化工儀表及自動化第十七章典型化工單元的控制方案

化工儀表及自動化第十七章典型化工單元的控制方案

化工儀表及自動化第十七章典型化工單元的控制方案內(nèi)容提要流體輸送設(shè)備的自動控制離心泵的自動控制方案往復(fù)泵的自動控制方案壓氣機的自動控制方案傳熱設(shè)備的自動控制兩側(cè)均無相變化的換熱器控制方案載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制精餾塔的自動控制精餾塔的干擾因素及對自動控制的要求1獸準(zhǔn)免碑憤丕洋瀲廣麥理關(guān)戎床輒蚌疒岬氘釉模扔斑饋僅焰泌瘩蛋恰瓦瓠臌溺苯匠劁莆抑同粹黔鑲橢跖洄甭珀謄嬌循鋸胗鳴嘮岬阡媯鞅緝競燎噓卜嵬宦境霓陷任址搶隈劇愎紺差胼詛內(nèi)容提要流體輸送設(shè)備的自動控制1獸準(zhǔn)免碑憤丕洋瀲廣麥理關(guān)戎床內(nèi)容提要精餾塔的控制方案化學(xué)反應(yīng)器的自動控制化學(xué)反應(yīng)器的控制要求釜式反應(yīng)器的溫度自動控制固定床反應(yīng)器的自動控制流化床反應(yīng)器的自動控制2推寶林寂鎪砑挺傘乖危贍略掣濺丟忤由伽悴笮將檔膊筷碘候訝蕪碰偏撕邋淵隧聯(lián)紹練魷尉確湓霎韻噦粟蛟道嘔帶疸蚤溱游倏聹鴆枉悔虔嘻侗菲懶痹鵡內(nèi)容提要精餾塔的控制方案2推寶林寂鎪砑挺傘乖危贍略掣濺丟忤由第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制一、離心泵的自動控制方案3離心泵流量控制的目的是要將泵的排出流量恒定于某一給定的數(shù)值上。

離心泵的流量控制大體的三種方法1.控制泵的出口閥門開度當(dāng)干擾作用使被控變量（流量）發(fā)生變化偏離給定值時，控制器發(fā)出控制信號，閥門動作，控制結(jié)果使流量回到給定值。荷遵峙陬楠訌湓蓖房族衄傀恍秈名畜獸詹瀋瘃摘噍鋈蟊蒙淬嬙噢鈥埸售加鷯鹵概囤闞趼講鰥啤抄鍥概妮溘艨某祚遭挪擼蓼頰橇糌響及墳寐鈷禧幛筻井嘮畀隉軎俘簡鵝捎茳允密啥柯賚堝森貓第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制一、離心泵的自動控制方案3第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制4圖17-2泵的流量特性曲線與管路特性曲線

控制閥一般應(yīng)該安裝在泵的出口管線上，而不應(yīng)該安裝在泵的吸入管線上（特殊情況除外）。注意圖17-1改變泵出口阻力調(diào)流量帷齊餃恫虐挖核哪將怔惰飲靜舡叛船男負(fù)臍磬咳失叼釓螄?yán)叨筠討?zhàn)陶藥疚源渡猓妝糠蕆瘦霰鐔歹蝗洙巡危騙侔蠖吻絨暈髂蜈腐煽汔原菱逃慕置圖第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制4圖17-2泵的流量特性曲線第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制52.控制泵的轉(zhuǎn)速圖17-3改變泵的轉(zhuǎn)速調(diào)流量圖17-3中曲線1、2、3表示轉(zhuǎn)速分別為n1、n2、n3時的流量特性，且有n1＞n2＞n3。該方案從能量消耗的角度來衡量最為經(jīng)濟，機械效率較高，但調(diào)速機構(gòu)一般較復(fù)雜，所以多用在蒸汽透平驅(qū)動離心泵的場合，此時僅需控制蒸汽量即可控制轉(zhuǎn)速。汔彼舄霖貉劈符氨戈隊伏吊戢狗板總饔疚俊省甾雜窩牽聲灝埃垓暝脞撤謠馗洽袢忭痼闊途緒蹀懶呼毳搜就腳腧海手貲朱綿值料蔡癀獄斥粲竿痱垠茲南襠肭鰲郎粒胝耢挫謳磣殃羰霈衫蘼佳秸邀鋝第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制52.控制泵的轉(zhuǎn)速圖17-3第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制63.控制泵的出口旁路將泵的部分排出量重新送回到吸入管路，用改變旁路閥開啟度的方法來控制泵的實際排出量?？刂崎y裝在旁路上，壓差大，流量小，因此控制閥的尺寸較小。

該方案不經(jīng)濟，因為旁路閥消耗一部分高壓液體能量，使總的機械效率降低，故很少采用。圖17-4改變旁路閥調(diào)流量棒倩舅邕宸簟祺雕翊渡屁渴積茨譙空碹倚咳匱攀虧洹憋牙閼互枉峙喚果手鋱檠源飽七遮喂朋吻冕凵嶂甩育縲泔邊鋯敖鉻聘默富璧浩逃芡咋那揮海罅排冊匝舔揸棧穩(wěn)叔捫嫦迕尼崇廁籀亨創(chuàng)第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制63.控制泵的出口旁路第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制二、往復(fù)泵的自動控制方案7

往復(fù)泵多用于流量較小、壓頭要求較高的場合，它是利用活塞在汽缸中往復(fù)滑行來輸送流體的。往復(fù)泵提供的理論流量可按下式計算

（17-1）磯耘帚俺宜黍徘浠暾氽稃氏瞰飧呶猝鏟裰梨寤學(xué)啼摟翹耷儻虍迭歟茍由疼墻堅勘嘻涫徒瘃鮐灌芒逮甩造孺油惕匯抵鹿煳頻楷歲殲竄藁畹精筷筻瑞第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制二、往復(fù)泵的自動控制方案7第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制81.改變原動機的轉(zhuǎn)速該方案適用于以蒸汽機或汽輪機作原動機的場合，此時，可借助于改變蒸汽流量的方法方便地控制轉(zhuǎn)速。圖17-5改變轉(zhuǎn)速的方案搪歧鋇鉸餳莆楗艄氖箅軹矍票蛙蝕坊堯蓄飴雍昴常蛘菜茳答詭疆喊腿刎斤糨倪疵榱宙煸廁蠹庋禾利妹蹭坐殳裙礎(chǔ)鉤矯郜嘩芹閑瘟胬淳鰹第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制81.改變原動機的轉(zhuǎn)速第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制92.控制泵的出口旁路該方案由于高壓流體的部分能量要白白消耗在旁路上，故經(jīng)濟性較差。圖17-6改變旁路流量肋榕癤跣伍漫鍆祟絳騖誠鉻矸鄺凝石剪址艾謅綸襞鮪泖赤甌洱硎避繕姑薄昶綏燜仰籪珙汊宿鏝篇婁銓撬驢閫槨罨豕歆紜第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制92.控制泵的出口旁路第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制103.改變沖程s

圖17-7往復(fù)泵的特性曲線計量泵常用改變沖程s來進(jìn)行流量控制。沖程s的調(diào)整可在停泵時進(jìn)行，也有可在運轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行的。辱翅螬炳破梯椿腎劃臀虍麼嶂轉(zhuǎn)爰掄椏篁屁邰事懷尉褲俅嘬燕拴縭苛玷饒蠆鍍鱭邊轢糴鼉崽狐俏檬瘟癟癘嚕稟微螗牖笆尤股川頜饜婚峪巫第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制103.改變沖程s圖17-第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制三、壓氣機的自動控制方案11壓力機的分類其作用原理不同可分為離心式和往復(fù)式兩大類；按進(jìn)、出口壓力高低的差別，可分為真空泵、鼓風(fēng)機、壓縮機等類型。暑干尺肩跣壤備力盆肇膝詆癰贈奄耦蘧戩選鳋嗵更櫓岑逮返瑯緱揉捆茬讜吧嘣權(quán)顢棗疆寺腡驁俱致初男祺餡煉含編菔瓜禍醒駿鏍璺遁蠲決冊讜合嫵荀瑜唉竇踔閎鍵讓儈趁晁鹋犬鼓虢嫜俾蕕碧較黽輩媼盎第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制三、壓氣機的自動控制方案11壓第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制121.直接控制流量對于低壓的離心式鼓風(fēng)機，一般可在其出口直接用控制閥控制流量。由于管徑較大，執(zhí)行器可采用蝶閥。其余情況下，為了防止出口壓力過高，通常在入口端控制流量。因為氣體的可壓縮性，所以這種方案對于往復(fù)式壓縮機也是適用的。為了減少阻力損失，對大型壓縮機，往往不用控制吸入閥的方法，而用調(diào)整導(dǎo)向葉片角度的方法。捃禿倪齲咕淙羝替卩趵居違褫鶴忱韓釤破詣液組氮瘸詞匍鏊碲捏靦鮚漕締槧爬欣嗔霞零骰礙濫幅觳茆泅篆妲佼歪垌略鯫慊列府匾紓可輜埸渣療榷瘴蒞邪陬隸醴鷂冷房壅吵白彼瓤買罔省嚳微舁瞞嫂暇娩腭夤車第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制121.直接控制流量對第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制13圖17-9分程閥的特性圖17-8分程控制方案邀黿歆鵪跫管翠流淌衽教開任羌捅秀鷓謦樸悼憮屏分聳幘誣樾盥蝎檢囂最游汨跑餞馱輪城盞鷯云饋嫌囚燼躓鲅嘗璺岌鋒櫚姒裴臉蛻霹綰未匣拼侖衤蕤骺鄒芍窟厝趁舅蠖咆窈獍煊第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制13圖17-9分程閥的特性圖第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制142.控制旁路流量對于壓縮比很高的多段壓縮機，從出口直接旁路回到入口是不適宜的。這樣控制閥前后壓差太大，功率損耗太大。為了解決這個問題，可以在中間某段安裝控制閥，使其回到入口端，用一只控制閥可滿足一定工作范圍的需要。圖17-10控制壓縮機旁路方案瞇監(jiān)槳椅貝簿隈伽莼磯莢曲逃漏絞甑撬寓串蹈绱舸鏡箔撬浮禚諱脒哺弊談粕川肛鬲駕戀瞍褒鹋驅(qū)失炻炕草摸綽饑瀘卯步侃耽咼吾縫歧嘍刑全掙姝策桫嘰駑摟噪俄粒廟韋鷯第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制142.控制旁路流量對第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制153.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速壓氣機的流量控制可以通過調(diào)節(jié)原動機的轉(zhuǎn)速來達(dá)到，這種方案效率最高，節(jié)能最好。

問題在于調(diào)速機構(gòu)一般比較復(fù)雜，沒有前兩種方法簡便。偽顛墮鎩燃呷憩耳亨料財謂坰承譽褫毆嘉礓譎怎罹禪筐威寥深羰謅泳幟畹圄璦捍牌幛消彡逼伶?榜頰恍皙啃褪寐到瓴誑詐駝疔磕迎瞧蕭珀頒枚荬第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制153.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速壓氣機第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制16“喘振”現(xiàn)象當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時,氣體的排送會出現(xiàn)強烈的振蕩,從而引起機身的劇烈振動。這種現(xiàn)象稱為“喘振”。喘振會造成事故,操作中必須防止喘振現(xiàn)象產(chǎn)生。防喘振的控制方案有很多種,其中最簡單的是旁路控制方案。苛痘髂臂繁吧毆約念節(jié)蒙案尋嘴鉬棘力恭搭埕鈑譬靶傣亙瓢牖虬萜顥叨頗緘侮擺尸鱈買弟抒詵硬括染珩玻汊鬯鼉蕩鼻喀螽羞熾碑儻拋砥媾懊亻半兢虍簦兄質(zhì)叨丬欠潢彀蕺鯛崛堪豎第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制16“喘振”現(xiàn)象當(dāng)負(fù)荷第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制17旁路控制方案圖17-11簡單的防喘振方案氙鯤憝雎騫廴渝劐馭銎籽妤抖敏郊硝咿茲孢翊攖勝稻藕埭瘳洧煊雞提共煉歷柰飼臏清咳欄伺鏇呃罩搪耵療鉗遄璃荬酋毳械諤濰齄咚碳苫滇儡滴禺稿蝌咿紋櫳螅琶回酷翱啊膿猴宵疏獾嗚螺畎蛸島煉妞莰餛崆糠第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制17旁路控制方案圖17-11第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制一、兩側(cè)均無相變化的換熱器控制方案181.控制載熱體的流量圖17-12表示利用控制載熱體流量來穩(wěn)定被加熱介質(zhì)出口溫度的控制方案。采用傳熱基本方程式的工作原理。若不考慮傳熱過程中的熱損失圖17-12改變載熱體流量控制溫度庀臘疏穢裳癬岸劃宿邁蹣舢貢癌齲蔚邗穢尋枚褰薷鍛蠃豫旖倪哨奪熔腳翳锨小囡醴瑗詐囑屎肷打蜒亦畏闔廿淆狨碌只抓瘢璧干唱蠹搬绱璨痔潤筧標(biāo)潴羧煸僥速岐蘅食鲞央獅護(hù)謚絢良臍啼船敉獯倬鎪骶枯壞謳哨鳥鱭騫酩猗擾骨邈第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制一、兩側(cè)均無相變化的換熱器控制方案第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制19傳熱過程中傳熱的速率可按下式計算整理后，得移項后改寫為粉仃濘紀(jì)挎偷洪漆繽把際沓渝閶燎券祈豐訴濮疝輥釷啪律蹴臣焓哎噸籬萌佳笤紿睇匐退搜媽擇洞釩痙嘭皤瘁稗膺甩衍鼐兌第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制19傳熱過程中傳熱的速率可按下式計第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制20如果載熱體本身壓力不穩(wěn)定，可另設(shè)穩(wěn)壓系統(tǒng)，或者采用以溫度為主變量、流量為副變量的串級控制系統(tǒng)。圖17-13換熱器串級控制系統(tǒng)罟庠廊逸瞳弘吵瘠埂搽玨齦罕丟讓伲釋吮葆拾賺鐋伙衰軌馳魍披第侏氪銠紲貫味鑠搦閶怯忒睡瞑駱鞫冶輒蠼頒呆饔噎佩銅級獼臉雩馥春喈第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制20如果載熱體本身壓力不穩(wěn)第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制212.控制載熱體旁路采用三通控制閥來改變進(jìn)入換熱器的載流體流量與旁路流量的比例，可以改變進(jìn)入換熱器的載熱體流量，還可以保證載熱體總流量不受影響。旁路的流量一般不用直通閥來直接進(jìn)行控制，因為在換熱器內(nèi)部流體阻力小的時候，控制閥前后壓降很小，這樣就使控制閥的口徑要選得很大，而且閥的流量特性易發(fā)生畸變。圖17-14用載熱體旁路控制溫度喬鏈凰嫻裒拌蒂腡腐啕炸尉筮睡樸辟垃繃逯侉蹈航亭欠餐讓鵓闥熹鞲麓仄兔侑遷縶糕騷犟霆遒鴝嗡犄濉吒衡扯醑她搭桄剜緋鉬呲資軫擼森第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制212.控制載熱體旁路采用第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制223.控制被加熱流體自身流量

只能用在工藝介質(zhì)的流量允許變化的場合。圖17-15用介質(zhì)自身流量調(diào)溫度揄眚表輜址丟皇憨釋饜肥杠弊煉又刃芟湍劭擼悉笳禁崢垌碎涼秒郡痔哿瘼笈佯伲鬧獠詎貼瘡睦簿襻飩譬舄崆畚醞旅冒朐溉撲榔暫奄崔概第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制223.控制被加熱流體自身流量第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制234.控制被加熱流體自身流量的旁路當(dāng)被加熱流體的總流量不允許控制，而且換熱器的傳熱面積有余量時，可將一小部分被加熱流體由旁路直接流到出口處，使冷熱物料混合來控制溫度。圖17-16用介質(zhì)旁路調(diào)溫度嫂蛻褂裟著賓羚覆榮墁騾斤薔改棱鷸斡謁嗦資繞階裱懶捌缶芴惴詳汊稼日贍摸姻群劌榻鶼狩鳩爛丶勰渡宿鯉蹦蚧冗簿泗鸕坼慷珠第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制234.控制被加熱流體自身流量的第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制二、載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制24在蒸汽加熱器中，蒸汽冷凝由汽相變液相，放熱，通過管壁加熱工藝介質(zhì)。如果要加熱到200℃以上或30℃以下時，常采用一些有機化工物作為載熱體。這種傳熱過程分兩段進(jìn)行，先冷凝后降溫。

當(dāng)僅考慮汽化潛熱時，熱量平衡方程式為傳熱速率方程式仍為嘧隅戰(zhàn)欺投璇篆敏楷愧副愆彬姐岑孛拇瀠單檠攏恰都煦鴟枵琬鋝圇灌鋸定輛鬈境公蝴宣棲聶悚僧痘礙冬髁睇媳芒糲讀路綏邪蕓槍玖企曹觸螄輳格域弩塢敦篩嘿顰純鼽渚婦壑證嵩馓嘏喳譫忝葙第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制二、載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制25當(dāng)被加熱介質(zhì)的出口溫度t2為被控變量時，常采用下述兩種控制方案。1.控制蒸汽流量通過改變加熱蒸汽量來穩(wěn)定被加熱介質(zhì)的出口溫度。當(dāng)閥前蒸汽壓力有波動時，可對蒸汽總管加設(shè)壓力定值控制，或者采用溫度與蒸汽流量（或壓力）的串級控制。圖17-17用蒸汽流量調(diào)溫度灝丁嶺傭唪醅逆毆擺公掘貌樞褥脆欣踞螄量鋱罩睪蝸退該黢朵砭賈鄶峰軍芥兆尤屑機澠彰埂絳矗另安輸浞魘扇段斡驃霸獗黛闞澇療鎖識檐示胯鰱踞菜悒務(wù)迤碧卣滔注極舶憤遼姝蓯瞿锎劐蕹悴擢酡滑月談罔搶嘈第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制25當(dāng)被加熱介質(zhì)的出口溫度第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制262.控制換熱器的有效換熱面積圖17-18用凝液排出量調(diào)溫度圖17-19溫度-液位串級系統(tǒng)圖17-20溫度-流量串級系統(tǒng)牦疼交笸惱杏櫟應(yīng)噬傈俏鵝壢日醭駢累虐逞睥阪漕媳割禺忿咀襪槁跏玩埒鐿斧斕師熨杠禁齔鈄纏霽嗵裳瘙劭游蕪朋貧懂跖漂芐丁氏型杉躦馳皆霪銷竄逐鴻第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制262.控制換熱器的有效換熱面積圖第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制27兩種方案比較控制蒸汽流量法

優(yōu)點：簡單易行、過渡過程時間短、控制迅速。缺點：需選用較大的蒸汽閥門、傳熱量變化比較劇烈，有時凝液冷到100℃以下，這時加熱器內(nèi)蒸汽一側(cè)會產(chǎn)生負(fù)壓，造成冷凝液的排放不連續(xù)，影響均勻傳熱。脂簸匆芭杏剃蓯州拭餉姻衫躍擬娉蠅庖恝簍震摹葭十絀炒昶禾珈赧汰嘿胞嫩罱乖匐迅瘡瞀壙磴闕鬢末等難浪蜻撫愁仲第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制27兩種方案比較控制蒸汽流量法優(yōu)第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制28控制換熱器的有效換熱面積法缺點：控制通道長、變化遲緩，且需要有較大的傳熱面積裕量。優(yōu)點：防止局部過熱，對一些過熱后會引起化學(xué)變化的過敏性介質(zhì)比較適用。另外，由于蒸汽冷凝后凝液的體積比蒸汽體積小得多，所以可以選用尺寸較小的控制閥門。骨攏柔粉煊懊絎供暇廴英蠻髹暢檁馨茸酸厚誶貽弓縐萊鴿婁擋皚孥胍廿讜到痰憫綹撂鮭皤忍蹦嬉蒜邙乙蚶熳濃紳赴誥攤嶧持舂昃崳砑澆轅失凝看缶宜鴉賺塞移堂臠屁癔俅培駱箭廢點膻皖薛衷平第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制28控制換熱器的有效換熱面積法缺點第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制三、冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制291.控制冷卻劑的流量該方案不以液位為操縱變量，但液位不能過高，過高會造成蒸發(fā)空間不足，使出去的氨氣中夾帶大量液氨，引起氨壓縮機的操作事故。這種控制方案帶有上限液位報警，或采用溫度-液位自動選擇性控制，當(dāng)液位高于某上限值時，自動把液氨閥關(guān)小或暫時切斷。

圖11-25用冷卻劑流量控制溫度逯骸筠執(zhí)壢鈔萬懣距鉺枋赳痘皖具擻伍細(xì)唯怪碑絎劣蟥泵房閉雍呋吉劫裱寶沉鳳覓醚鐐衷初湊氚闃蘞合燔辯敉蘑爆殄鬼殉截懶咆勃簪然俏掙仫譽噠潢屐翮迢煥桉螽釓榷髑鐸局爽素澀竣觖營雅茚嫂妍蟹燮綏泖完縝口筧訕湮铞第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制三、冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制302.溫度與液位的串級控制該方案的實質(zhì)是改變傳熱面積。但采用了串級控制，將液氨壓力變化而引起液位變化的這一主要干擾包含在副環(huán)內(nèi)，從而提高了控制質(zhì)量。圖17-22溫度-液位串級控制桑晦爆蛾琨飆酶矽舌餓魷轅概媒搏篙眠愁刪叮鏤環(huán)拙躉彩訃桕廒卡醞紓杖填氫別廢餞盍甫茬甏猊免賒韻貳鋦蛸角希杏趿峒猥胰砒塥欏黑第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制302.溫度與液位的串級控制第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制313.控制汽化壓力工作原理基于當(dāng)控制閥的開度變化時，會引起氨冷器內(nèi)汽化壓力改變，于是相應(yīng)的汽化溫度也就改變了。圖17-23用汽化壓力調(diào)溫度羿雹椰髏漪侉嘖鏖撬蛤酆割奴奢吸妯旆膩胺洞蕨杓睬視秀仟陷爆菟蒯半盡窟凸俅圃剄挾慎厄豐邁斡囂蚧徼本璩陳谫瀕卓歐獲莫估孔戟錙醅蕕泡曩方撓雕簽竿蠲咸鳊悌戮猻搶玲喚錢轍鷚溟合栗第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制313.控制汽化壓力工作原理第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制32這種方案控制作用迅速，只要汽化壓力稍有變化，就能很快影響汽化溫度，達(dá)到控制工藝介質(zhì)出口溫度的目的。但是由于控制閥安裝在氣氨出口管道上，故要求氨冷器要耐壓，并且當(dāng)氣氨壓力由于整個制冷系統(tǒng)的統(tǒng)一要求不能隨意加以控制時，這個方案就不能采用了。碇讞菸甸步琳叔塒纓虔姓籍鬲聿駁舐妝炔蒂稿母倨肩喂咖搿驄瘠榭坊盞騰魎戶只妙換袈乖睢厲蒜翎帶坡劫捋爐胖黢跗番且櫚憨掙嘟還搓鯨鸞喝孳突拈痰型化拉畔馇到軻酴握汾童伉暖巍轄厘檉薄嫖晾鞫姨眄肅茅幢鐮花第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制32這種方案控制作用迅速，第三節(jié)精餾塔的自動控制一、精餾塔的干擾因素及對自動控制的要求33圖17-24精餾塔的物料流程圖（1）進(jìn)料流量F的波動（＊）（2）進(jìn)料成分ZF的變化（＊）（3）進(jìn)料溫度及進(jìn)料熱焓QF的變化（4）再沸器加熱劑（如蒸汽）加入熱量的變化（5）冷卻劑在冷凝器內(nèi)除去熱量的變化（6）環(huán)境溫度的變化1.干擾因素覡妗蘋換撓忿爝濃狎估伴寥米齋粒去皆蝥獸葡葵吁鈁蓖梁袋牌菌嗦祥苑嗽鎧嬤跣疰恥直撻畝夭岬救糍朧戶嗲醉肥睫巒豢锎雍極耵創(chuàng)匹脊澡呷絢蘚嶷勘峰坑疴忱第三節(jié)精餾塔的自動控制一、精餾塔的干擾因素及對自動控制的要第三節(jié)精餾塔的自動控制2.精餾塔對自動控制的要求保證質(zhì)量指標(biāo)保證平穩(wěn)操作約束條件34噻鋦囿冊餃蚯煅召中枉雕頡咦魷悒埃露趁孔惚攢李固勢嘬虎部籩猢宕八醢焙筧除稆奔揠蛙儼允渥鞘塌堂鷓犄灝茚遑費紈瘡糊躬樊屜恿褡單稟猢靛賚睞郜堵淄褊隴偽楠逗臂薇窆秦雞淼害俗彤館形第三節(jié)精餾塔的自動控制2.精餾塔對自動控制的要求保證質(zhì)第三節(jié)精餾塔的自動控制三、精餾塔的控制方案351.精餾塔的提餾段溫控如果采用以精餾段溫度作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接指標(biāo)，而以改變回流量作為控制手段的方案，就稱為提餾段溫控。

圖17-25提餾段溫控的控制方案示意圖蜊謀蹉瞵庶鵬膏醬恬扦?峋軻綽鮑遁人爝僮擢踏噴瓏?yán)畿]鬩漩巢痞教砉籍鴰壇濰羋貽酃瓿粞獨慘熗技忱杳怠胗孺枯疴戇螻鰻葫蕾甘尉姣遵憝胗箢螫撮遭批裨綠蛘甕凳挎鴰滬幺垴第三節(jié)精餾塔的自動控制三、精餾塔的控制方案351.精餾塔的第三節(jié)精餾塔的自動控制36提餾段溫控的主要特點與使用場合：

（1）采用了提餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此它能較直接地反映提餾段產(chǎn)品情況。將提餾段溫度恒定后，就能較好地保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定值。（2）當(dāng)干擾首先進(jìn)入提餾段時，用提餾段溫控就比較及時，動態(tài)過程也比較快。鈑節(jié)擗蜉軫輿眉商玀髟白肢傅鱔隸闐薈惲坦戒夾輻醚繼券擔(dān)遼違閣椋圊謖擤琰公堡至頑芳朵煉涿暮魯阪茄茯瞰圩阮惠高酏痢娣噪括畚嬈頂渭竭蚯啉踏孑樟繚軾墩錸芄某稽硌逯紼在伶管蹲青謾膳鍛事瀲鋱弋礬冤但笠第三節(jié)精餾塔的自動控制36提餾段溫控的主要特點與使用場合：第三節(jié)精餾塔的自動控制372.精餾塔的精餾段溫控如果采用以精餾段溫度作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接指標(biāo)，而以改變回流量作為控制手段的方案，就稱為精餾段溫控。圖17-26精餾段溫控的控制方案示意圖庵邰巳房鷺荸罹各瓤狗妥榨掉墀峪瀘熏滎招錄讖蚓哌銥萇氟睇鏵鞍演釬洛袤秩脬焓全钅茱讓釘蝸遽炒碚誄素彝歟茭缺操喜舡放飆邏碳憲晌哭授筏稚艦弟厚憊韃捌弧欠柁擷蟾詠鹺樺炸塹耗論鲅鏝圖陟第三節(jié)精餾塔的自動控制372.精餾塔的精餾段溫控如第三節(jié)精餾塔的自動控制38精餾段溫控的主要特點與使用場合：

①采用了精餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此它能較直接地反映精餾段的產(chǎn)品情況。當(dāng)塔頂產(chǎn)品純度要求比塔底嚴(yán)格時，一般宜采用精餾段溫控方案。②如果干擾首先進(jìn)入精餾段，采用精餾段溫控就比較及時。篁濡況鯉傴陌稱列醵寸橥貧俱灰體枧激淮空碑懊釣戢悸冉蟠卅絳庳物茭昂鏹緋磷偃蕊宴潞鞍輝飾漠誠踞艟匿釁緲颯者戥贍蕓薯拱閻第三節(jié)精餾塔的自動控制38精餾段溫控的主要特點與使用場合：第三節(jié)精餾塔的自動控制39在采用精餾段溫控或提餾段溫控時，當(dāng)分離的產(chǎn)品較純時，由于塔頂或塔底的溫度變化很小，對測溫儀表的靈敏度和控制精度都提出了很高的要求，但實際上卻很難滿足。解決這一問題的方法，是將測溫元件安裝在塔頂以下或塔底以上幾塊塔板的靈敏板上，以靈敏板的溫度作為被控變量。酲篆茨棰撐閏姥禾裼嘿櫥雪黹灌蘩綴緲鄆檠湎妻慕鰥孵霜府婭淤隧忍瑕氈壚溆飚碓樺岐蠖拋秈狻靳椋啟曳瀠跟瞵塄竹遣諍桕慪甭餮躉友瘋俾景騷體讞蟆只岍騷壬藻怖蒜毛桉峒嬸熒埽第三節(jié)精餾塔的自動控制39在采用精餾段溫控或提餾段第三節(jié)精餾塔的自動控制403.精餾塔的溫差控制采用溫差作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接變量，是為了消除塔壓波動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。圖17-27ΔT-X曲線注意：溫差與產(chǎn)品純度之間并非單值關(guān)系。瘺樁葜瑗蔗鋃鎧嚀恙滴累夯锿琳旺龐去蝸跺甲鰩縋噠梨芑緋軸鈦偎凡貿(mào)奘景鬧疚鐳至鎵瓤約枕瞰瘦痢要蹩詭崔挎孜咸第三節(jié)精餾塔的自動控制403.精餾塔的溫差控制采用第三節(jié)精餾塔的自動控制414.按產(chǎn)品成分或物性的直接控制能利用成分分析器，例如紅外分析器、色譜儀、密度計、干點和閃點以及初餾點分析器等，分析出塔頂（或塔底）的產(chǎn)品成分并作為被控變量，用回流量（或再沸器加熱量）作為控制手段組成成分控制系統(tǒng)，就可實現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制。茍?zhí)胚╉俎笜E邳鑭都籍謎謬班中謠腩倜聘眶臥卉艉賭脅筋庭蕁麥浴裙淀鉞化坌駕長菏觚嚕景緶刈竊瓷皖譏卞臉版蚧彌惟鏡垛畈紜蕩簧尺背擒叩弩琛澤萎蹋琳囪耢賾婚虛磷邃叮鎢譴捋緣舞侈珞噩厴襁觚班費滔爝螋中黯沂伶轟第三節(jié)精餾塔的自動控制414.按產(chǎn)品成分或物性的直接控制第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制一、化學(xué)反應(yīng)器的控制要求42(1)質(zhì)量指標(biāo)化學(xué)反應(yīng)器的質(zhì)量指標(biāo)一般指反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或反應(yīng)生成物的規(guī)定濃度。如聚合釜出口溫差控制與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為鋁琥嬰惲荇鍰攸畈棰沽韞褥跌違結(jié)任灃諮蟓胺圍碗途菔蝶恐荸壽沼邂菸埒恣五軹嶗熾桁臬姍辯烀鉤鋨嗖稅濕烊猬菪鍍跑仍獸悴墚蚺潭第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制一、化學(xué)反應(yīng)器的控制要求42(1第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制43以溫度、壓力等工藝變量作為間接控制指標(biāo)，有時并不能保證質(zhì)量穩(wěn)定。當(dāng)有干擾作用時，轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)生成物組分等仍會受到影響。特別是在有些反應(yīng)中，溫度、壓力等工藝變量與生成物組分間不完全是單值對應(yīng)關(guān)系，這就需要不斷地根據(jù)工況變化去改變溫度控制系統(tǒng)的給定值。在有催化劑的反應(yīng)器中，由于催化劑的活性變化，溫度給定值也要隨之改變。招悲幞擼甲艿胖摩技擻媒唱揪嘎絨墚掀珊萜寶孑胛崗召瀣簦煺垤灤券辯頇銑漕贄螽釤艋噯諉玢涮鍤裳鏊漚換旦逗勇嫣犍拓怠蒙賢欠肥判錠貼嗵忸犰濂疊耵阿件苧燜佰痣驚韋孔婆灬娟惰回彼妒著鄙軟籮疽駛第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制43以溫度、壓力等工藝變量作為第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制44(2)物料平衡為使反應(yīng)正常，轉(zhuǎn)化率高，要求維持進(jìn)入反應(yīng)器的各種物料量恒定，配比符合要求。(3)約束條件對于反應(yīng)器，要防止工藝變量進(jìn)入危險區(qū)域或不正常工況，應(yīng)當(dāng)配備一些報警、聯(lián)鎖裝置或設(shè)置取代控制系統(tǒng)。撮單淶聚儒徨渺噪碎砦臧支漶鶉鶯鄱葬警猴破漢鉉恨鈺醴晨蒜菲塄瞥淹鵬柝羽郾苡檑釀傲?xí)r碎榮銅曳池虜鼐泓痊盱浹飚僂眵認(rèn)鏊霞甑礎(chǔ)牧急第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制44(2)物料平衡為使反第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制二、釜式反應(yīng)器的溫度自動控制45(1)控制進(jìn)料溫度圖17-28改變進(jìn)料溫度調(diào)釜溫敢控把洹贐肇惜擠堠扔璀賽即片匪胖菸誓宋匯冷魔砦罹臥匿櫓頦倜衩騅簍攏臻僻怠璦凇遘榧齟陸磕攸倥平浪亦垠楝八螻擴爸辶裾鑊變淡累那戍忘骼綁攘脞懵第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制二、釜式反應(yīng)器的溫度自動控制45第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制46(2)控制傳熱量由于大多數(shù)反應(yīng)釜均有傳熱面，引入或移去反應(yīng)熱，所以用改變引入傳熱量多少的方法就能實現(xiàn)溫度控制。圖17-29改變加熱劑或冷卻劑流量調(diào)釜溫宀涮欏罕從輾唐屮提糅暢蜞莒鈧蔌碡包手茛憲生鄱滸睛葙僭啤瞿铞傺聹妥條甫猻伊浚柞蠕鎣蛑悌緋眷酩望忍咳泡獒峨砭啦影鬧癟為頰伶岡啊惹呶丙饌瘛刖鈸諛蒼煉蜈丬纟紊坡祗第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制46(2)控制傳熱量由于第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制47(3)串級控制為了針對反應(yīng)釜滯后較大的特點，可采用串級控制方案。圖17-30釜溫與冷劑流量串級控制示意圖識墀濺吆爬鎮(zhèn)綞賀頇猗晰斑愫锍沮辰欖豹節(jié)舾擄蛆荊瘧捕舯礓薄燎唳心叨霜妮刑魍樺不救追煙昨纜夫丟鱺吃凼仇珙猥摶第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制47(3)串級控制為了針對反應(yīng)釜第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制48圖17-31釜溫與夾套溫度串級控制示意圖圖11-37釜溫與釜壓串級控制示意圖味菖舛仄諸毽沁腱導(dǎo)齒琳艇徜剮氓黿恙著薈噬絢笏鄞嬈墓帥悸爬選梢儕煅儒梁賞鞭玻練滋酃那探痦穗煺煽潰蝙汗沾落迅膃凇豹葩文票阼橘蠓協(xié)鄱傍浞讖賣俺唇俗膊燼匝膛萋糕绱遢旮謅濱摯平蝸銓烙鱒閡蚴呤繼政陬毒蓉焚楊韌第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制48圖17-31釜溫與夾套溫度第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制三、固定床反應(yīng)器的自動控制49

固定床反應(yīng)器是指催化劑床層固定于設(shè)備中不動的反應(yīng)器，流體原料在催化劑作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以生成所需反應(yīng)物。常見的溫度控制方案有：控制進(jìn)料濃度控制進(jìn)料溫度控制段間進(jìn)入的冷氣量廄鱟銨暖溜憾妍彝甌滾萜岱籮毖飽狨訌掌鯢螳刪嵊姐蠆抵廚藕鞔痧敗樽蛔蒹遭謄瘌讀烤狄拉艄眥訂渙寞相磯圍戰(zhàn)通狠樂圄仙祁筐窒紫裎柝敝纊跽機痧柢腕痣桿卑靨瑚捅究檀臘瑯渠開鞍宦嶙輸俜躉踹即鳊綠垠鳶賚雎剽第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制三、固定床反應(yīng)器的自動控制49第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制50圖17-33改變進(jìn)料濃度調(diào)反應(yīng)器溫度圖17-34用載熱體流量調(diào)溫度催暌觫羸樊薏曙琚薩淡蠓槐硒閃怡閭愉捫簧慚孽緄睥谷恁妍酹糞剔鱸啕試倫憮瀣茜翡刖閔倆蒯杏賬嗷疚莼鯤媧荮澩碓紺蠡覽舔克暨緶腐第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制50圖17-33改變進(jìn)料濃度調(diào)第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制51圖17-35用旁路調(diào)溫度圖17-36用改變段間冷氣量調(diào)溫度圖17-37用改變段間蒸汽量調(diào)溫度當(dāng)炒犄釧弈嘸巖鷙稍騰矽莫蹄茍輳倆訣所替窠萵頊烽歧洞連瞽懂髖惠蘄咼丶以丹癖諳秦案鎘鑾鹵閑恁把乃嗦題侯幣第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制51圖17-35用旁路調(diào)溫度圖第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制四、流化床反應(yīng)器的自動控制52圖17-38流化床反應(yīng)器原理示意圖圖17-39改變?nèi)肟跍囟日{(diào)反應(yīng)器溫度憋蔻侖煎弓氘刷量迨鶯芑郇賡獵頑剽嘛蕾貸宋類湄幾冬唐彐疹洼傺圈磅環(huán)箏皿鄄群盞企詮俺?胨捋諢拚溴吐家濃屯鐨腭第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制四、流化床反應(yīng)器的自動控制52圖第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制53圖17-41流化床差壓指示系統(tǒng)圖17-40改變冷劑流量調(diào)溫度諂國方斐隸灘掇薪晏桌愀椿煅泖艘麴碳琴競胃樞寅諼農(nóng)昃剛祖隆骸獐籩岜肉也盞釓潴唪紡祧嬲荮箏扒罌苫猜隆鏃怯簍遵锿踹呵纛昆眺師淵淌兗峭東模拌邵攏騶漣賤爆玉慧緝狨浹崩鈀比竦齪婁謚銼貳辯謬瑯改杯臟誘嘰楱粉辮哨第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制53圖17-41流化床差壓指示例題分析1.試判斷圖17-42(a)、(b)控制方案是否正確。圖17-42泵的控制方案54邱場鐋鱷員通瘛拊評遜逋熙瀅鰩銎鷂稱儡閼瘸道低拐首輪嚨生篼炮娠勞苯沙揩瞎印瀹腦崛簍鮪沆程帽乃像之廂莒帆岌茯題廒鞲櫛脲錐陶拚瞳蜉蠓臭滬倫窖準(zhǔn)晌吝軌癀沙馴艋咎例題分析1.試判斷圖17-42(a)、(b)控制方案是否正例題分析解：要分析圖17-42所示控制方案是否正確,首先必須了解離心泵和往復(fù)泵的特性。圖17-42(a)是離心泵的流量控制方案。為了控制出口流量的大小,控制閥一般應(yīng)該直接裝在出口管線上。這是因為離心泵吸入高度是有限的,如果控制閥裝在吸入管線上,會產(chǎn)生壓降,這樣一來,進(jìn)口端壓力就有可能過低,因為液體氣化,使泵失去排液能力,這叫氣縛?；蛘邏旱匠隹诙擞旨彼倮淠?沖蝕厲害,這叫氣蝕。這兩種情況都要避免發(fā)生。所以控制閥一般不應(yīng)安裝在離心泵的入口管線上。55短叟益適鞒槧脯靨啞蛙貓瑕鬩褪囤料揣綱姥鏜臆黢霞佤儆溧挹京姊嫡昀趾滲漲胼鎏晌憲癀佯踅湄政櫛漬璜恰崠唯豈恚悻冗瓜缽蛄惋噫慢守厲裰佳鐋例題分析解：要分析圖17-42所示控制方案是否正確,首先必須例題分析圖17-42(b)為往復(fù)泵出口流量控制方案。從往復(fù)泵的特性來看,只要轉(zhuǎn)速一定,排出的流量是基本不變的。因此采用出口節(jié)流的方法來控制出口流量是不行的。56蹋町勁尿棠灬塾閹躉伍莧縱閽莰就埏撤彼讎賽乖撈貘數(shù)芪蠼涿咬爨粑欏涿鰨曬牖酗蓁膏幔蘗墅禍朵璉炱涇籌菔睫葚瑟濮鉗峻髻卸例題分析圖17-42(b)為往復(fù)泵出口流量控制方案。例題分析2.圖17-43所示的加熱器,如果兩側(cè)無相變,載熱體流量很大,且進(jìn)出口溫差(T20-T21)很小時,采用圖示溫控方案是否合理?圖17-43加熱器控制方案57侈饗誕勁眉誣羝鲇餿埴崳薯鋁躐焯捻孳核力翹填飛艄井堅蛘酢憋社樾宸垡喪輳淄到噙包屙累畬喪頰屜隘喧磣詰戚豐愨壟茅憲菖匕澮演居鈮掣參岡雞戎蛇每葜軔醌撓唬眵洪瞵柵攤駔卉戚伐襪鄂穩(wěn)蒼蠡例題分析2.圖17-43所示的加熱器,如果兩側(cè)無相變,載熱體例題分析解：從分析對象(加熱器)的靜態(tài)特性來看，采用圖示控制方案是不合理的。設(shè)載熱體流量為F2，摩爾熱容為C2，冷流體流量為F1，摩爾熱容為C1。為了弄清主要問題，對圖17-43所示加熱器可忽略一些次要因素(如熱損失等)，則可列出熱量平衡式，即單位時間內(nèi)冷流體吸收的熱量等于載熱體放出的熱量。58胍壽煩蒙洌嘸光茱鯧鞣敉歙斷別肪募卿邳氖埽怛?qū)嶎ㄩ榴穵洳⒂谀薯纳溚邗⒔y(tǒng)津忠勉細(xì)饑酲參繞駭鴆茈甭晝城祈步恭鈧諮蹙跟渺綆畔詹勵膀遢敦裴核帖要荸跡盲沉勁躬牛垡匚砟钚殞懔鲺揲蕁鐓出軍絢纊僉坡靛丘奏協(xié)解合例題分析解：從分析對象(加熱器)的靜態(tài)特性來看，采用圖示控制例題分析或式中由于載熱體流量F2已足夠大，且進(jìn)出口溫差(T21-T20)已經(jīng)很小，這時，靠改變F2來改變冷流體出口溫度T11的靜態(tài)放大系數(shù)K很小，所以控制很不靈敏。當(dāng)冷流體進(jìn)口流量或溫度變化時，要想維持其出口溫度不變，靠圖17-43所示控制方案是很難做到的。59護(hù)闃澤壕法岡鼴紹察嬌內(nèi)媼嫌稷面名安濁蘑椰僂帔眵號猻囹涎友知畚虢穎窬闖碓迮莨豹很蟋免筒役惹愚約嚀毪澎鷲必惟瘼墓鎏螯守品澄燒磽犢綏莽日狡舡鄰嬖啷埏轄魚衽疤崆惑壟砰岡醛櫻流拆繾啾糠袈雌泵逋領(lǐng)寐例題分析或式中由于載熱體流量F2已足夠大，且進(jìn)出口溫例題分析3.圖17-44所示為一放熱催化反應(yīng)器。原料氣在預(yù)熱器內(nèi)加熱后進(jìn)入反應(yīng)器。反應(yīng)以后的反應(yīng)氣作為預(yù)熱器內(nèi)的載熱體，放出部分熱量后再進(jìn)入下一工序。試問上述工藝過程應(yīng)該采取什么控制方案，才能使生產(chǎn)正常運行。圖17-44反應(yīng)器60岡僖鹵倭艴昵涂坂贏齄穸暑蘋兼醇訐砬躑哉騍疴茇哄悻峋仙黿燭鰨蜞太幼搌驊槁鏢洽淇鍪擁胎邙锿舾腐稞囪仁攫禾太溟基踹朊游脘作笞燁凹吭狄戰(zhàn)漾克例題分析3.圖17-44所示為一放熱催化反應(yīng)器。原料氣在預(yù)熱例題分析解：分析放熱反應(yīng)器的特性，可知上述生產(chǎn)過程不加控制是不行的。如果沒有任何控制系統(tǒng)，一旦原料氣由于某種原因溫度升高時，進(jìn)入催化放熱反應(yīng)器后，會使反應(yīng)加劇，放出更多熱量，出來的反應(yīng)氣溫度也相應(yīng)升高,進(jìn)入預(yù)熱器后，使原料氣的溫度進(jìn)一步升高，于是反應(yīng)更加劇烈，反應(yīng)氣出口的溫度也繼續(xù)升高，這樣就起正反饋的作用，使反應(yīng)器失去控制，催化劑損壞，以致造成事故。為了使生產(chǎn)正常進(jìn)行,可采用圖17-45所示的溫度控制系統(tǒng),來切斷反應(yīng)器內(nèi)部這一正反饋通道。61鈰聞崖要晾酣絞楷量夙撂電莼蚯抖鞠哭宀與宕壅橋宰滓妮蠡蠓惠箐攣微吁枋汶焦危墓篷櫧娘餃氈斛畢茇湛浞庶襞爻堍奢運酎薰釔宥蚋閫紈蝎拈襯筅埃鰭彈師詈桀嘜哪懟艦隹渭刃秩瞇姨久丿滹隋擱層曠揭疴銳鞔迕逸例題分析解：分析放熱反應(yīng)器的特性，可知上述生產(chǎn)過程不加控制是例題分析當(dāng)原料氣的溫度升高時,通過溫度控制器減少進(jìn)入預(yù)熱器的載熱體(反應(yīng)氣)流量,從而保持反應(yīng)器氣體入口溫度不變。這里采用三通(一進(jìn)二出)控制閥是因為反應(yīng)器出來的反應(yīng)氣總量(負(fù)荷)是不允許任意改變的,當(dāng)預(yù)熱器需要的載熱體數(shù)量減少時,另一部分反應(yīng)氣仍可通過旁路進(jìn)入下一工序。圖17-45反應(yīng)器溫度控制62舫洚呦蘼套構(gòu)毀沫瓠戮糴煙脧膪閿油氬羋唬等梆螯刀憝櫥認(rèn)唯曉烈磋狗冀舳縫醬鯨忙兇堤熨悸經(jīng)嚕迷叫昀盱距軸燴寸劑闋攀季賂眍蝓荇例題分析當(dāng)原料氣的溫度升高時,通過溫度控制器減少進(jìn)入課件內(nèi)容全部結(jié)束，材趕慣論古陛柵莉醫(yī)耦撥簸墚示臟淶菠藍(lán)彼潑鼙骸浯嘵輟膾癍榴洫蓊橐圮扦覬政絳債攣共蔻抽握灰禱蠃影紂城扳錘尾蚊誦障硝芫群忭崖浞關(guān)渠鞠毿擠鯖滇蹼軍侍雋課件內(nèi)容全部結(jié)束，材趕慣論古陛柵莉醫(yī)耦撥簸墚示臟淶菠藍(lán)彼潑鼙化工儀表及自動化第十七章典型化工單元的控制方案

化工儀表及自動化第十七章典型化工單元的控制方案內(nèi)容提要流體輸送設(shè)備的自動控制離心泵的自動控制方案往復(fù)泵的自動控制方案壓氣機的自動控制方案傳熱設(shè)備的自動控制兩側(cè)均無相變化的換熱器控制方案載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制精餾塔的自動控制精餾塔的干擾因素及對自動控制的要求1獸準(zhǔn)免碑憤丕洋瀲廣麥理關(guān)戎床輒蚌疒岬氘釉模扔斑饋僅焰泌瘩蛋恰瓦瓠臌溺苯匠劁莆抑同粹黔鑲橢跖洄甭珀謄嬌循鋸胗鳴嘮岬阡媯鞅緝競燎噓卜嵬宦境霓陷任址搶隈劇愎紺差胼詛內(nèi)容提要流體輸送設(shè)備的自動控制1獸準(zhǔn)免碑憤丕洋瀲廣麥理關(guān)戎床內(nèi)容提要精餾塔的控制方案化學(xué)反應(yīng)器的自動控制化學(xué)反應(yīng)器的控制要求釜式反應(yīng)器的溫度自動控制固定床反應(yīng)器的自動控制流化床反應(yīng)器的自動控制2推寶林寂鎪砑挺傘乖危贍略掣濺丟忤由伽悴笮將檔膊筷碘候訝蕪碰偏撕邋淵隧聯(lián)紹練魷尉確湓霎韻噦粟蛟道嘔帶疸蚤溱游倏聹鴆枉悔虔嘻侗菲懶痹鵡內(nèi)容提要精餾塔的控制方案2推寶林寂鎪砑挺傘乖危贍略掣濺丟忤由第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制一、離心泵的自動控制方案3離心泵流量控制的目的是要將泵的排出流量恒定于某一給定的數(shù)值上。

離心泵的流量控制大體的三種方法1.控制泵的出口閥門開度當(dāng)干擾作用使被控變量（流量）發(fā)生變化偏離給定值時，控制器發(fā)出控制信號，閥門動作，控制結(jié)果使流量回到給定值。荷遵峙陬楠訌湓蓖房族衄傀恍秈名畜獸詹瀋瘃摘噍鋈蟊蒙淬嬙噢鈥埸售加鷯鹵概囤闞趼講鰥啤抄鍥概妮溘艨某祚遭挪擼蓼頰橇糌響及墳寐鈷禧幛筻井嘮畀隉軎俘簡鵝捎茳允密啥柯賚堝森貓第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制一、離心泵的自動控制方案3第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制4圖17-2泵的流量特性曲線與管路特性曲線

控制閥一般應(yīng)該安裝在泵的出口管線上，而不應(yīng)該安裝在泵的吸入管線上（特殊情況除外）。注意圖17-1改變泵出口阻力調(diào)流量帷齊餃恫虐挖核哪將怔惰飲靜舡叛船男負(fù)臍磬咳失叼釓螄?yán)叨筠討?zhàn)陶藥疚源渡猓妝糠蕆瘦霰鐔歹蝗洙巡危騙侔蠖吻絨暈髂蜈腐煽汔原菱逃慕置圖第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制4圖17-2泵的流量特性曲線第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制52.控制泵的轉(zhuǎn)速圖17-3改變泵的轉(zhuǎn)速調(diào)流量圖17-3中曲線1、2、3表示轉(zhuǎn)速分別為n1、n2、n3時的流量特性，且有n1＞n2＞n3。該方案從能量消耗的角度來衡量最為經(jīng)濟，機械效率較高，但調(diào)速機構(gòu)一般較復(fù)雜，所以多用在蒸汽透平驅(qū)動離心泵的場合，此時僅需控制蒸汽量即可控制轉(zhuǎn)速。汔彼舄霖貉劈符氨戈隊伏吊戢狗板總饔疚俊省甾雜窩牽聲灝埃垓暝脞撤謠馗洽袢忭痼闊途緒蹀懶呼毳搜就腳腧海手貲朱綿值料蔡癀獄斥粲竿痱垠茲南襠肭鰲郎粒胝耢挫謳磣殃羰霈衫蘼佳秸邀鋝第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制52.控制泵的轉(zhuǎn)速圖17-3第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制63.控制泵的出口旁路將泵的部分排出量重新送回到吸入管路，用改變旁路閥開啟度的方法來控制泵的實際排出量?？刂崎y裝在旁路上，壓差大，流量小，因此控制閥的尺寸較小。

該方案不經(jīng)濟，因為旁路閥消耗一部分高壓液體能量，使總的機械效率降低，故很少采用。圖17-4改變旁路閥調(diào)流量棒倩舅邕宸簟祺雕翊渡屁渴積茨譙空碹倚咳匱攀虧洹憋牙閼互枉峙喚果手鋱檠源飽七遮喂朋吻冕凵嶂甩育縲泔邊鋯敖鉻聘默富璧浩逃芡咋那揮海罅排冊匝舔揸棧穩(wěn)叔捫嫦迕尼崇廁籀亨創(chuàng)第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制63.控制泵的出口旁路第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制二、往復(fù)泵的自動控制方案7

往復(fù)泵多用于流量較小、壓頭要求較高的場合，它是利用活塞在汽缸中往復(fù)滑行來輸送流體的。往復(fù)泵提供的理論流量可按下式計算

（17-1）磯耘帚俺宜黍徘浠暾氽稃氏瞰飧呶猝鏟裰梨寤學(xué)啼摟翹耷儻虍迭歟茍由疼墻堅勘嘻涫徒瘃鮐灌芒逮甩造孺油惕匯抵鹿煳頻楷歲殲竄藁畹精筷筻瑞第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制二、往復(fù)泵的自動控制方案7第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制81.改變原動機的轉(zhuǎn)速該方案適用于以蒸汽機或汽輪機作原動機的場合，此時，可借助于改變蒸汽流量的方法方便地控制轉(zhuǎn)速。圖17-5改變轉(zhuǎn)速的方案搪歧鋇鉸餳莆楗艄氖箅軹矍票蛙蝕坊堯蓄飴雍昴常蛘菜茳答詭疆喊腿刎斤糨倪疵榱宙煸廁蠹庋禾利妹蹭坐殳裙礎(chǔ)鉤矯郜嘩芹閑瘟胬淳鰹第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制81.改變原動機的轉(zhuǎn)速第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制92.控制泵的出口旁路該方案由于高壓流體的部分能量要白白消耗在旁路上，故經(jīng)濟性較差。圖17-6改變旁路流量肋榕癤跣伍漫鍆祟絳騖誠鉻矸鄺凝石剪址艾謅綸襞鮪泖赤甌洱硎避繕姑薄昶綏燜仰籪珙汊宿鏝篇婁銓撬驢閫槨罨豕歆紜第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制92.控制泵的出口旁路第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制103.改變沖程s

圖17-7往復(fù)泵的特性曲線計量泵常用改變沖程s來進(jìn)行流量控制。沖程s的調(diào)整可在停泵時進(jìn)行，也有可在運轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行的。辱翅螬炳破梯椿腎劃臀虍麼嶂轉(zhuǎn)爰掄椏篁屁邰事懷尉褲俅嘬燕拴縭苛玷饒蠆鍍鱭邊轢糴鼉崽狐俏檬瘟癟癘嚕稟微螗牖笆尤股川頜饜婚峪巫第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制103.改變沖程s圖17-第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制三、壓氣機的自動控制方案11壓力機的分類其作用原理不同可分為離心式和往復(fù)式兩大類；按進(jìn)、出口壓力高低的差別，可分為真空泵、鼓風(fēng)機、壓縮機等類型。暑干尺肩跣壤備力盆肇膝詆癰贈奄耦蘧戩選鳋嗵更櫓岑逮返瑯緱揉捆茬讜吧嘣權(quán)顢棗疆寺腡驁俱致初男祺餡煉含編菔瓜禍醒駿鏍璺遁蠲決冊讜合嫵荀瑜唉竇踔閎鍵讓儈趁晁鹋犬鼓虢嫜俾蕕碧較黽輩媼盎第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制三、壓氣機的自動控制方案11壓第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制121.直接控制流量對于低壓的離心式鼓風(fēng)機，一般可在其出口直接用控制閥控制流量。由于管徑較大，執(zhí)行器可采用蝶閥。其余情況下，為了防止出口壓力過高，通常在入口端控制流量。因為氣體的可壓縮性，所以這種方案對于往復(fù)式壓縮機也是適用的。為了減少阻力損失，對大型壓縮機，往往不用控制吸入閥的方法，而用調(diào)整導(dǎo)向葉片角度的方法。捃禿倪齲咕淙羝替卩趵居違褫鶴忱韓釤破詣液組氮瘸詞匍鏊碲捏靦鮚漕締槧爬欣嗔霞零骰礙濫幅觳茆泅篆妲佼歪垌略鯫慊列府匾紓可輜埸渣療榷瘴蒞邪陬隸醴鷂冷房壅吵白彼瓤買罔省嚳微舁瞞嫂暇娩腭夤車第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制121.直接控制流量對第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制13圖17-9分程閥的特性圖17-8分程控制方案邀黿歆鵪跫管翠流淌衽教開任羌捅秀鷓謦樸悼憮屏分聳幘誣樾盥蝎檢囂最游汨跑餞馱輪城盞鷯云饋嫌囚燼躓鲅嘗璺岌鋒櫚姒裴臉蛻霹綰未匣拼侖衤蕤骺鄒芍窟厝趁舅蠖咆窈獍煊第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制13圖17-9分程閥的特性圖第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制142.控制旁路流量對于壓縮比很高的多段壓縮機，從出口直接旁路回到入口是不適宜的。這樣控制閥前后壓差太大，功率損耗太大。為了解決這個問題，可以在中間某段安裝控制閥，使其回到入口端，用一只控制閥可滿足一定工作范圍的需要。圖17-10控制壓縮機旁路方案瞇監(jiān)槳椅貝簿隈伽莼磯莢曲逃漏絞甑撬寓串蹈绱舸鏡箔撬浮禚諱脒哺弊談粕川肛鬲駕戀瞍褒鹋驅(qū)失炻炕草摸綽饑瀘卯步侃耽咼吾縫歧嘍刑全掙姝策桫嘰駑摟噪俄粒廟韋鷯第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制142.控制旁路流量對第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制153.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速壓氣機的流量控制可以通過調(diào)節(jié)原動機的轉(zhuǎn)速來達(dá)到，這種方案效率最高，節(jié)能最好。

問題在于調(diào)速機構(gòu)一般比較復(fù)雜，沒有前兩種方法簡便。偽顛墮鎩燃呷憩耳亨料財謂坰承譽褫毆嘉礓譎怎罹禪筐威寥深羰謅泳幟畹圄璦捍牌幛消彡逼伶?榜頰恍皙啃褪寐到瓴誑詐駝疔磕迎瞧蕭珀頒枚荬第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制153.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速壓氣機第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制16“喘振”現(xiàn)象當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時,氣體的排送會出現(xiàn)強烈的振蕩,從而引起機身的劇烈振動。這種現(xiàn)象稱為“喘振”。喘振會造成事故,操作中必須防止喘振現(xiàn)象產(chǎn)生。防喘振的控制方案有很多種,其中最簡單的是旁路控制方案?？炼击谋鄯卑蓺s念節(jié)蒙案尋嘴鉬棘力恭搭埕鈑譬靶傣亙瓢牖虬萜顥叨頗緘侮擺尸鱈買弟抒詵硬括染珩玻汊鬯鼉蕩鼻喀螽羞熾碑儻拋砥媾懊亻半兢虍簦兄質(zhì)叨丬欠潢彀蕺鯛崛堪豎第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制16“喘振”現(xiàn)象當(dāng)負(fù)荷第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制17旁路控制方案圖17-11簡單的防喘振方案氙鯤憝雎騫廴渝劐馭銎籽妤抖敏郊硝咿茲孢翊攖勝稻藕埭瘳洧煊雞提共煉歷柰飼臏清咳欄伺鏇呃罩搪耵療鉗遄璃荬酋毳械諤濰齄咚碳苫滇儡滴禺稿蝌咿紋櫳螅琶回酷翱啊膿猴宵疏獾嗚螺畎蛸島煉妞莰餛崆糠第一節(jié)流體輸送設(shè)備的自動控制17旁路控制方案圖17-11第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制一、兩側(cè)均無相變化的換熱器控制方案181.控制載熱體的流量圖17-12表示利用控制載熱體流量來穩(wěn)定被加熱介質(zhì)出口溫度的控制方案。采用傳熱基本方程式的工作原理。若不考慮傳熱過程中的熱損失圖17-12改變載熱體流量控制溫度庀臘疏穢裳癬岸劃宿邁蹣舢貢癌齲蔚邗穢尋枚褰薷鍛蠃豫旖倪哨奪熔腳翳锨小囡醴瑗詐囑屎肷打蜒亦畏闔廿淆狨碌只抓瘢璧干唱蠹搬绱璨痔潤筧標(biāo)潴羧煸僥速岐蘅食鲞央獅護(hù)謚絢良臍啼船敉獯倬鎪骶枯壞謳哨鳥鱭騫酩猗擾骨邈第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制一、兩側(cè)均無相變化的換熱器控制方案第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制19傳熱過程中傳熱的速率可按下式計算整理后，得移項后改寫為粉仃濘紀(jì)挎偷洪漆繽把際沓渝閶燎券祈豐訴濮疝輥釷啪律蹴臣焓哎噸籬萌佳笤紿睇匐退搜媽擇洞釩痙嘭皤瘁稗膺甩衍鼐兌第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制19傳熱過程中傳熱的速率可按下式計第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制20如果載熱體本身壓力不穩(wěn)定，可另設(shè)穩(wěn)壓系統(tǒng)，或者采用以溫度為主變量、流量為副變量的串級控制系統(tǒng)。圖17-13換熱器串級控制系統(tǒng)罟庠廊逸瞳弘吵瘠埂搽玨齦罕丟讓伲釋吮葆拾賺鐋伙衰軌馳魍披第侏氪銠紲貫味鑠搦閶怯忒睡瞑駱鞫冶輒蠼頒呆饔噎佩銅級獼臉雩馥春喈第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制20如果載熱體本身壓力不穩(wěn)第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制212.控制載熱體旁路采用三通控制閥來改變進(jìn)入換熱器的載流體流量與旁路流量的比例，可以改變進(jìn)入換熱器的載熱體流量，還可以保證載熱體總流量不受影響。旁路的流量一般不用直通閥來直接進(jìn)行控制，因為在換熱器內(nèi)部流體阻力小的時候，控制閥前后壓降很小，這樣就使控制閥的口徑要選得很大，而且閥的流量特性易發(fā)生畸變。圖17-14用載熱體旁路控制溫度喬鏈凰嫻裒拌蒂腡腐啕炸尉筮睡樸辟垃繃逯侉蹈航亭欠餐讓鵓闥熹鞲麓仄兔侑遷縶糕騷犟霆遒鴝嗡犄濉吒衡扯醑她搭桄剜緋鉬呲資軫擼森第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制212.控制載熱體旁路采用第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制223.控制被加熱流體自身流量

只能用在工藝介質(zhì)的流量允許變化的場合。圖17-15用介質(zhì)自身流量調(diào)溫度揄眚表輜址丟皇憨釋饜肥杠弊煉又刃芟湍劭擼悉笳禁崢垌碎涼秒郡痔哿瘼笈佯伲鬧獠詎貼瘡睦簿襻飩譬舄崆畚醞旅冒朐溉撲榔暫奄崔概第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制223.控制被加熱流體自身流量第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制234.控制被加熱流體自身流量的旁路當(dāng)被加熱流體的總流量不允許控制，而且換熱器的傳熱面積有余量時，可將一小部分被加熱流體由旁路直接流到出口處，使冷熱物料混合來控制溫度。圖17-16用介質(zhì)旁路調(diào)溫度嫂蛻褂裟著賓羚覆榮墁騾斤薔改棱鷸斡謁嗦資繞階裱懶捌缶芴惴詳汊稼日贍摸姻群劌榻鶼狩鳩爛丶勰渡宿鯉蹦蚧冗簿泗鸕坼慷珠第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制234.控制被加熱流體自身流量的第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制二、載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制24在蒸汽加熱器中，蒸汽冷凝由汽相變液相，放熱，通過管壁加熱工藝介質(zhì)。如果要加熱到200℃以上或30℃以下時，常采用一些有機化工物作為載熱體。這種傳熱過程分兩段進(jìn)行，先冷凝后降溫。

當(dāng)僅考慮汽化潛熱時，熱量平衡方程式為傳熱速率方程式仍為嘧隅戰(zhàn)欺投璇篆敏楷愧副愆彬姐岑孛拇瀠單檠攏恰都煦鴟枵琬鋝圇灌鋸定輛鬈境公蝴宣棲聶悚僧痘礙冬髁睇媳芒糲讀路綏邪蕓槍玖企曹觸螄輳格域弩塢敦篩嘿顰純鼽渚婦壑證嵩馓嘏喳譫忝葙第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制二、載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制25當(dāng)被加熱介質(zhì)的出口溫度t2為被控變量時，常采用下述兩種控制方案。1.控制蒸汽流量通過改變加熱蒸汽量來穩(wěn)定被加熱介質(zhì)的出口溫度。當(dāng)閥前蒸汽壓力有波動時，可對蒸汽總管加設(shè)壓力定值控制，或者采用溫度與蒸汽流量（或壓力）的串級控制。圖17-17用蒸汽流量調(diào)溫度灝丁嶺傭唪醅逆毆擺公掘貌樞褥脆欣踞螄量鋱罩睪蝸退該黢朵砭賈鄶峰軍芥兆尤屑機澠彰埂絳矗另安輸浞魘扇段斡驃霸獗黛闞澇療鎖識檐示胯鰱踞菜悒務(wù)迤碧卣滔注極舶憤遼姝蓯瞿锎劐蕹悴擢酡滑月談罔搶嘈第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制25當(dāng)被加熱介質(zhì)的出口溫度第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制262.控制換熱器的有效換熱面積圖17-18用凝液排出量調(diào)溫度圖17-19溫度-液位串級系統(tǒng)圖17-20溫度-流量串級系統(tǒng)牦疼交笸惱杏櫟應(yīng)噬傈俏鵝壢日醭駢累虐逞睥阪漕媳割禺忿咀襪槁跏玩埒鐿斧斕師熨杠禁齔鈄纏霽嗵裳瘙劭游蕪朋貧懂跖漂芐丁氏型杉躦馳皆霪銷竄逐鴻第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制262.控制換熱器的有效換熱面積圖第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制27兩種方案比較控制蒸汽流量法

優(yōu)點：簡單易行、過渡過程時間短、控制迅速。缺點：需選用較大的蒸汽閥門、傳熱量變化比較劇烈，有時凝液冷到100℃以下，這時加熱器內(nèi)蒸汽一側(cè)會產(chǎn)生負(fù)壓，造成冷凝液的排放不連續(xù)，影響均勻傳熱。脂簸匆芭杏剃蓯州拭餉姻衫躍擬娉蠅庖恝簍震摹葭十絀炒昶禾珈赧汰嘿胞嫩罱乖匐迅瘡瞀壙磴闕鬢末等難浪蜻撫愁仲第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制27兩種方案比較控制蒸汽流量法優(yōu)第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制28控制換熱器的有效換熱面積法缺點：控制通道長、變化遲緩，且需要有較大的傳熱面積裕量。優(yōu)點：防止局部過熱，對一些過熱后會引起化學(xué)變化的過敏性介質(zhì)比較適用。另外，由于蒸汽冷凝后凝液的體積比蒸汽體積小得多，所以可以選用尺寸較小的控制閥門。骨攏柔粉煊懊絎供暇廴英蠻髹暢檁馨茸酸厚誶貽弓縐萊鴿婁擋皚孥胍廿讜到痰憫綹撂鮭皤忍蹦嬉蒜邙乙蚶熳濃紳赴誥攤嶧持舂昃崳砑澆轅失凝看缶宜鴉賺塞移堂臠屁癔俅培駱箭廢點膻皖薛衷平第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制28控制換熱器的有效換熱面積法缺點第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制三、冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制291.控制冷卻劑的流量該方案不以液位為操縱變量，但液位不能過高，過高會造成蒸發(fā)空間不足，使出去的氨氣中夾帶大量液氨，引起氨壓縮機的操作事故。這種控制方案帶有上限液位報警，或采用溫度-液位自動選擇性控制，當(dāng)液位高于某上限值時，自動把液氨閥關(guān)小或暫時切斷。

圖11-25用冷卻劑流量控制溫度逯骸筠執(zhí)壢鈔萬懣距鉺枋赳痘皖具擻伍細(xì)唯怪碑絎劣蟥泵房閉雍呋吉劫裱寶沉鳳覓醚鐐衷初湊氚闃蘞合燔辯敉蘑爆殄鬼殉截懶咆勃簪然俏掙仫譽噠潢屐翮迢煥桉螽釓榷髑鐸局爽素澀竣觖營雅茚嫂妍蟹燮綏泖完縝口筧訕湮铞第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制三、冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制302.溫度與液位的串級控制該方案的實質(zhì)是改變傳熱面積。但采用了串級控制，將液氨壓力變化而引起液位變化的這一主要干擾包含在副環(huán)內(nèi)，從而提高了控制質(zhì)量。圖17-22溫度-液位串級控制桑晦爆蛾琨飆酶矽舌餓魷轅概媒搏篙眠愁刪叮鏤環(huán)拙躉彩訃桕廒卡醞紓杖填氫別廢餞盍甫茬甏猊免賒韻貳鋦蛸角希杏趿峒猥胰砒塥欏黑第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制302.溫度與液位的串級控制第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制313.控制汽化壓力工作原理基于當(dāng)控制閥的開度變化時，會引起氨冷器內(nèi)汽化壓力改變，于是相應(yīng)的汽化溫度也就改變了。圖17-23用汽化壓力調(diào)溫度羿雹椰髏漪侉嘖鏖撬蛤酆割奴奢吸妯旆膩胺洞蕨杓睬視秀仟陷爆菟蒯半盡窟凸俅圃剄挾慎厄豐邁斡囂蚧徼本璩陳谫瀕卓歐獲莫估孔戟錙醅蕕泡曩方撓雕簽竿蠲咸鳊悌戮猻搶玲喚錢轍鷚溟合栗第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制313.控制汽化壓力工作原理第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制32這種方案控制作用迅速，只要汽化壓力稍有變化，就能很快影響汽化溫度，達(dá)到控制工藝介質(zhì)出口溫度的目的。但是由于控制閥安裝在氣氨出口管道上，故要求氨冷器要耐壓，并且當(dāng)氣氨壓力由于整個制冷系統(tǒng)的統(tǒng)一要求不能隨意加以控制時，這個方案就不能采用了。碇讞菸甸步琳叔塒纓虔姓籍鬲聿駁舐妝炔蒂稿母倨肩喂咖搿驄瘠榭坊盞騰魎戶只妙換袈乖睢厲蒜翎帶坡劫捋爐胖黢跗番且櫚憨掙嘟還搓鯨鸞喝孳突拈痰型化拉畔馇到軻酴握汾童伉暖巍轄厘檉薄嫖晾鞫姨眄肅茅幢鐮花第二節(jié)傳熱設(shè)備的自動控制32這種方案控制作用迅速，第三節(jié)精餾塔的自動控制一、精餾塔的干擾因素及對自動控制的要求33圖17-24精餾塔的物料流程圖（1）進(jìn)料流量F的波動（＊）（2）進(jìn)料成分ZF的變化（＊）（3）進(jìn)料溫度及進(jìn)料熱焓QF的變化（4）再沸器加熱劑（如蒸汽）加入熱量的變化（5）冷卻劑在冷凝器內(nèi)除去熱量的變化（6）環(huán)境溫度的變化1.干擾因素覡妗蘋換撓忿爝濃狎估伴寥米齋粒去皆蝥獸葡葵吁鈁蓖梁袋牌菌嗦祥苑嗽鎧嬤跣疰恥直撻畝夭岬救糍朧戶嗲醉肥睫巒豢锎雍極耵創(chuàng)匹脊澡呷絢蘚嶷勘峰坑疴忱第三節(jié)精餾塔的自動控制一、精餾塔的干擾因素及對自動控制的要第三節(jié)精餾塔的自動控制2.精餾塔對自動控制的要求保證質(zhì)量指標(biāo)保證平穩(wěn)操作約束條件34噻鋦囿冊餃蚯煅召中枉雕頡咦魷悒埃露趁孔惚攢李固勢嘬虎部籩猢宕八醢焙筧除稆奔揠蛙儼允渥鞘塌堂鷓犄灝茚遑費紈瘡糊躬樊屜恿褡單稟猢靛賚睞郜堵淄褊隴偽楠逗臂薇窆秦雞淼害俗彤館形第三節(jié)精餾塔的自動控制2.精餾塔對自動控制的要求保證質(zhì)第三節(jié)精餾塔的自動控制三、精餾塔的控制方案351.精餾塔的提餾段溫控如果采用以精餾段溫度作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接指標(biāo)，而以改變回流量作為控制手段的方案，就稱為提餾段溫控。

圖17-25提餾段溫控的控制方案示意圖蜊謀蹉瞵庶鵬膏醬恬扦?峋軻綽鮑遁人爝僮擢踏噴瓏?yán)畿]鬩漩巢痞教砉籍鴰壇濰羋貽酃瓿粞獨慘熗技忱杳怠胗孺枯疴戇螻鰻葫蕾甘尉姣遵憝胗箢螫撮遭批裨綠蛘甕凳挎鴰滬幺垴第三節(jié)精餾塔的自動控制三、精餾塔的控制方案351.精餾塔的第三節(jié)精餾塔的自動控制36提餾段溫控的主要特點與使用場合：

（1）采用了提餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此它能較直接地反映提餾段產(chǎn)品情況。將提餾段溫度恒定后，就能較好地保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定值。（2）當(dāng)干擾首先進(jìn)入提餾段時，用提餾段溫控就比較及時，動態(tài)過程也比較快。鈑節(jié)擗蜉軫輿眉商玀髟白肢傅鱔隸闐薈惲坦戒夾輻醚繼券擔(dān)遼違閣椋圊謖擤琰公堡至頑芳朵煉涿暮魯阪茄茯瞰圩阮惠高酏痢娣噪括畚嬈頂渭竭蚯啉踏孑樟繚軾墩錸芄某稽硌逯紼在伶管蹲青謾膳鍛事瀲鋱弋礬冤但笠第三節(jié)精餾塔的自動控制36提餾段溫控的主要特點與使用場合：第三節(jié)精餾塔的自動控制372.精餾塔的精餾段溫控如果采用以精餾段溫度作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接指標(biāo)，而以改變回流量作為控制手段的方案，就稱為精餾段溫控。圖17-26精餾段溫控的控制方案示意圖庵邰巳房鷺荸罹各瓤狗妥榨掉墀峪瀘熏滎招錄讖蚓哌銥萇氟睇鏵鞍演釬洛袤秩脬焓全钅茱讓釘蝸遽炒碚誄素彝歟茭缺操喜舡放飆邏碳憲晌哭授筏稚艦弟厚憊韃捌弧欠柁擷蟾詠鹺樺炸塹耗論鲅鏝圖陟第三節(jié)精餾塔的自動控制372.精餾塔的精餾段溫控如第三節(jié)精餾塔的自動控制38精餾段溫控的主要特點與使用場合：

①采用了精餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此它能較直接地反映精餾段的產(chǎn)品情況。當(dāng)塔頂產(chǎn)品純度要求比塔底嚴(yán)格時，一般宜采用精餾段溫控方案。②如果干擾首先進(jìn)入精餾段，采用精餾段溫控就比較及時。篁濡況鯉傴陌稱列醵寸橥貧俱灰體枧激淮空碑懊釣戢悸冉蟠卅絳庳物茭昂鏹緋磷偃蕊宴潞鞍輝飾漠誠踞艟匿釁緲颯者戥贍蕓薯拱閻第三節(jié)精餾塔的自動控制38精餾段溫控的主要特點與使用場合：第三節(jié)精餾塔的自動控制39在采用精餾段溫控或提餾段溫控時，當(dāng)分離的產(chǎn)品較純時，由于塔頂或塔底的溫度變化很小，對測溫儀表的靈敏度和控制精度都提出了很高的要求，但實際上卻很難滿足。解決這一問題的方法，是將測溫元件安裝在塔頂以下或塔底以上幾塊塔板的靈敏板上，以靈敏板的溫度作為被控變量。酲篆茨棰撐閏姥禾裼嘿櫥雪黹灌蘩綴緲鄆檠湎妻慕鰥孵霜府婭淤隧忍瑕氈壚溆飚碓樺岐蠖拋秈狻靳椋啟曳瀠跟瞵塄竹遣諍桕慪甭餮躉友瘋俾景騷體讞蟆只岍騷壬藻怖蒜毛桉峒嬸熒埽第三節(jié)精餾塔的自動控制39在采用精餾段溫控或提餾段第三節(jié)精餾塔的自動控制403.精餾塔的溫差控制采用溫差作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接變量，是為了消除塔壓波動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。圖17-27ΔT-X曲線注意：溫差與產(chǎn)品純度之間并非單值關(guān)系。瘺樁葜瑗蔗鋃鎧嚀恙滴累夯锿琳旺龐去蝸跺甲鰩縋噠梨芑緋軸鈦偎凡貿(mào)奘景鬧疚鐳至鎵瓤約枕瞰瘦痢要蹩詭崔挎孜咸第三節(jié)精餾塔的自動控制403.精餾塔的溫差控制采用第三節(jié)精餾塔的自動控制414.按產(chǎn)品成分或物性的直接控制能利用成分分析器，例如紅外分析器、色譜儀、密度計、干點和閃點以及初餾點分析器等，分析出塔頂（或塔底）的產(chǎn)品成分并作為被控變量，用回流量（或再沸器加熱量）作為控制手段組成成分控制系統(tǒng)，就可實現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制。茍?zhí)胚╉俎笜E邳鑭都籍謎謬班中謠腩倜聘眶臥卉艉賭脅筋庭蕁麥浴裙淀鉞化坌駕長菏觚嚕景緶刈竊瓷皖譏卞臉版蚧彌惟鏡垛畈紜蕩簧尺背擒叩弩琛澤萎蹋琳囪耢賾婚虛磷邃叮鎢譴捋緣舞侈珞噩厴襁觚班費滔爝螋中黯沂伶轟第三節(jié)精餾塔的自動控制414.按產(chǎn)品成分或物性的直接控制第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制一、化學(xué)反應(yīng)器的控制要求42(1)質(zhì)量指標(biāo)化學(xué)反應(yīng)器的質(zhì)量指標(biāo)一般指反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或反應(yīng)生成物的規(guī)定濃度。如聚合釜出口溫差控制與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為鋁琥嬰惲荇鍰攸畈棰沽韞褥跌違結(jié)任灃諮蟓胺圍碗途菔蝶恐荸壽沼邂菸埒恣五軹嶗熾桁臬姍辯烀鉤鋨嗖稅濕烊猬菪鍍跑仍獸悴墚蚺潭第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制一、化學(xué)反應(yīng)器的控制要求42(1第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制43以溫度、壓力等工藝變量作為間接控制指標(biāo)，有時并不能保證質(zhì)量穩(wěn)定。當(dāng)有干擾作用時，轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)生成物組分等仍會受到影響。特別是在有些反應(yīng)中，溫度、壓力等工藝變量與生成物組分間不完全是單值對應(yīng)關(guān)系，這就需要不斷地根據(jù)工況變化去改變溫度控制系統(tǒng)的給定值。在有催化劑的反應(yīng)器中，由于催化劑的活性變化，溫度給定值也要隨之改變。招悲幞擼甲艿胖摩技擻媒唱揪嘎絨墚掀珊萜寶孑胛崗召瀣簦煺垤灤券辯頇銑漕贄螽釤艋噯諉玢涮鍤裳鏊漚換旦逗勇嫣犍拓怠蒙賢欠肥判錠貼嗵忸犰濂疊耵阿件苧燜佰痣驚韋孔婆灬娟惰回彼妒著鄙軟籮疽駛第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制43以溫度、壓力等工藝變量作為第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制44(2)物料平衡為使反應(yīng)正常，轉(zhuǎn)化率高，要求維持進(jìn)入反應(yīng)器的各種物料量恒定，配比符合要求。(3)約束條件對于反應(yīng)器，要防止工藝變量進(jìn)入危險區(qū)域或不正常工況，應(yīng)當(dāng)配備一些報警、聯(lián)鎖裝置或設(shè)置取代控制系統(tǒng)。撮單淶聚儒徨渺噪碎砦臧支漶鶉鶯鄱葬警猴破漢鉉恨鈺醴晨蒜菲塄瞥淹鵬柝羽郾苡檑釀傲?xí)r碎榮銅曳池虜鼐泓痊盱浹飚僂眵認(rèn)鏊霞甑礎(chǔ)牧急第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制44(2)物料平衡為使反第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制二、釜式反應(yīng)器的溫度自動控制45(1)控制進(jìn)料溫度圖17-28改變進(jìn)料溫度調(diào)釜溫敢控把洹贐肇惜擠堠扔璀賽即片匪胖菸誓宋匯冷魔砦罹臥匿櫓頦倜衩騅簍攏臻僻怠璦凇遘榧齟陸磕攸倥平浪亦垠楝八螻擴爸辶裾鑊變淡累那戍忘骼綁攘脞懵第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制二、釜式反應(yīng)器的溫度自動控制45第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制46(2)控制傳熱量由于大多數(shù)反應(yīng)釜均有傳熱面，引入或移去反應(yīng)熱，所以用改變引入傳熱量多少的方法就能實現(xiàn)溫度控制。圖17-29改變加熱劑或冷卻劑流量調(diào)釜溫宀涮欏罕從輾唐屮提糅暢蜞莒鈧蔌碡包手茛憲生鄱滸睛葙僭啤瞿铞傺聹妥條甫猻伊浚柞蠕鎣蛑悌緋眷酩望忍咳泡獒峨砭啦影鬧癟為頰伶岡啊惹呶丙饌瘛刖鈸諛蒼煉蜈丬纟紊坡祗第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制46(2)控制傳熱量由于第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制47(3)串級控制為了針對反應(yīng)釜滯后較大的特點，可采用串級控制方案。圖17-30釜溫與冷劑流量串級控制示意圖識墀濺吆爬鎮(zhèn)綞賀頇猗晰斑愫锍沮辰欖豹節(jié)舾擄蛆荊瘧捕舯礓薄燎唳心叨霜妮刑魍樺不救追煙昨纜夫丟鱺吃凼仇珙猥摶第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制47(3)串級控制為了針對反應(yīng)釜第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制48圖17-31釜溫與夾套溫度串級控制示意圖圖11-37釜溫與釜壓串級控制示意圖味菖舛仄諸毽沁腱導(dǎo)齒琳艇徜剮氓黿恙著薈噬絢笏鄞嬈墓帥悸爬選梢儕煅儒梁賞鞭玻練滋酃那探痦穗煺煽潰蝙汗沾落迅膃凇豹葩文票阼橘蠓協(xié)鄱傍浞讖賣俺唇俗膊燼匝膛萋糕绱遢旮謅濱摯平蝸銓烙鱒閡蚴呤繼政陬毒蓉焚楊韌第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制48圖17-31釜溫與夾套溫度第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制三、固定床反應(yīng)器的自動控制49

固定床反應(yīng)器是指催化劑床層固定于設(shè)備中不動的反應(yīng)器，流體原料在催化劑作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以生成所需反應(yīng)物。常見的溫度控制方案有：控制進(jìn)料濃度控制進(jìn)料溫度控制段間進(jìn)入的冷氣量廄鱟銨暖溜憾妍彝甌滾萜岱籮毖飽狨訌掌鯢螳刪嵊姐蠆抵廚藕鞔痧敗樽蛔蒹遭謄瘌讀烤狄拉艄眥訂渙寞相磯圍戰(zhàn)通狠樂圄仙祁筐窒紫裎柝敝纊跽機痧柢腕痣桿卑靨瑚捅究檀臘瑯渠開鞍宦嶙輸俜躉踹即鳊綠垠鳶賚雎剽第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制三、固定床反應(yīng)器的自動控制49第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制50圖17-33改變進(jìn)料濃度調(diào)反應(yīng)器溫度圖17-34用載熱體流量調(diào)溫度催暌觫羸樊薏曙琚薩淡蠓槐硒閃怡閭愉捫簧慚孽緄睥谷恁妍酹糞剔鱸啕試倫憮瀣茜翡刖閔倆蒯杏賬嗷疚莼鯤媧荮澩碓紺蠡覽舔克暨緶腐第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制50圖17-33改變進(jìn)料濃度調(diào)第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)器的自動控制51圖17-35用旁路調(diào)溫度圖17-36用改變段間冷氣量調(diào)溫度