儀表基礎(chǔ)知識(shí)講座第四章

1、第四章第四章 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流體壓頭的機(jī)械設(shè)備，通稱為流體輸送設(shè)備。 輸送液體、提高壓力的機(jī)械稱為泵； 輸送氣體并提高壓力的機(jī)械稱為風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。 流量控制系統(tǒng)的主要擾動(dòng)是壓力和阻力的變化 流體輸送設(shè)備控制系統(tǒng)具有如下幾個(gè)特點(diǎn) 控制通道的對(duì)象時(shí)間常數(shù)小，需要考慮控制閥和測(cè)量元件的慣性滯后； 測(cè)量信號(hào)伴有高頻噪聲。 靜態(tài)非線性。 流量控制系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表精確度要求不高，而要保持變差小、性能穩(wěn)定。 一、泵的控制一、泵的控制 （一）離心泵的控制 泵的壓頭h和流量q及轉(zhuǎn)速n間的關(guān)系，稱為泵的特性。可用公式表示為： h=kln2-k2q2 當(dāng)離心泵裝在管路系統(tǒng)時(shí)，

2、實(shí)際的排出量與壓頭需要與管路特性結(jié)合起來(lái)考慮 當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，工作點(diǎn)c的流量可以通過以下方案來(lái)控制 離心泵的特性曲線 aa一相應(yīng)于最高效率的工作點(diǎn)軌跡，nln2n3n4 管路特性 改變控制閥開啟度，直接節(jié)流 (a)流量特性 (b)控制方案 改變泵的轉(zhuǎn)速以控制流量 采 用 旁 路以控制流量 （二）容積式泵的控制 容積式泵有兩類：一類是往復(fù)泵，包括活塞式、柱塞式等；另一類是直接位移旋轉(zhuǎn)式，包括橢圓齒輪泵、螺桿式等。 泵的排出量與管路系統(tǒng)無(wú)關(guān)。往復(fù)泵只取決于單位時(shí)間內(nèi)的往復(fù)次數(shù)及沖程的大小，而旋轉(zhuǎn)泵僅取決于轉(zhuǎn)速。它們的流量特性大體如圖所示。 往復(fù)泵的特性曲線 往復(fù)泵的控制方案有以下幾種： 改變

3、原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 改變往復(fù)泵的沖程。 通過旁路控制。 利用旁路閥控制，穩(wěn)定壓力，再 利用節(jié)流閥來(lái)控制流量(如圖所示) 往復(fù)泵出口壓力和流量控制 二、壓縮機(jī)的控制二、壓縮機(jī)的控制 壓縮機(jī)是指輸送壓力較高的氣體機(jī)械，一般產(chǎn)生高于300 kpa的壓力。 壓縮機(jī)分為往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)兩大類。 往復(fù)式壓縮機(jī)適用于流量小，壓縮比高的場(chǎng)合，其常用控制方案有：汽缸余隙控制；頂開閥控制(吸人管線上的控制)；旁路回流量控制；轉(zhuǎn)速控制等。 氮壓縮機(jī)汽缸余隙及旁路闊控制流程圖 一臺(tái)大型離心式壓縮機(jī)通常有下列控制系統(tǒng)： 氣量控制系統(tǒng)(即負(fù)荷控制系統(tǒng))。常用氣量控制方法有：出口節(jié)流法；改變進(jìn)口導(dǎo)向葉片的角度；改變壓

4、縮機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方法。 壓縮機(jī)人口壓力控制。入口壓力控制方法有：采用吸人管壓力控制轉(zhuǎn)速來(lái)穩(wěn)定人口壓力；緩沖罐壓力可以采用旁路控制；采用入口壓力與出口流量的選擇控制。 防喘振控制系統(tǒng)。當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，氣體的排送會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的震蕩，因而機(jī)身亦劇烈振動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為喘振。 壓縮機(jī)各段吸入溫度以及分離器的液位控制。 壓縮機(jī)密封油、潤(rùn)滑油、調(diào)速油的控制系統(tǒng)。 壓縮機(jī)振動(dòng)和軸位移檢測(cè)、報(bào)警、聯(lián)鎖。 三、防喘振控制系統(tǒng)三、防喘振控制系統(tǒng) 為了使進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體流量保持在qp以上，在生產(chǎn)負(fù)荷下降時(shí)，須將部分出口氣從出口旁路返回到人口或?qū)⒉糠殖隹跉夥趴?，保證系統(tǒng)工作在穩(wěn)定區(qū)。 目前工業(yè)生產(chǎn)上采用兩種不同的防

5、喘振控制方案：固定極限流量(或稱最小流量)法與變極限流量法。 離心式壓縮機(jī)的特性曲線 （一）固定極限流量防喘振控制 這種防喘振控制方案是使壓縮機(jī)的流量始終保持大于某一固定值即正?？梢赃_(dá)到最高速下的臨界流量qp從而避免進(jìn)人喘振區(qū)運(yùn)行。 固定極限防喘振控制系統(tǒng)應(yīng)與一般控制中采用的旁路控制法主要差別在于測(cè)點(diǎn)位置不一樣，防喘振控制回路測(cè)量的是進(jìn)壓縮機(jī)流量，而一般流量控制回路測(cè)量的是管網(wǎng)送來(lái)或是通往管網(wǎng)的流量。 固定極限流量防喘振控制系統(tǒng)圖（二）可變極限流量防喘振控制 為了減少壓縮機(jī)的能量消耗，在壓縮機(jī)負(fù)荷有可能經(jīng)常波動(dòng)的場(chǎng)合，采用可變極限流量喘振控制方案。 假如在壓縮機(jī)吸人口測(cè)量流量，只要滿足下式即可防止喘振產(chǎn)生 可變極限流量防喘振控制系統(tǒng)圖 按上式可構(gòu)成如圖所示防喘振控制系統(tǒng)，這是可變極限流量防喘振控制系統(tǒng)。 該方案取pld作