17章 化工儀表及自動(dòng)化

化工儀表及自動(dòng)化第十七章典型化工單元的控制方案

內(nèi)容提要要流體輸送送設(shè)備的的自動(dòng)控控制離心泵的的自動(dòng)控控制方案案往復(fù)泵的的自動(dòng)控控制方案案壓氣機(jī)的的自動(dòng)控控制方案案?jìng)鳠嵩O(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制兩側(cè)均無(wú)無(wú)相變化化的換熱熱器控制制方案載熱體進(jìn)進(jìn)行冷凝凝的加熱熱器自動(dòng)動(dòng)控制冷卻劑進(jìn)進(jìn)行汽化化的冷卻卻器自動(dòng)動(dòng)控制精餾塔的的自動(dòng)控控制精餾塔的的干擾因因素及對(duì)對(duì)自動(dòng)控控制的要要求1內(nèi)容提要要精餾塔的的控制方方案化學(xué)反應(yīng)應(yīng)器的自自動(dòng)控制制化學(xué)反應(yīng)應(yīng)器的控控制要求求釜式反應(yīng)應(yīng)器的溫溫度自動(dòng)動(dòng)控制固定床反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制流化床反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制2第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制一、離心心泵的自自動(dòng)控制制方案3離心泵流流量控制制的目的的是要將將泵的排排出流量量恒定于于某一給給定的數(shù)數(shù)值上。。離心泵的的流量控控制大體體的三種種方法1.控制泵的的出口閥閥門(mén)開(kāi)度度當(dāng)干擾作作用使被被控變量量（流量量）發(fā)生生變化偏偏離給定定值時(shí)，，控制器器發(fā)出控控制信號(hào)號(hào)，閥門(mén)門(mén)動(dòng)作，，控制結(jié)結(jié)果使流流量回到到給定值值。第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)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)流量第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制52.控制制泵的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖17-3改變泵的轉(zhuǎn)速調(diào)流量圖17--3中曲曲線1、、2、3表示轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速分別別為n1、n2、n3時(shí)的流量量特性，，且有n1＞n2＞n3。該方案從從能量消消耗的角角度來(lái)衡衡量最為為經(jīng)濟(jì)，，機(jī)械效效率較高高，但調(diào)調(diào)速機(jī)構(gòu)構(gòu)一般較較復(fù)雜，，所以多多用在蒸蒸汽透平平驅(qū)動(dòng)離離心泵的的場(chǎng)合，，此時(shí)僅僅需控制制蒸汽量量即可控控制轉(zhuǎn)速速。第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制63.控制泵的的出口旁旁路將泵的部部分排出出量重新新送回到到吸入管管路，用用改變旁旁路閥開(kāi)開(kāi)啟度的的方法來(lái)來(lái)控制泵泵的實(shí)際際排出量量?？刂崎y裝裝在旁路路上，壓壓差大，，流量小小，因此此控制閥閥的尺寸寸較小。。該方案不不經(jīng)濟(jì)，，因?yàn)榕耘月烽y消消耗一部部分高壓壓液體能能量，使使總的機(jī)機(jī)械效率率降低，，故很少少采用。。圖17-4改變旁路閥調(diào)流量第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制二、往復(fù)復(fù)泵的自自動(dòng)控制制方案7往復(fù)泵多用于流流量較小小、壓頭頭要求較較高的場(chǎng)場(chǎng)合，它它是利用用活塞在在汽缸中中往復(fù)滑滑行來(lái)輸輸送流體體的。往復(fù)泵提供的理論流量可按下式計(jì)算

（17-1）第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制81.改變?cè)瓌?dòng)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速該方案適適用于以以蒸汽機(jī)機(jī)或汽輪輪機(jī)作原原動(dòng)機(jī)的的場(chǎng)合，，此時(shí)，，可借助助于改變變蒸汽流流量的方方法方便便地控制制轉(zhuǎn)速。。圖17-5改變轉(zhuǎn)速的方案第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制92.控制泵的的出口旁旁路該方案由由于高壓壓流體的的部分能能量要白白白消耗耗在旁路路上，故故經(jīng)濟(jì)性性較差。。圖17-6改變旁路流量第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制103.改變沖程程s圖17-7往復(fù)泵的特性曲線計(jì)量泵常常用改變變沖程s來(lái)進(jìn)行流流量控制制。沖程程s的調(diào)整可可在停泵泵時(shí)進(jìn)行行，也有有可在運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)態(tài)下進(jìn)行行的。第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制三、壓氣氣機(jī)的自自動(dòng)控制制方案11壓力機(jī)的的分類(lèi)其作用原理理不同可分分為離心心式和往往復(fù)式兩兩大類(lèi)；；按進(jìn)、出口口壓力高高低的差別，，可分為為真空泵泵、鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)、壓壓縮機(jī)等等類(lèi)型。。第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制121.直接控制制流量對(duì)于低壓壓的離心心式鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)，一一般可在在其出口口直接用用控制閥閥控制流流量。由由于管徑徑較大，，執(zhí)行器器可采用用蝶閥。。其余情情況下，，為了防防止出口口壓力過(guò)過(guò)高，通通常在入入口端控控制流量量。因?yàn)闉闅怏w的的可壓縮縮性，所所以這種種方案對(duì)對(duì)于往復(fù)復(fù)式壓縮縮機(jī)也是是適用的的。為了減少少阻力損損失，對(duì)對(duì)大型壓壓縮機(jī)，，往往不不用控制制吸入閥閥的方法法，而用用調(diào)整導(dǎo)導(dǎo)向葉片片角度的的方法。。第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制13圖17-9分程閥的特性圖17-8分程控制方案第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制142.控制旁路路流量對(duì)于壓縮縮比很高高的多段段壓縮機(jī)機(jī)，從出出口直接接旁路回回到入口口是不適適宜的。。這樣控控制閥前前后壓差差太大，，功率損損耗太大大。為了解決這個(gè)問(wèn)題題，可以以在中間間某段安安裝控制制閥，使使其回到到入口端端，用一一只控制制閥可滿(mǎn)滿(mǎn)足一定定工作范范圍的需需要。圖17-10控制壓縮機(jī)旁路方案第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制153.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速速壓氣機(jī)的的流量控控制可以以通過(guò)調(diào)調(diào)節(jié)原動(dòng)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)達(dá)到，這這種方案案效率最最高，節(jié)節(jié)能最好好。問(wèn)題在于調(diào)速速機(jī)構(gòu)一一般比較較復(fù)雜，，沒(méi)有前前兩種方方法簡(jiǎn)便便。第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制16“喘振””現(xiàn)象當(dāng)負(fù)荷降降低到一一定程度度時(shí),氣氣體的排排送會(huì)出出現(xiàn)強(qiáng)烈烈的振蕩蕩,從而而引起機(jī)機(jī)身的劇劇烈振動(dòng)動(dòng)。這種種現(xiàn)象稱(chēng)稱(chēng)為“喘振”。喘振會(huì)造造成事故故,操作作中必須須防止喘喘振現(xiàn)象象產(chǎn)生。。防喘振的的控制方方案有很很多種,,其中最最簡(jiǎn)單的的是旁路控制制方案。第一節(jié)流流體輸輸送設(shè)備備的自動(dòng)動(dòng)控制17旁路控制制方案圖17-11簡(jiǎn)單的防喘振方案第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制一、兩側(cè)側(cè)均無(wú)相相變化的的換熱器器控制方方案181.控制載熱熱體的流流量圖17--12表表示利用用控制載載熱體流流量來(lái)穩(wěn)穩(wěn)定被加加熱介質(zhì)質(zhì)出口溫溫度的控控制方案案。采用用傳熱基基本方程程式的工工作原理理。若不考慮傳熱過(guò)程中的熱損失圖17-12改變載熱體流量控制溫度第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制19傳熱過(guò)程中傳熱的速率可按下式計(jì)算整理后，得移項(xiàng)后改寫(xiě)為第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制20如果載熱熱體本身身壓力不不穩(wěn)定，，可另設(shè)設(shè)穩(wěn)壓系系統(tǒng)，或或者采用用以溫度度為主變變量、流流量為副副變量的的串級(jí)控控制系統(tǒng)統(tǒng)。圖17-13換熱器串級(jí)控制系統(tǒng)第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制212.控制載熱熱體旁路路采用三通通控制閥閥來(lái)改變變進(jìn)入換換熱器的的載流體體流量與與旁路流流量的比比例，可可以改變變進(jìn)入換換熱器的的載熱體體流量，，還可以以保證載載熱體總總流量不不受影響響。旁路的流流量一般般不用直直通閥來(lái)來(lái)直接進(jìn)進(jìn)行控制制，因?yàn)闉樵趽Q熱熱器內(nèi)部部流體阻阻力小的的時(shí)候，，控制閥閥前后壓壓降很小小，這樣樣就使控控制閥的的口徑要要選得很很大，而而且閥的的流量特特性易發(fā)發(fā)生畸變變。圖17-14用載熱體旁路控制溫度第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制223.控制被加加熱流體體自身流流量只能用在在工藝介介質(zhì)的流流量允許許變化的的場(chǎng)合。。圖17-15用介質(zhì)自身流量調(diào)溫度第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制234.控制被加加熱流體體自身流流量的旁旁路當(dāng)被加熱熱流體的的總流量量不允許許控制，，而且換換熱器的的傳熱面面積有余余量時(shí)，，可將一一小部分分被加熱熱流體由由旁路直直接流到到出口處處，使冷冷熱物料料混合來(lái)來(lái)控制溫溫度。圖17-16用介質(zhì)旁路調(diào)溫度第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制二、載熱熱體進(jìn)行行冷凝的的加熱器器自動(dòng)控控制24在蒸汽加加熱器中中，蒸汽汽冷凝由由汽相變變液相，，放熱，，通過(guò)管管壁加熱熱工藝介介質(zhì)。如如果要加加熱到200℃℃以上或或30℃℃以下時(shí)時(shí)，常采采用一些些有機(jī)化化工物作作為載熱熱體。這種傳熱熱過(guò)程分分兩段進(jìn)進(jìn)行，先先冷凝后后降溫。。當(dāng)僅考慮汽化潛熱時(shí)，熱量平衡方程式為傳熱速率方程式仍為第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制25當(dāng)被加熱熱介質(zhì)的的出口溫溫度t2為被控變變量時(shí)，，常采用用下述兩兩種控制制方案。。1.控制蒸汽汽流量通過(guò)改變變加熱蒸蒸汽量來(lái)來(lái)穩(wěn)定被被加熱介介質(zhì)的出出口溫度度。當(dāng)閥閥前蒸汽汽壓力有有波動(dòng)時(shí)時(shí)，可對(duì)對(duì)蒸汽總總管加設(shè)設(shè)壓力定定值控制制，或者者采用溫溫度與蒸蒸汽流量量（或壓壓力）的的串級(jí)控控制。圖17-17用蒸汽流量調(diào)溫度第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制262.控制換熱熱器的有有效換熱熱面積圖17-18用凝液排出量調(diào)溫度圖17-19溫度-液位串級(jí)系統(tǒng)圖17-20溫度-流量串級(jí)系統(tǒng)第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制27兩種方案案比較控制蒸汽汽流量法法優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行行、過(guò)渡渡過(guò)程時(shí)時(shí)間短、、控制迅迅速。缺點(diǎn)：需選用較較大的蒸蒸汽閥門(mén)門(mén)、傳熱熱量變化化比較劇劇烈，有有時(shí)凝液液冷到100℃℃以下，，這時(shí)加加熱器內(nèi)內(nèi)蒸汽一一側(cè)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)壓壓，造成成冷凝液液的排放放不連續(xù)續(xù)，影響響均勻傳傳熱。第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制28控制換熱熱器的有有效換熱熱面積法法缺點(diǎn)：控制通道道長(zhǎng)、變變化遲緩緩，且需需要有較較大的傳傳熱面積積裕量。。優(yōu)點(diǎn)：防止局部部過(guò)熱，，對(duì)一些些過(guò)熱后后會(huì)引起起化學(xué)變變化的過(guò)過(guò)敏性介介質(zhì)比較較適用。。另外，，由于蒸蒸汽冷凝凝后凝液液的體積積比蒸汽汽體積小小得多，，所以可可以選用用尺寸較較小的控控制閥門(mén)門(mén)。第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制三、冷卻卻劑進(jìn)行行汽化的的冷卻器器自動(dòng)控控制291.控制冷卻卻劑的流流量該方案不不以液位位為操縱縱變量，，但液位位不能過(guò)過(guò)高，過(guò)過(guò)高會(huì)造造成蒸發(fā)發(fā)空間不不足，使使出去的的氨氣中中夾帶大大量液氨氨，引起起氨壓縮縮機(jī)的操操作事故故。這種控制制方案帶帶有上限限液位報(bào)報(bào)警，或或采用溫溫度-液液位自動(dòng)動(dòng)選擇性性控制，，當(dāng)液位位高于某某上限值值時(shí)，自自動(dòng)把液液氨閥關(guān)關(guān)小或暫暫時(shí)切斷斷。圖11-25用冷卻劑流量控制溫度第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制302.溫度與液液位的串串級(jí)控制制該方案的的實(shí)質(zhì)是是改變傳傳熱面積積。但采采用了串串級(jí)控制制，將液液氨壓力力變化而而引起液液位變化化的這一一主要干干擾包含含在副環(huán)環(huán)內(nèi)，從從而提高高了控制制質(zhì)量。。圖17-22溫度-液位串級(jí)控制第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制313.控制汽化化壓力工作原理基于當(dāng)控制閥的開(kāi)度變化時(shí)，會(huì)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)溫度第二節(jié)傳傳熱設(shè)設(shè)備的自自動(dòng)控制制32這種方案案控制作作用迅速速，只要要汽化壓壓力稍有有變化，，就能很很快影響響汽化溫溫度，達(dá)達(dá)到控制制工藝介介質(zhì)出口口溫度的的目的。。但是由由于控制制閥安裝裝在氣氨氨出口管管道上，，故要求求氨冷器器要耐壓壓，并且且當(dāng)氣氨氨壓力由由于整個(gè)個(gè)制冷系系統(tǒng)的統(tǒng)統(tǒng)一要求求不能隨隨意加以以控制時(shí)時(shí)，這個(gè)個(gè)方案就就不能采采用了。。第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制一、精餾餾塔的干干擾因素素及對(duì)自自動(dòng)控制制的要求求33圖17-24精餾塔的物料流程圖（1）進(jìn)進(jìn)料流量量F的波動(dòng)（＊）（2）進(jìn)進(jìn)料成分分ZF的變化（＊）（3）進(jìn)進(jìn)料溫度度及進(jìn)料料熱焓QF的變化（4）再再沸器加加熱劑（（如蒸汽汽）加入入熱量的的變化（5）冷冷卻劑在在冷凝器器內(nèi)除去去熱量的的變化（6）環(huán)環(huán)境溫度度的變化化1.干擾因素素第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制2.精餾塔對(duì)對(duì)自動(dòng)控控制的要要求保證質(zhì)量量指標(biāo)保證平穩(wěn)穩(wěn)操作約束條件件34第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制三、精餾餾塔的控控制方案案351.精餾塔的的提餾段段溫控如果采用用以精餾餾段溫度度作為衡衡量質(zhì)量量指標(biāo)的的間接指指標(biāo)，而而以改變變回流量量作為控控制手段段的方案案，就稱(chēng)稱(chēng)為提餾段溫溫控。圖17-25提餾段溫控的控制方案示意圖第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制36提餾段溫溫控的主主要特點(diǎn)點(diǎn)與使用用場(chǎng)合：：（1）采采用了提提餾段溫溫度作為為間接質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)，因此此它能較較直接地地反映提提餾段產(chǎn)產(chǎn)品情況況。將提提餾段溫溫度恒定定后，就就能較好好地保證證塔底產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量達(dá)到到規(guī)定值值。（2）當(dāng)當(dāng)干擾首首先進(jìn)入入提餾段段時(shí)，用用提餾段段溫控就就比較及及時(shí)，動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程程也比較較快。第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制372.精餾塔的的精餾段段溫控如果采用用以精餾餾段溫度度作為衡衡量質(zhì)量量指標(biāo)的的間接指指標(biāo)，而而以改變變回流量量作為控控制手段段的方案案，就稱(chēng)稱(chēng)為精餾段溫溫控。圖17-26精餾段溫控的控制方案示意圖第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制38精餾段溫溫控的主主要特點(diǎn)點(diǎn)與使用用場(chǎng)合：：①采用用了精餾餾段溫度度作為間間接質(zhì)量量指標(biāo)，，因此它它能較直直接地反反映精餾餾段的產(chǎn)產(chǎn)品情況況。當(dāng)塔塔頂產(chǎn)品品純度要要求比塔塔底嚴(yán)格格時(shí)，一一般宜采采用精餾餾段溫控控方案。。②如果果干擾首首先進(jìn)入入精餾段段，采用用精餾段段溫控就就比較及及時(shí)。第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制39在采用精精餾段溫溫控或提提餾段溫溫控時(shí)，，當(dāng)分離離的產(chǎn)品品較純時(shí)時(shí)，由于于塔頂或或塔底的的溫度變變化很小小，對(duì)測(cè)測(cè)溫儀表表的靈敏敏度和控控制精度度都提出出了很高高的要求求，但實(shí)實(shí)際上卻卻很難滿(mǎn)滿(mǎn)足。解解決這一一問(wèn)題的的方法，，是將測(cè)測(cè)溫元件件安裝在在塔頂以以下或塔塔底以上上幾塊塔塔板的靈靈敏板上上，以靈靈敏板的的溫度作作為被控控變量。。第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制403.精餾塔的的溫差控控制采用溫差差作為衡衡量質(zhì)量量指標(biāo)的的間接變變量，是是為了消消除塔壓壓波動(dòng)對(duì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量的影影響。圖17-27ΔT-X曲線注意：溫差與產(chǎn)產(chǎn)品純度度之間并并非單值值關(guān)系。。第三節(jié)精精餾塔塔的自動(dòng)動(dòng)控制414.按產(chǎn)品成成分或物物性的直直接控制制能利用成成分分析析器，例例如紅外外分析器器、色譜譜儀、密密度計(jì)、、干點(diǎn)和和閃點(diǎn)以以及初餾餾點(diǎn)分析析器等，，分析出出塔頂（（或塔底底）的產(chǎn)產(chǎn)品成分分并作為為被控變變量，用用回流量量（或再再沸器加加熱量））作為控控制手段段組成成成分控制制系統(tǒng)，，就可實(shí)實(shí)現(xiàn)按產(chǎn)產(chǎn)品成分分的直接接指標(biāo)控控制。第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制一、化學(xué)學(xué)反應(yīng)器器的控制制要求42(1)質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)化學(xué)反應(yīng)應(yīng)器的質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)一般指指反應(yīng)的的轉(zhuǎn)化率率或反應(yīng)應(yīng)生成物物的規(guī)定定濃度。。如聚合釜出口溫差控制與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制43以溫度、、壓力等等工藝變變量作為為間接控控制指標(biāo)標(biāo)，有時(shí)時(shí)并不能能保證質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定定。當(dāng)有干擾擾作用時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)化化率和反反應(yīng)生成成物組分分等仍會(huì)會(huì)受到影影響。特別是在在有些反反應(yīng)中，，溫度、、壓力等等工藝變變量與生生成物組組分間不不完全是是單值對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系系，這就就需要不不斷地根根據(jù)工況況變化去去改變溫溫度控制制系統(tǒng)的的給定值值。在有催化化劑的反反應(yīng)器中中，由于于催化劑劑的活性性變化，，溫度給給定值也也要隨之之改變。。第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制44(2)物料平衡衡為使反應(yīng)應(yīng)正常，，轉(zhuǎn)化率率高，要要求維持持進(jìn)入反反應(yīng)器的的各種物物料量恒恒定，配配比符合合要求。。(3)約束條件件對(duì)于反應(yīng)應(yīng)器，要要防止工工藝變量量進(jìn)入危危險(xiǎn)區(qū)域域或不正正常工況況，應(yīng)當(dāng)當(dāng)配備一一些報(bào)警警、聯(lián)鎖鎖裝置或或設(shè)置取取代控制制系統(tǒng)。。第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制二、釜式式反應(yīng)器器的溫度度自動(dòng)控控制45(1)控制進(jìn)料料溫度圖17-28改變進(jìn)料溫度調(diào)釜溫第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制46(2)控制傳熱熱量由于大多多數(shù)反應(yīng)應(yīng)釜均有有傳熱面面，引入入或移去去反應(yīng)熱熱，所以以用改變變引入傳傳熱量多多少的方方法就能能實(shí)現(xiàn)溫溫度控制制。圖17-29改變加熱劑或冷卻劑流量調(diào)釜溫第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制47(3)串級(jí)控制制為了針對(duì)對(duì)反應(yīng)釜釜滯后較較大的特特點(diǎn)，可可采用串串級(jí)控制制方案。。圖17-30釜溫與冷劑流量串級(jí)控制示意圖第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制48圖17-31釜溫與夾套溫度串級(jí)控制示意圖圖11-37釜溫與釜壓串級(jí)控制示意圖第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制三、固定定床反應(yīng)應(yīng)器的自自動(dòng)控制制49固定床反反應(yīng)器是指催化化劑床層層固定于于設(shè)備中中不動(dòng)的的反應(yīng)器器，流體體原料在在催化劑劑作用下下進(jìn)行化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)以生成成所需反反應(yīng)物。。常見(jiàn)的溫溫度控制制方案有有：控制進(jìn)料料濃度控制進(jìn)料料溫度控制段間間進(jìn)入的的冷氣量量第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制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)溫度第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制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)溫度第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制四、流化化床反應(yīng)應(yīng)器的自自動(dòng)控制制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)器溫度第四節(jié)化化學(xué)反反應(yīng)器的的自動(dòng)控控制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)溫度例題分析析1.試判判斷圖17-42(a)、((b)控控制方案案是否正正確。圖17-42泵的控制方案54例題分析析解：要分析圖圖17--42所所示控制制方案是是否正確確,首先先必須了了解離心心泵和往往復(fù)泵的的特性。。圖17--42((a)是是離心泵泵的流量量控制方方案。為為了控制制出口流流量的大大小,控控制閥一一般應(yīng)該該直接裝裝在出口口管線上上。這是是因?yàn)殡x離心泵吸吸入高度度是有限限的,如如果控制制閥裝在在吸入管管線上,,會(huì)產(chǎn)生生壓降,,這樣一一來(lái),進(jìn)進(jìn)口端壓壓力就有有可能過(guò)過(guò)低,因因?yàn)橐后w體氣化,,使泵失失去排液液能力,,這叫氣氣縛?；蚧蛘邏旱降匠隹诙硕擞旨彼偎倮淠?,沖蝕厲厲害,這這叫氣蝕蝕。這兩兩種情況況都要避避免發(fā)生生。所以以控制閥閥一般不不應(yīng)安裝裝在離心心泵的入入口管線線上。55例題分析析圖17--42((b)為為往復(fù)泵泵出口流流量控制制方案。。從往復(fù)復(fù)泵的特特性來(lái)看看,只要要轉(zhuǎn)速一一定,排排出的流流量是基基本不變變的。因因此采用用出口節(jié)節(jié)流的方方法來(lái)控控制出口口流量是是不行的的。56例題分析析2.圖17-43所示示的加熱熱器,如如果兩側(cè)側(cè)無(wú)相變變,載熱熱體流量量很大,,且進(jìn)出出口溫差差(T20-T21))很小時(shí)時(shí),采用用圖示溫溫控方案案是否合合理?圖17-43加熱器控制方案57例題分析析解：從分析對(duì)對(duì)象(加加熱器))的靜態(tài)態(tài)特性來(lái)來(lái)看，采采用圖示示控制方方案是不不合理的的。設(shè)載熱體體流量為為F2，摩爾熱熱容為C2，冷流體體流量為為F1，摩爾熱熱容為C1。為了弄弄清主要要問(wèn)題，對(duì)圖17-43所示示加熱器器可忽略略一些次次要因素素(如熱熱損失等等)，則則可列出出熱量平平衡式，，即單位位時(shí)間內(nèi)內(nèi)冷流體體吸收的的熱量等等于載熱熱體放出