第15、16章 流體輸送設(shè)備和傳熱設(shè)備控制 1

1、過程控制工程第第1515章章 流體輸送設(shè)備的控制流體輸送設(shè)備的控制第 11 課Process Control EngineeringProcess Control Engineering北京化工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院自動化系 宿翀 第第1616章章 傳熱設(shè)備的控制傳熱設(shè)備的控制2221QRnRH 性能性能流量Q 1401800m3/h揚程H 9125m進(jìn)口直徑 150600mm 排出量排出量Q Q 壓頭壓頭H H an n3 3 n4n4 n2n2 n1n1 a (b)(b)控制方案控制方案(a)(a)流量特性流量特性 FCHQH HL1L1 H HL2L2 C C1 1 C C2 2 H H

2、L3L3 C C3 3優(yōu)點：優(yōu)點： 調(diào)節(jié)方便調(diào)節(jié)方便缺點：缺點： 機械效率低（消耗在閥上）機械效率低（消耗在閥上）場合：場合： 常用，但排量小于正常排量的常用，但排量小于正常排量的30%時要調(diào)整時要調(diào)整FC調(diào)轉(zhuǎn)速調(diào)轉(zhuǎn)速電動機電動機 HL n3 n2 n1 H H Q(a)流量特性流量特性 (b)控制方案控制方案 優(yōu)點：優(yōu)點： 機械效率高，節(jié)能機械效率高，節(jié)能缺點：缺點： 調(diào)速設(shè)備費用高調(diào)速設(shè)備費用高場合：場合：多用于大功率的離多用于大功率的離心泵心泵 FC優(yōu)點：優(yōu)點： 控制閥口徑控制閥口徑 ，調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)方便缺點：缺點： 回路，能量消耗大回路，能量消耗大（未充分使用）（未充分使用）場合：場合

3、： 有一定應(yīng)用有一定應(yīng)用 n n1 1 n n2 2 n n3 3 排出量排出量 Q Q H壓壓頭頭 優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點： p p2 2/p/pl l p p2 2/p/pl lQ Q M1 1 MTQ QM M Q QQQ Qp1p1 Q Qp2p2 Q Qp3p3 p p2 2/p/p1 1 n n1 1 n n2 2n n3 3喘振區(qū)喘振區(qū) 管路特性管路特性 喘振線喘振線 T T1 1 ， M M1 1 ，p p1 1p p2 2/p/p1 1 Q阻力阻力 p p2 2/p/p1 1 Q 選擇最大轉(zhuǎn)速下的選擇最大轉(zhuǎn)速下的QpQp作為作為FCFC的設(shè)定值，的設(shè)定值， 排出排出 循環(huán)循環(huán)

4、壓縮機壓縮機吸吸入入FC12112TQbapp21211012QaQaapp21QH多變11212pprKbappp p2 2/p/p1 1 Q Q2 2 P P2 2 + p + p2 2-ap-ap1 1 r/bk r/bk2 2p p1 1 - - ppl l r r（p p2 2-ap-ap1 1）/bk/bk2 2FC)(1221appbKrp2121bKrapppp p2 2 + + p p1 1 r/bKr/bK2 2 ppl l p p2 2-ap-ap1 1 FCp p2 2 r/bKr/bK2 2 pp1 1 p p2 2r/bKr/bK2 2 FC221pbKrp LSF

5、 F1 1C CF F2 2C CF F1 1F F2 2P P2 2P P1 1P P3 3B BA A。P P1 1P P2 2F F1 1F F2 2FCFCA AB BLSLS排出排出吸入吸入 （a） 列管式換熱器列管式換熱器 液體液體1進(jìn)口進(jìn)口液體液體2入口入口液體液體1出口出口花板花板 液體液體2出口出口列管列管 控制要求：控制要求：G2c2 T2i G1c1 T1i G1c1 T10 G2c2 T20 221111121101211cGcGKFcGTTTTiiiq=KFT 單程、逆流管式換熱器靜態(tài)特性基本表達(dá)式單程、逆流管式換熱器靜態(tài)特性基本表達(dá)式(16-6)q=G1c1(T1o

6、-T1i)= G2c2(T2i-T2o)22111111012111cGcGKFcGTTi2211112101211cGcGKFcGTTi線性，小于線性，小于1線性線性KFcG11KFcG2231iiiTTTT12110KFcG22iiiTTTT12110111KFcG24ssGWeKeKsG1111)(sessKsG2) 1)(1()(21 工業(yè)工業(yè)介質(zhì)介質(zhì)G1載熱體載熱體 G2TC 工業(yè)工業(yè)介質(zhì)介質(zhì)G1載熱體載熱體 G2TC 蒸汽蒸汽G2TC凝液凝液G1 蒸汽蒸汽G2凝液凝液TCFCG1氣氨氣氨TC液氮液氮TCLC液氮液氮氣氨氣氨 作用：作用：分類：分類：結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： WHH1 H tt1

7、)()()()()()(2221sTKsKsDsHsDsHsDsHf 蒸汽蒸汽氣泡氣泡省省煤煤器器給水給水LCI=C1ICC2IFI0蒸汽蒸汽 IC IF I0 LC給水給水 GC C1 GV GPC GmF C2 Gm GPD IF L0 IC I0 I（b）D021IICICIFC)(minmaxmax2zzKDCV)(minmaxmax22zzDDCKICKIKWVFVV)(minmaxmaxzzDDIFDWIWKV/ LC水位水位蒸汽量蒸汽量 給水閥給水閥 LC水位水位蒸汽量蒸汽量TdS 給水閥給水閥蒸汽蒸汽I=ICCIF-I0 LCFC給水給水IF IC IF I0 IGPD GmF GPC GP2 GC2 GmF GC1 Gm IF IC I0 I0 IF IULmaxmaxWDCFFCII d/dt TC T2C T1C 減溫水減溫水 減溫器減溫器減溫器減溫器FC FC FC FC LS HS PCPCKK燃料閥燃料閥 燃料閥燃料閥 空氣閥空氣閥空空氣氣量量空空氣氣