熱設(shè)備的控制傳熱設(shè)備的控制 9.1.2 9.1.2 熱量傳遞的三種方式熱量傳遞的三種方式 熱量的傳遞方向是由熱量的傳遞方向是由高溫物體高溫物體傳向傳向低溫物體低溫物體，兩物體，兩物體之間的溫度差是傳熱的推動力，溫度差越大，傳熱速率之間的溫度差是傳熱的推動力，溫度差越大，傳熱速率( (單單位時間內(nèi)傳遞的熱量位時間內(nèi)傳遞的熱量) )也就越大。也就越大。 熱量的傳遞方式有三種。熱量的傳遞方式有三種。 1 1熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo) 對于穩(wěn)定導(dǎo)熱對于穩(wěn)定導(dǎo)熱( (導(dǎo)熱量不隨時間而變化導(dǎo)熱量不隨時間而變化) )，單層平壁的，單層平壁的熱傳導(dǎo)速率公式：熱傳導(dǎo)速率公式：方程式中等號右邊的負(fù)號，表示熱流方向與溫度降低的

19、方向相同。2 2對流給熱對流給熱 對流給熱所引起的熱量傳遞的大小可用對流給對流給熱所引起的熱量傳遞的大小可用對流給熱速率方熱速率方程式程式表達(dá)。對于表達(dá)。對于冷流體與壁面之間冷流體與壁面之間的傳熱速率的傳熱速率對于對于熱流體與壁面熱流體與壁面之間的傳熱速率之間的傳熱速率 3 3熱輻射熱輻射 熱能以電磁波熱能以電磁波( (輻射能輻射能) )的形式向空間發(fā)射，到達(dá)另的形式向空間發(fā)射，到達(dá)另一物體被部分吸收又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽@類現(xiàn)象稱為熱輻射。一物體被部分吸收又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，這類現(xiàn)象稱為熱輻射。 熱輻射在熱量的傳遞過程中伴有能量形式的轉(zhuǎn)化，即熱輻射在熱量的傳遞過程中伴有能量形式的轉(zhuǎn)化，即熱能轉(zhuǎn)化為輻射能，

20、輻射能又轉(zhuǎn)化成熱能。熱能轉(zhuǎn)化為輻射能，輻射能又轉(zhuǎn)化成熱能。只要有溫度就只要有溫度就有輻射能，即它能發(fā)生在溫度高于絕對零度有輻射能，即它能發(fā)生在溫度高于絕對零度( (一一273)273)的所的所有場合。熱源溫度越高，熱輻射的影響就越顯著，而在低有場合。熱源溫度越高，熱輻射的影響就越顯著，而在低溫時可以忽略。溫時可以忽略。 在實(shí)際進(jìn)行的傳熱過程中，很少是以一種傳熱方式單在實(shí)際進(jìn)行的傳熱過程中，很少是以一種傳熱方式單獨(dú)進(jìn)行的，而是由兩種或三種方式綜合而成的。獨(dú)進(jìn)行的，而是由兩種或三種方式綜合而成的。 傳熱設(shè)備的自動控制系統(tǒng)中受控變量大多傳熱設(shè)備的自動控制系統(tǒng)中受控變量大多數(shù)是溫度，而數(shù)是溫度，而測溫

21、元件的測量滯后是比較顯著測溫元件的測量滯后是比較顯著的。常用熱電偶、熱電阻等測溫元件，為了保的。常用熱電偶、熱電阻等測溫元件，為了保護(hù)其不致?lián)p壞或被介質(zhì)腐蝕，一般均加有保護(hù)護(hù)其不致?lián)p壞或被介質(zhì)腐蝕，一般均加有保護(hù)套管，這樣就增加了測溫元件的測量滯后。因套管，這樣就增加了測溫元件的測量滯后。因此測溫元件的測量滯后也給傳熱設(shè)備的自動控此測溫元件的測量滯后也給傳熱設(shè)備的自動控制系統(tǒng)增加了滯后時間。制系統(tǒng)增加了滯后時間。熱滯后熱滯后9.1.4 9.1.4 傳熱設(shè)備的自動控制方案傳熱設(shè)備的自動控制方案 由于傳熱目的不同，其受控變量也不完全一樣。在大由于傳熱目的不同，其受控變量也不完全一樣。在大多多數(shù)情況

22、下，數(shù)情況下，受控變量是溫度，操縱變量是流量受控變量是溫度，操縱變量是流量。 從傳熱過程的基本方程式可知，為保證出口溫度平從傳熱過程的基本方程式可知，為保證出口溫度平穩(wěn)，滿足工藝生產(chǎn)的要求，必須對傳熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。穩(wěn)，滿足工藝生產(chǎn)的要求，必須對傳熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)傳熱量有以下幾條途徑。調(diào)節(jié)傳熱量有以下幾條途徑。 調(diào)節(jié)載熱體的流量。調(diào)節(jié)載熱體的流量。 如果載熱體壓力不穩(wěn)如果載熱體壓力不穩(wěn), ,可另設(shè)可另設(shè)穩(wěn)壓控制系統(tǒng)穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，或者采，或者采用用溫度對流量的串級控制系統(tǒng)溫度對流量的串級控制系統(tǒng)，在這個串級系統(tǒng)中，溫度，在這個串級系統(tǒng)中，溫度為主變量、流量為副變量。為主變量、流量為副變量。 調(diào)節(jié)

23、傳熱面積調(diào)節(jié)傳熱面積F F。將工藝介質(zhì)分路。將工藝介質(zhì)分路。 一部分經(jīng)換熱器，另一部分旁路通過，然后兩端混合一部分經(jīng)換熱器，另一部分旁路通過，然后兩端混合起來。起來。 如果要使工藝介質(zhì)流量和載熱體流量均不允許控制，如果要使工藝介質(zhì)流量和載熱體流量均不允許控制，而且換熱器傳熱面積有較大裕量時，可將工藝介質(zhì)一小部而且換熱器傳熱面積有較大裕量時，可將工藝介質(zhì)一小部分進(jìn)行分路，分進(jìn)行分路， 9.2 9.2 加熱爐的控制加熱爐的控制 在生產(chǎn)過程中有各式各樣的加熱爐，在生產(chǎn)過程中有各式各樣的加熱爐，按工藝用途來分按工藝用途來分有加熱用的爐子及加熱有加熱用的爐子及加熱- -反應(yīng)用的爐子兩類。反應(yīng)用的爐子兩類

24、。對于加熱用爐對于加熱用爐子，工藝介質(zhì)受熱升溫或同時進(jìn)行氣化，其工藝介質(zhì)溫度子，工藝介質(zhì)受熱升溫或同時進(jìn)行氣化，其工藝介質(zhì)溫度的高低，會直接影響后一工序的工況和產(chǎn)品質(zhì)量，同時當(dāng)?shù)母叩?，會直接影響后一工序的工況和產(chǎn)品質(zhì)量，同時當(dāng)爐子溫度過高時會使物料在加熱爐內(nèi)分解，甚至造成結(jié)焦，爐子溫度過高時會使物料在加熱爐內(nèi)分解，甚至造成結(jié)焦，而燒壞爐管。加熱爐平穩(wěn)操作可以延長爐管使用壽命而燒壞爐管。加熱爐平穩(wěn)操作可以延長爐管使用壽命, , 因因此加熱爐出口溫度必須嚴(yán)加控制。此加熱爐出口溫度必須嚴(yán)加控制。 為了保證爐出口溫度穩(wěn)定，加熱爐主要控制系統(tǒng)以為了保證爐出口溫度穩(wěn)定，加熱爐主要控制系統(tǒng)以加熱加熱爐出口溫

25、度為被控變量爐出口溫度為被控變量，燃料油的流量作為操作變量燃料油的流量作為操作變量。 9.2.1 9.2.1 加熱爐的單回路控制方案加熱爐的單回路控制方案 1 1 干擾分析干擾分析 影響加熱爐出口溫度的干擾因素有：影響加熱爐出口溫度的干擾因素有：工藝介質(zhì)工藝介質(zhì)進(jìn)料的進(jìn)料的流流量量、溫度溫度、組分組分。燃料方面燃料方面有有燃料油的流量燃料油的流量、壓力壓力、成分成分, ,燃料油的霧化情況燃料油的霧化情況，空氣過量情況空氣過量情況，噴嘴的阻力噴嘴的阻力，煙囪抽煙囪抽力力等等。等等。 主要控制系統(tǒng)是以爐出口溫度為受控變量，燃料油主要控制系統(tǒng)是以爐出口溫度為受控變量，燃料油( (或或氣氣) )流量為

26、操縱變量組成的單回路控制系統(tǒng)。流量為操縱變量組成的單回路控制系統(tǒng)。 其它輔助控制系統(tǒng)有：其它輔助控制系統(tǒng)有：2 2控制系統(tǒng)的分析控制系統(tǒng)的分析進(jìn)入加熱爐工藝介質(zhì)的流量控制系統(tǒng)，如圖中進(jìn)入加熱爐工藝介質(zhì)的流量控制系統(tǒng)，如圖中FCFC控制控制系統(tǒng)；系統(tǒng)；燃料油總壓控制，總壓控制一般調(diào)回油量，如圖中燃料油總壓控制，總壓控制一般調(diào)回油量，如圖中PCPC控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)； 采用燃料油時，還需加入霧采用燃料油時，還需加入霧化蒸汽化蒸汽( (或空氣或空氣) )，為此設(shè)有霧化，為此設(shè)有霧化蒸汽壓力控制系統(tǒng)，如圖中蒸汽壓力控制系統(tǒng)，如圖中PCPC控控制系統(tǒng)，以保證燃料油的良好霧制系統(tǒng)，以保證燃料油的良好霧化。

27、化。單回路控制系統(tǒng)僅適用于下列情況：單回路控制系統(tǒng)僅適用于下列情況： 對爐出口溫度要求不十分嚴(yán)格；對爐出口溫度要求不十分嚴(yán)格； 外來干擾緩慢而較小，且不頻繁；外來干擾緩慢而較小，且不頻繁； 爐膛容量較小，即滯后不大。爐膛容量較小，即滯后不大。9.2.2 9.2.2 加熱爐的串級控制方案加熱爐的串級控制方案 加熱爐的串級控制方案，由于干擾因素以及爐子型式加熱爐的串級控制方案，由于干擾因素以及爐子型式不同，可以選擇不同的副參數(shù)。不同，可以選擇不同的副參數(shù)。 加熱爐串級控制的形式，主要有以下幾種：加熱爐串級控制的形式，主要有以下幾種： 爐子出口溫度對爐膛溫度的串級控制；爐子出口溫度對爐膛溫度的串級控

28、制； 爐子出口溫度對燃料油爐子出口溫度對燃料油( (或氣或氣) )流量的串級控制；流量的串級控制； 爐子出口溫度對燃料油爐子出口溫度對燃料油( (或氣或氣) )閥后壓力的串級控制；閥后壓力的串級控制； 采用壓力平衡式控制閥采用壓力平衡式控制閥( (浮動閥浮動閥) )的控制。的控制。1 1爐子出口溫度對爐膛溫度的串級控制爐子出口溫度對爐膛溫度的串級控制 當(dāng)受到干擾因素例如當(dāng)受到干擾因素例如燃料油燃料油( (或氣或氣) )的壓力、熱值、煙的壓力、熱值、煙囪抽力囪抽力等作用后，首先將反映爐膛溫度的變化，以后再影等作用后，首先將反映爐膛溫度的變化，以后再影響到爐子出口溫度，而前者滯后小，后者滯后大。響

29、到爐子出口溫度，而前者滯后小，后者滯后大。 由于把爐膛溫度作為副由于把爐膛溫度作為副參數(shù)，因此采用這種方案時參數(shù)，因此采用這種方案時還應(yīng)注意下述幾個方面。還應(yīng)注意下述幾個方面。 應(yīng)選擇有代表性的爐應(yīng)選擇有代表性的爐膛溫度檢測點(diǎn)，且要反應(yīng)膛溫度檢測點(diǎn)，且要反應(yīng)快。但選擇時較困難，特別快。但選擇時較困難，特別是圓筒爐。是圓筒爐。 為了保護(hù)設(shè)備，爐膛溫度不應(yīng)有較大波動，所以在參數(shù)整為了保護(hù)設(shè)備，爐膛溫度不應(yīng)有較大波動，所以在參數(shù)整定時，對于副控制器不應(yīng)整定得過于靈敏。定時，對于副控制器不應(yīng)整定得過于靈敏。由于爐膛溫度較高，測溫元件及其保護(hù)套管材料必須耐高由于爐膛溫度較高，測溫元件及其保護(hù)套管材料必須

30、耐高溫。溫。 2 2爐子出口溫度對燃料油爐子出口溫度對燃料油( (或氣或氣) )流量的串級控制流量的串級控制 這種方案的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)燃料油流量發(fā)生變化后，還未影這種方案的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)燃料油流量發(fā)生變化后，還未影響到爐子出口溫度之前，其內(nèi)環(huán)即先進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減小甚至響到爐子出口溫度之前，其內(nèi)環(huán)即先進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減小甚至消除燃料油消除燃料油( (或氣或氣) )流量的干擾，從而改善了控制質(zhì)量。流量的干擾，從而改善了控制質(zhì)量。 3 3爐子出口溫度對燃料油爐子出口溫度對燃料油( (或氣或氣) )閥后壓力的串級控制閥后壓力的串級控制 若加熱爐所需燃料油量較少或其輸送管道較小時，其若加熱爐所需燃料油量較少或其輸送管道較

31、小時，其流量測量較困難流量測量較困難，特別是應(yīng)用粘度較大的重質(zhì)燃料油時更，特別是應(yīng)用粘度較大的重質(zhì)燃料油時更難測量。一般來說，壓力測量較流量方便，因此采用爐子難測量。一般來說，壓力測量較流量方便，因此采用爐子出口溫度對燃料油出口溫度對燃料油( (或氣或氣) )閥后壓力的串級控制。閥后壓力的串級控制。 該方案應(yīng)用較廣。采用該方案時，需要注意的是如果該方案應(yīng)用較廣。采用該方案時，需要注意的是如果燃料噴嘴部分堵塞，也會使閥后壓力升高，此時副控制器燃料噴嘴部分堵塞，也會使閥后壓力升高，此時副控制器的動作使閥門關(guān)小，這是不適宜的。因此，在運(yùn)行時必須的動作使閥門關(guān)小，這是不適宜的。因此，在運(yùn)行時必須防止這

32、種現(xiàn)象發(fā)生。特別是采用重質(zhì)燃料油或燃料氣中夾防止這種現(xiàn)象發(fā)生。特別是采用重質(zhì)燃料油或燃料氣中夾帶著液體時更要注意。帶著液體時更要注意。 4 4采用壓力平衡式控制閥采用壓力平衡式控制閥( (浮動閥浮動閥) )的控制的控制 當(dāng)燃料是氣態(tài)時，可采用壓力平衡式控制閥當(dāng)燃料是氣態(tài)時，可采用壓力平衡式控制閥( (浮動閥浮動閥) )的方案。的方案。 這里用浮動閥代替了一般控制閥，節(jié)省了壓力變送器，這里用浮動閥代替了一般控制閥，節(jié)省了壓力變送器，且浮動閥本身兼起壓力控制器且浮動閥本身兼起壓力控制器 例例1 1：催化裂化裝置加熱爐的自動控制系統(tǒng)。：催化裂化裝置加熱爐的自動控制系統(tǒng)。 在催化裂化裝置中，為了保證催

33、化裂化的進(jìn)行，需將在催化裂化裝置中，為了保證催化裂化的進(jìn)行，需將原料油加熱至原料油加熱至400400，送至反應(yīng)器，在催化劑，送至反應(yīng)器，在催化劑( (硅鋁酸硅鋁酸) )作用作用下，使油品裂化生成汽油和氣體。工業(yè)上常采用圓筒爐將下，使油品裂化生成汽油和氣體。工業(yè)上常采用圓筒爐將原料油加熱至原料油加熱至400400。 例例2 2：煉廠常壓裝置中加熱爐的自動控制系統(tǒng)：煉廠常壓裝置中加熱爐的自動控制系統(tǒng) 煉廠常壓裝置中，管式加熱爐是重要設(shè)備之一，它的煉廠常壓裝置中，管式加熱爐是重要設(shè)備之一，它的任務(wù)是把原油加熱至一定溫度，然后去常壓塔分餾，分離任務(wù)是把原油加熱至一定溫度，然后去常壓塔分餾，分離出各種產(chǎn)

34、品。加熱爐出口溫度是否平穩(wěn)，直接影響后工序出各種產(chǎn)品。加熱爐出口溫度是否平穩(wěn)，直接影響后工序的分餾效果。加熱爐平穩(wěn)操作，可以延長爐管的壽命。因的分餾效果。加熱爐平穩(wěn)操作，可以延長爐管的壽命。因此，爐子出口溫度要求嚴(yán)格控制。這里是一個方箱爐，采此，爐子出口溫度要求嚴(yán)格控制。這里是一個方箱爐，采用兩組爐管進(jìn)行加熱，為保證出口溫度的穩(wěn)定。用兩組爐管進(jìn)行加熱，為保證出口溫度的穩(wěn)定。9.2.3 9.2.3 加熱爐的前饋加熱爐的前饋反饋控制方案反饋控制方案 有時遇到生產(chǎn)負(fù)荷即有時遇到生產(chǎn)負(fù)荷即進(jìn)料流量、溫度變化頻繁進(jìn)料流量、溫度變化頻繁, ,干擾幅干擾幅度又較大，且又屬不可控度又較大，且又屬不可控。串級控

35、制難于滿足工藝指標(biāo)要。串級控制難于滿足工藝指標(biāo)要求時，可采用前饋求時，可采用前饋- -反饋控制系統(tǒng)。前饋控制是克服進(jìn)料流反饋控制系統(tǒng)。前饋控制是克服進(jìn)料流量（或溫度）的干擾作用，而反饋控制克服其余干擾作用。量（或溫度）的干擾作用，而反饋控制克服其余干擾作用。 9.2.4 9.2.4 安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 為了保證加熱爐的安全生產(chǎn)，防止事故的發(fā)生，應(yīng)有必為了保證加熱爐的安全生產(chǎn)，防止事故的發(fā)生，應(yīng)有必要的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)要的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。采用哪些安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)。采用哪些安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)視具體情況而定。視具體情況而定。1 1以燃料氣為燃料的加熱安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)以燃料氣為燃

36、料的加熱安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 被加熱工藝介質(zhì)流量過少或中斷被加熱工藝介質(zhì)流量過少或中斷，此時必須采取，此時必須采取安全措施，切斷燃料氣控制閥，停止燃燒，否則會將加熱安全措施，切斷燃料氣控制閥，停止燃燒，否則會將加熱爐管子燒壞，使其破裂造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故；爐管子燒壞，使其破裂造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故； 當(dāng)火焰熄滅時當(dāng)火焰熄滅時，會在燃燒室里形成危險(xiǎn)性的燃料，會在燃燒室里形成危險(xiǎn)性的燃料氣氣- -空氣混合物；空氣混合物； 當(dāng)燃料氣壓過低即流量過小時當(dāng)燃料氣壓過低即流量過小時，會出現(xiàn)，會出現(xiàn)回火回火現(xiàn)象，現(xiàn)象，故要保證最小燃料氣流量；故要保證最小燃料氣流量； 當(dāng)燃料氣壓力過高，噴嘴會出現(xiàn)當(dāng)燃料氣壓力過高，噴嘴

37、會出現(xiàn)脫火脫火現(xiàn)象，以至現(xiàn)象，以至造成滅火，甚至?xí)谌紵依镄纬纱罅咳剂蠚庖豢諝饣旌显斐蓽缁穑踔習(xí)谌紵依镄纬纱罅咳剂蠚庖豢諝饣旌衔?，造成爆炸事故。物，造成爆炸事故? 2應(yīng)用示例應(yīng)用示例 2 2以燃料油為燃料的加熱爐安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)以燃料油為燃料的加熱爐安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 在這類加熱爐中在這類加熱爐中主要危險(xiǎn)主要危險(xiǎn)是：是：進(jìn)料流量過小或進(jìn)料流量過小或中斷中斷；燃料油壓力過高會脫火燃料油壓力過高會脫火，過低會回火過低會回火；霧化霧化蒸汽壓力過低或中斷蒸汽壓力過低或中斷，會使燃料油得不到良好霧化，會使燃料油得不到良好霧化，甚至無法燃燒。甚至無法燃燒。 因此在這里設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，因此在這里設(shè)

38、置聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，基本上與以燃基本上與以燃料氣為燃料的加熱爐相似料氣為燃料的加熱爐相似，僅是將原來的火焰檢測，僅是將原來的火焰檢測器器BSBS，換成霧化蒸汽壓力過低聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。，換成霧化蒸汽壓力過低聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。 9.39.3精餾塔的控制精餾塔的控制一、精餾塔工藝操作工藝要求一、精餾塔工藝操作工藝要求1)1)質(zhì)量指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)。塔頂或塔底產(chǎn)品之一應(yīng)保證合乎規(guī)定。塔頂或塔底產(chǎn)品之一應(yīng)保證合乎規(guī)定 的純度的純度, , 另一產(chǎn)品成分亦應(yīng)維持在規(guī)定范圍內(nèi)。另一產(chǎn)品成分亦應(yīng)維持在規(guī)定范圍內(nèi)。2)2)物料平衡物料平衡。能量平衡以保證塔的。能量平衡以保證塔的平穩(wěn)操作平穩(wěn)操作，當(dāng)然，當(dāng)然 塔壓是否恒定，對塔的平

39、穩(wěn)操作有很大影響。塔壓是否恒定，對塔的平穩(wěn)操作有很大影響。3)3)約束條件。約束條件。為了使塔正常操作，必須滿足一些約為了使塔正常操作，必須滿足一些約 束條件。束條件。精餾塔精餾塔二、精餾塔的干擾因素二、精餾塔的干擾因素1)1)進(jìn)料量進(jìn)料量F F波動的影響波動的影響 2)2)進(jìn)料成分波動的影響進(jìn)料成分波動的影響 3)3)進(jìn)料溫度波動的影響進(jìn)料溫度波動的影響 4)4)塔的蒸氣速度和加熱量波動的影響塔的蒸氣速度和加熱量波動的影響 5)5)回流量及冷劑量波動的影響回流量及冷劑量波動的影響 6)6)塔頂（或塔底）產(chǎn)品量的影響塔頂（或塔底）產(chǎn)品量的影響三、精餾塔的基本控制三、精餾塔的基本控制1 1提餾段

40、溫度控制提餾段溫度控制由由主要控制系統(tǒng)主要控制系統(tǒng)和和輔助控制系統(tǒng)輔助控制系統(tǒng)兩部分組成。兩部分組成。 提餾段溫度控制系統(tǒng)提餾段溫度控制系統(tǒng), ,既既提餾段溫度為被控變量提餾段溫度為被控變量，其測溫元件裝在提餾段，其測溫元件裝在提餾段，塔釜熱劑量為操作變量。塔釜熱劑量為操作變量。提餾段溫度控制能較好地保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量。提餾段溫度控制能較好地保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量。 1)1)主要控制系統(tǒng)主要控制系統(tǒng) 2)2)輔助控制系統(tǒng)輔助控制系統(tǒng) a a、回流量的定值控制系統(tǒng)、回流量的定值控制系統(tǒng) b b、塔頂引出管線上設(shè)置壓力控制系統(tǒng)、塔頂引出管線上設(shè)置壓力控制系統(tǒng) c c、進(jìn)料設(shè)置定值控制系統(tǒng)、進(jìn)料設(shè)置定值

41、控制系統(tǒng) d d、液位控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng) 2 2精餾段溫度控制精餾段溫度控制1)1)主要控制系統(tǒng)。主要控制系統(tǒng)。精餾段溫度控制精餾段溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)，被控變量被控變量為精餾段溫度，為精餾段溫度，其測溫元件在精其測溫元件在精餾段，餾段，操作變量操作變量為回流量。為回流量。 2)2)輔助控制系統(tǒng)輔助控制系統(tǒng) 再沸器加熱量的定值控制。再沸器加熱量的定值控制。 回流罐液位控制回流罐液位控制 進(jìn)料量控制等進(jìn)料量控制等 精餾段溫控的適用場合為：精餾段溫控的適用場合為：1)1)塔頂產(chǎn)品純度比塔底要求嚴(yán)格；塔頂產(chǎn)品純度比塔底要求嚴(yán)格；2)2)全部為氣相進(jìn)料。全部為氣相進(jìn)料。9.4 9.4 鍋爐設(shè)備的控制

42、鍋爐設(shè)備的控制一、概述一、概述 3 3鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制鍋爐設(shè)備的主要控制系統(tǒng)有三個。鍋爐設(shè)備的主要控制系統(tǒng)有三個。1 1鍋爐汽包液位控制鍋爐汽包液位控制2 2蒸汽過熱系統(tǒng)的控制蒸汽過熱系統(tǒng)的控制二、鍋爐汽包液位的控制二、鍋爐汽包液位的控制 鍋爐汽包液位控制的目的是維持汽包中液位在工藝允許鍋爐汽包液位控制的目的是維持汽包中液位在工藝允許范圍內(nèi)，以保證鍋爐的安全運(yùn)行。范圍內(nèi)，以保證鍋爐的安全運(yùn)行。 鍋爐汽包水位控制常采用鍋爐汽包水位控制常采用單沖量單沖量、雙沖量雙沖量及及三沖量三沖量等等三種控制方案三種控制方案 1 1單沖量液位控制系統(tǒng)單沖量液位控制系統(tǒng) 適用于停留時間較長，負(fù)

43、荷變化小的小型低壓鍋爐（一適用于停留時間較長，負(fù)荷變化小的小型低壓鍋爐（一般為般為1010噸噸/ /小時以下）小時以下） 蒸汽負(fù)荷突然大蒸汽負(fù)荷突然大幅度增加時幅度增加時，由于汽，由于汽包內(nèi)蒸汽壓力瞬間下包內(nèi)蒸汽壓力瞬間下降，水的沸騰加劇，降，水的沸騰加劇，汽泡量迅速增加，形汽泡量迅速增加，形成汽包內(nèi)液位升高的成汽包內(nèi)液位升高的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。這種升高的液位不代這種升高的液位不代表汽包內(nèi)貯液量的真表汽包內(nèi)貯液量的真實(shí)情況，所以稱為實(shí)情況，所以稱為“假液位假液位”。 這時液位控制系統(tǒng)測量值升高，控制器把去錯誤地關(guān)這時液位控制系統(tǒng)測量值升高，控制器把去錯誤地關(guān)小給水控制閥，減少給水量，等到這種暫時的閃

44、急汽化現(xiàn)小給水控制閥，減少給水量，等到這種暫時的閃急汽化現(xiàn)象一旦平穩(wěn)下來，由于蒸汽量增加，象一旦平穩(wěn)下來，由于蒸汽量增加，送入水量反而減少送入水量反而減少，將使水位嚴(yán)重下降將使水位嚴(yán)重下降，嚴(yán)重時會使汽包水位降到危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，嚴(yán)重時會使汽包水位降到危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，甚至發(fā)生事故。甚至發(fā)生事故。 產(chǎn)生產(chǎn)生“假液位假液位”主要是蒸汽負(fù)荷量的波動，如果把蒸主要是蒸汽負(fù)荷量的波動，如果把蒸汽流量的信號引入控制系統(tǒng)，就可以克服這個主要干擾，汽流量的信號引入控制系統(tǒng)，就可以克服這個主要干擾，這樣就構(gòu)成了這樣就構(gòu)成了雙沖量控制系統(tǒng)雙沖量控制系統(tǒng)。 這是一個這是一個前饋前饋-反饋反饋控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)。蒸汽流量是前蒸汽流

45、量是前饋量。饋量。 借助于前饋的校正作借助于前饋的校正作用，可避免蒸汽量波動所用，可避免蒸汽量波動所產(chǎn)生的產(chǎn)生的“假液位假液位”而引起而引起控制閥誤動作，改善了控控制閥誤動作，改善了控制質(zhì)量，防止事故發(fā)生。制質(zhì)量，防止事故發(fā)生。2 2雙沖量控制系統(tǒng)雙沖量控制系統(tǒng) 雙沖量控制系統(tǒng)的弱點(diǎn)是不能克服給水壓力的干擾，雙沖量控制系統(tǒng)的弱點(diǎn)是不能克服給水壓力的干擾，當(dāng)給水壓力變化時，會引起給水流量的變化。當(dāng)給水壓力變化時，會引起給水流量的變化。 一些大型鍋爐則把給一些大型鍋爐則把給水流量的信號亦引入控制水流量的信號亦引入控制系統(tǒng)，以保持汽包液位穩(wěn)系統(tǒng)，以保持汽包液位穩(wěn)定。這樣，作用控制系統(tǒng)定。這樣，作用控

46、制系統(tǒng)共有三個參數(shù)的信號，故共有三個參數(shù)的信號，故稱為三沖量控制系統(tǒng)。稱為三沖量控制系統(tǒng)。 3 3三沖量控制系統(tǒng)三沖量控制系統(tǒng) 屬于前饋屬于前饋串級控制系統(tǒng)。蒸汽流量作為前饋信號串級控制系統(tǒng)。蒸汽流量作為前饋信號, , 汽包水位為主變量，給水流量為副變量。汽包水位為主變量，給水流量為副變量。 三、過熱蒸汽系統(tǒng)的控制三、過熱蒸汽系統(tǒng)的控制 過熱蒸汽系統(tǒng)的控制過熱蒸汽系統(tǒng)的控制的目的是過熱蒸汽系統(tǒng)的控制過熱蒸汽系統(tǒng)的控制的目的是保持過保持過熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)，并保證管壁溫度不超過允許的，并保證管壁溫度不超過允許的工作溫度。工作溫度。 蒸汽過熱系統(tǒng)包括一級過熱器、減溫器

47、、二級過熱器。蒸汽過熱系統(tǒng)包括一級過熱器、減溫器、二級過熱器。 過熱蒸汽溫度是鍋爐汽水通道中溫度最高的地方。過熱蒸汽溫度是鍋爐汽水通道中溫度最高的地方。過熱過熱器正常運(yùn)行時的溫度一般接近材料所允許的最高溫度。如器正常運(yùn)行時的溫度一般接近材料所允許的最高溫度。如果過熱蒸汽溫度過高，則果過熱蒸汽溫度過高，則過熱器容易損壞過熱器容易損壞；過熱蒸汽溫度；過熱蒸汽溫度過低，則過低，則設(shè)備效率降低設(shè)備效率降低。因此對過熱器出口蒸汽溫度應(yīng)加。因此對過熱器出口蒸汽溫度應(yīng)加以控制，以控制，使它不超出規(guī)定的范圍。使它不超出規(guī)定的范圍。 影響過熱蒸汽溫度的干擾因素很多，例如影響過熱蒸汽溫度的干擾因素很多，例如燃燒工

48、況、蒸燃燒工況、蒸汽流量、減溫水的流量和溫度、流經(jīng)過熱器的煙氣溫度和流汽流量、減溫水的流量和溫度、流經(jīng)過熱器的煙氣溫度和流速速等都會影響過熱蒸汽溫度。等都會影響過熱蒸汽溫度。 采用以采用以減溫器減溫器出出口溫度為副變量口溫度為副變量的串級控制系統(tǒng)的串級控制系統(tǒng) 四、鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制四、鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制 鍋爐燃燒系統(tǒng)的自動控制基本任務(wù)是使燃料燃燒鍋爐燃燒系統(tǒng)的自動控制基本任務(wù)是使燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要。時產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要。 鍋爐燃燒系統(tǒng)自動控制有三個主要作用：鍋爐燃燒系統(tǒng)自動控制有三個主要作用： 3)3)維持爐膛負(fù)壓不變，應(yīng)該使排煙量與空氣量維持爐膛負(fù)壓不變，

49、應(yīng)該使排煙量與空氣量相配合。相配合。 1)1)維持鍋爐出口蒸汽壓力的穩(wěn)定。當(dāng)負(fù)荷受干擾維持鍋爐出口蒸汽壓力的穩(wěn)定。當(dāng)負(fù)荷受干擾影響而變化時影響而變化時, ,通過控制燃料量使之穩(wěn)定。通過控制燃料量使之穩(wěn)定。2)2)保持燃料量和空氣量按一定配比送入，即保持保持燃料量和空氣量按一定配比送入，即保持燃料燃燒良好。燃料燃燒良好?；究刂品桨富究刂品桨?1.1.蒸汽壓力控制和蒸汽壓力控制和燃料與空氣的比值控制燃料與空氣的比值控制 2.2.爐膛負(fù)壓控制爐膛負(fù)壓控制 當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化不大時，可采用當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化不大時，可采用爐膛壓力為被控變量爐膛壓力為被控變量，煙氣量為操縱變量煙氣量為操縱變量的簡單控制系統(tǒng)。

50、當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化較大的簡單控制系統(tǒng)。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化較大時，應(yīng)引入前饋，組成前饋時，應(yīng)引入前饋，組成前饋反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng) 9.59.5化學(xué)反應(yīng)器的控制化學(xué)反應(yīng)器的控制一、反應(yīng)器的控制要求及被控變量的選擇一、反應(yīng)器的控制要求及被控變量的選擇 1 1質(zhì)量指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)要使反應(yīng)達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率，或使產(chǎn)要使反應(yīng)達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率，或使產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的濃度。品達(dá)到規(guī)定的濃度。 2 2物料平衡和能量平衡物料平衡和能量平衡為了使反應(yīng)器能夠正常運(yùn)為了使反應(yīng)器能夠正常運(yùn)行，必須使反應(yīng)器在生產(chǎn)過程中保持物料平衡和能量平衡。行，必須使反應(yīng)器在生產(chǎn)過程中保持物料平衡和能量平衡。 3 3約束條件約束條件對于反應(yīng)器，要防止

51、工藝變量進(jìn)入危對于反應(yīng)器，要防止工藝變量進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或不正常工況。險(xiǎn)區(qū)域或不正常工況。 二、釜式反應(yīng)器的控制二、釜式反應(yīng)器的控制1 1控制進(jìn)料溫度控制進(jìn)料溫度 進(jìn)料經(jīng)過預(yù)熱器（或冷卻器）進(jìn)入釜式反應(yīng)器。采用控進(jìn)料經(jīng)過預(yù)熱器（或冷卻器）進(jìn)入釜式反應(yīng)器。采用控制進(jìn)入預(yù)熱器（或冷卻器）的加熱劑（或冷卻劑）流量，穩(wěn)制進(jìn)入預(yù)熱器（或冷卻器）的加熱劑（或冷卻劑）流量，穩(wěn)定釜內(nèi)溫度。定釜內(nèi)溫度。 對于帶夾套的反應(yīng)釜，可采用控制進(jìn)入夾套的加熱劑對于帶夾套的反應(yīng)釜，可采用控制進(jìn)入夾套的加熱劑（或冷卻劑）流量，穩(wěn)定釜內(nèi)溫度（或冷卻劑）流量，穩(wěn)定釜內(nèi)溫度，但由于，但由于反應(yīng)釜容量大，反應(yīng)釜容量大，溫度滯后嚴(yán)重，特別是進(jìn)行聚合反應(yīng)時，釜內(nèi)物料粘度大，溫度滯