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1、第十一章 典型化工单元控制方案,根据化工单元的特性和控制要求，介绍几种常见的控制方案。,第一节 流体输送设备的控制方案,一.离心泵的控制方案：控制目的：输出流量为恒定值。控制方案：1.控制阀的出口流量2.控制泵的转速3.控制泵的出口旁路,1.控制阀的出口流量,FC,A：离心泵的流量特性曲线1、2、3：管路特性曲线C1、C2、C3：工作点,Q3 Q2 Q1 Q,H,2,1,3,C1,C2,C3,A,1.控制阀的出口流量,注意：控制阀装在泵的出口管线上。特点：1.方案简单可行应用广泛。2.能耗大，在小开度时尤其显著。,1.控制泵的转速：,1、2、3：不同转速下的流量特性曲线B：管路特性曲线C1、C
2、2、C3：工作点,Q3 Q2Q1 Q,H,2,1,3,C1,C2,C3,B,n1,n2,n3,1.控制泵的转速：,特点：1.能耗小，机械效率高。2.调速机构复杂，蒸汽驱动时采用较多。,3.控制泵的出口旁路,FC,特点：能耗大，很少采用。,二.往复泵的控制方案,Q理=60nFs1.改变原动机的转速蒸汽驱动时采用2.控制泵的出口旁路能耗大，经济性差3.改变冲程s注意：往复泵出口不许装阀,FC,FC,蒸汽,蒸汽,三.压气机的控制方案,离心式、往复式1.直接控制流量在出口或入口装阀分程控制：大流量时吸入阀控制，小流量旁路控制。为减小阻力损失，大型压缩机采用调整导向叶片角度的方法。,FC,A,A,B,B
3、,输入信号,阀开度,三.压气机的控制方案,2.控制旁路流量3.调节转速,FC,四.离心式压缩机的防喘振控制,1.离心式压缩机的喘振现象正常情况降低压缩比，流量增大。出口管网压力降低时，p2减小，自动调整排出量，回复管网压力。喘振区，输出量减小时，p2减小，出口管网压力不变，则压缩机停止排气，工作点至C点，然后突然跃至D点，出现喘振现象。,QB,Q,(P2/p1),B,D,A,C,四.离心式压缩机的防喘振控制,2.防喘振控制方案1）固定极限流量法2）可变极限流量法转速变化时，调整极限流量,FC,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1.控制载热体的流量,TC,TC,FC,
4、一.两侧均无相变化的换热器控制方案,2.控制载热体旁路流量载热体是工艺流体，其流量不允许改变,TC,一.两侧均无相变化的换热器控制方案,3.控制被加热流体自身流量工艺介质，流量允许改变的情况4.控制被加热流体自身流量的旁路工艺介质，流量不允许改变，换热器传热面积有余量,TC,TC,二.载热体进行冷凝的加热器自动控制,1.控制蒸汽流量2.控制换热器有效换热面积,TC,蒸汽,TC,TC,蒸汽,蒸汽,凝液,凝液,LC,TC,蒸汽,凝液,FC,三.冷却剂进行汽化的冷却器自动控制,1.控制冷却剂流量2.温度与液位串级控制,TC,气氨,液氨,TC,LC,气氨,液氨,三.冷却剂进行汽化的冷却器自动控制,3.
5、控制汽化压力,LC,气氨,液氨,TC,第三节 精馏塔的自动控制,一.工艺要求1.保证质量指标2.保证平稳操作3.约束条件4.节能要求和经济性,二.精馏塔的干扰因素,1.F2.ZF3.TF、QF4.再沸器5.冷却剂6.环境温度,再沸器,回流罐,精 馏 塔,冷凝器,F，ZFTF，QF,三.精馏塔的控制方案,1.提馏段温控适用于1.塔底产品要求较高2.干扰进入提馏段，如液相进料,三.精馏塔的控制方案,2.精馏段温控适用于1.塔顶产品要求较高2.干扰进入精馏段，如气相进料,回流罐,精 馏 塔,PC,LC,FC,LC,FC,TC,三.精馏塔的控制方案,3.温差控制产品质量要求较高可消除塔压波动对温度的影
6、响,回流罐,精 馏 塔,PC,FC,LC,FC,TC,LC,FC,FC,T1,T2,三.精馏塔的控制方案,4.双温差控制产品质量要求较高可消除塔压波动及板压降波动对温度的影响。,回流罐,精 馏 塔,PC,FC,LC,FC,TC,LC,FC,FC,T1,T2,第四节 化学反应器的自动控制,1.质量指标2.物料平衡3.约束条件,二.釜式反应器温控,1.控制进料温度,二.釜式反应器温控,2.改变传热量,TC,二.釜式反应器温控,3.串级控制,二.釜式反应器温控,3.串级控制,三.固定床反应器的自动控制,1.改变进料浓度,TC,K,反应器,空气,氨气,三.固定床反应器的自动控制,2.改变进料温度,TC,反应器,反应器,三.固定床反应器的自动控制,3.改变段间进入冷气量,原料,四.流化床反应器的自动控制,1.改变进料温度,四.流化床反应器的自动控制,2.改变冷剂流量,
