精餾塔提餾段的溫度控制系統(tǒng)范本

年4月19日精餾塔提餾段的溫度控制系統(tǒng)文檔僅供參考過程控制儀表課程設(shè)計(jì)題目：精餾塔提餾段的溫度控制系統(tǒng)學(xué)生姓名：班級(jí)：自動(dòng)化班學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：高飛燕，唐耀庚12月22日 目錄1．系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………31.1設(shè)計(jì)的目的與要求……………….………………..…...31.1.1設(shè)計(jì)的目的……………..…………...31.1.1設(shè)計(jì)的要求……………..…………...32.控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹以及工藝流程分析………………..….……….32.1控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹………….………………..…..33．繪制工藝流程原理框圖……….…….……..………44.各個(gè)環(huán)節(jié)儀表的選型，儀表的工作原理以及性能指標(biāo)………………..……..….64.1檢測(cè)元件…………..…….……..……..……………..…..64.2變送器……………….…….……..………………..…..……………..…..64.3調(diào)節(jié)器……………….…….……..……….…………..……………74.4執(zhí)行器……………….…..……..……..……………..…..7繪制儀表盤電氣接線圖，端子接線圖………………..86.給出儀表型號(hào)清單…………….…….97．參考文獻(xiàn)………………...…..9一．系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)的目的與要求1.1.1設(shè)計(jì)的目的精餾操作，選擇的好與壞，能夠很好的使回收率最高，能耗最小，得總效益最好。在控制過程中，主要是溫度的控制，溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響很大，因而溫度控制和檢測(cè)是十分必要的。這就需要對(duì)加熱介質(zhì)的溫度進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量和控制。這樣才能對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有很好的保證，同時(shí)能夠確保公司的經(jīng)濟(jì)效益。此次課程設(shè)計(jì)，主要是使我們更好的了解過程控制與儀表設(shè)計(jì)的要求，過程，必須完成的內(nèi)容以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)也使我們了解所學(xué)的理論知識(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中，很好的運(yùn)用理論知識(shí)并根據(jù)實(shí)際的情況掌握好理論知識(shí)。1.1.2設(shè)計(jì)的要求a.控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹，工藝流程分析；b.各環(huán)節(jié)儀表的選型、儀表的工作原理及性能指標(biāo)；c.儀表間的配接說明。d.繪制工藝流程原理框圖e.給出儀表型號(hào)清單f.繪制儀表盤電氣接線圖，端子接線圖二.控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹以及工藝流程分析2.1控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹精餾操作是煉油，化工生產(chǎn)過程中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。精餾塔的控制直接影響到工廠的產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)量和能量的消耗，因此精餾塔的自動(dòng)控制長期以來一直受到人們的高度重視。精餾塔是一個(gè)多輸入多輸出的對(duì)象，它由很多級(jí)塔板組成，內(nèi)在機(jī)理復(fù)雜，對(duì)控制要求又大多較高。這些都給自動(dòng)控制帶來了一些苦難。同時(shí)各塔工藝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)千差萬別，這需要深入分析特性，結(jié)合具體塔的特點(diǎn)，進(jìn)行自動(dòng)方案設(shè)計(jì)和研究。精餾塔的控制最終目標(biāo)是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使總收益最大。在這個(gè)情況下為了更好地實(shí)現(xiàn)精餾塔的目標(biāo)就有了提溜段溫度控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。方案如下：在再沸器中，用蒸汽加熱塔釜中與下降物料進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。為了保證生產(chǎn)過程順利進(jìn)行，需要使提留段溫度Q保持恒定。為此，在蒸汽管路上裝一個(gè)調(diào)節(jié)閥，用它來調(diào)節(jié)加熱蒸汽流量，從而保證Q維持在設(shè)定值上。從調(diào)節(jié)閥動(dòng)作到溫度Q發(fā)生變化，需要相繼經(jīng)過很多熱容積。實(shí)踐證明，加熱蒸汽壓力的波動(dòng)對(duì)溫度Q的影響很大。另外，還有來自液相加料方面的各種擾動(dòng)，包括它的流量，溫度和組分等，它們經(jīng)過提溜段的傳熱傳質(zhì)過程，以及再沸器中的傳熱條件(塔釜溫度，再沸器液面等)，最后也會(huì)影響到溫度Q，當(dāng)加熱蒸汽壓力波動(dòng)較大時(shí)，控制品質(zhì)一般都不能滿足生產(chǎn)要求。如果采用一個(gè)附加的蒸汽壓力控制系統(tǒng)，把蒸汽壓力的干擾克服在入塔前，這樣也就提高了溫度控制的品質(zhì)，但這樣就需要增加一只調(diào)節(jié)閥而且增加了蒸汽管路的壓力損失，在經(jīng)濟(jì)上很不合理，而且這兩個(gè)回路之間又是相互影響的。原理圖如圖2.1所示圖2.1附加蒸汽壓力控制方案三.繪制工藝流程原理框圖串級(jí)控制系統(tǒng)與單回路控制系統(tǒng)相比有一個(gè)顯著的區(qū)別，即其在結(jié)構(gòu)上多了一個(gè)副回路，形成了兩個(gè)閉環(huán)雙閉環(huán)或稱雙環(huán)。此系統(tǒng)采用串級(jí)控制，如下圖，副控制器QC根據(jù)加熱蒸汽流量信號(hào)控制調(diào)節(jié)閥，這樣就能夠在加熱蒸汽壓力波動(dòng)的情況下，能保持蒸汽流量穩(wěn)定。但副控制器QD的給定值則受主控制器QC的控制，后者根據(jù)溫度Q改變蒸汽流量給定值Q，從而保證在發(fā)生進(jìn)料方面的擾動(dòng)的情況下，能保持溫度Q滿足要求。用這個(gè)方法能夠非常有效地克服蒸汽壓力波動(dòng)對(duì)于溫度Q的影響，因此流量自穩(wěn)定系統(tǒng)的動(dòng)作很快，蒸汽壓力變化所引起的流量波動(dòng)在2-3s以內(nèi)就消除了，而這樣短暫時(shí)間的蒸汽流量波動(dòng)對(duì)于溫度Q的影響是很微小的。對(duì)于來自進(jìn)料方面的擾動(dòng)來說，這種串級(jí)方案則并不一定能帶來很顯著的好處，圖形如圖3所示：圖3提餾段溫度串級(jí)控制方案串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖如下所示，它有兩個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)：副環(huán)是流量自穩(wěn)定系統(tǒng)，主環(huán)是溫度控制系統(tǒng)圖3.1反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)其中最左邊輸入為q1，最右邊輸出為Q左參數(shù)：q1副參數(shù)：加熱蒸汽流量Q1控制量：蒸汽閥開度一次擾動(dòng)D1：加熱蒸汽的壓力對(duì)q1的影響二次擾動(dòng)D2：來自加料方面的擾動(dòng)，包括溫度，流量，組分等各個(gè)環(huán)節(jié)儀表的選型，儀表的工作原理以及性能指標(biāo)4.1檢測(cè)元件本系統(tǒng)選擇鎧裝熱電偶特點(diǎn)

熱響應(yīng)時(shí)間小，減少動(dòng)態(tài)誤差

可彎曲安裝使用

測(cè)量范圍大

機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓性能好主要技術(shù)參數(shù)精度等級(jí)：I級(jí)或II級(jí)公稱直徑：Φ1彎曲直徑：R≥5D公稱壓力：常壓測(cè)量500℃以上的高溫，它能夠直接測(cè)量各種生產(chǎn)過程中從0℃~800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和其氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度，

鎧裝熱電偶響應(yīng)時(shí)間τ0.5（秒）。4.2變送器本系統(tǒng)的變送器用于溫度的變送，故選擇溫度變送器。其中較為常見的有模擬式溫度變送器，一體化溫度變送器以及智能式溫度變送器三種。本系統(tǒng)采用典型的模擬式溫度變送器中的DDZ-III型熱電偶溫度變送器，屬安全火花型防爆儀表。還能夠與檢測(cè)元件熱電偶相匹配。將溫度信號(hào)線性轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。本系統(tǒng)選擇KBW-1121熱電偶溫度變送器主要技術(shù)指標(biāo)

1、輸入信號(hào)：最小量程≥3mV

最大量程<80mV（根據(jù)配用熱電偶而定）

2、輸出信號(hào)：1～5Vd.c或4～20mAd.c

3、負(fù)載電阻：0～500Ω

4、精度：±0.5%（量程范圍≥5mV）±1.0%(5mV量程范圍≥3mV5、工作條件：環(huán)境溫度：5～40℃

相對(duì)濕度：10%-75%

供電電源：24V±10%

周圍空氣中不含有腐蝕性氣體

6、功耗：2W4.3調(diào)節(jié)器用DDZ-III型PID調(diào)節(jié)器TDM-400原理：調(diào)節(jié)器的正，反作用的選擇要根據(jù)控制系統(tǒng)所包括的各個(gè)環(huán)節(jié)的情況而定，這樣只要根據(jù)被控參數(shù)與變送器放大倍數(shù)的符號(hào)及整個(gè)控制回路開環(huán)放大倍數(shù)的符號(hào)為“負(fù)“的要求，就能夠確定調(diào)節(jié)器的正，反作用，本系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器因選反作用。性能指標(biāo)：輸入信號(hào)：1-5V直流電壓，外給定信號(hào)：4-20ma直流電流，負(fù)載電阻：250歐-750歐。4.4執(zhí)行器本系統(tǒng)使用電／氣閥門定位器。電／氣閥門定位器作用：1.將4～20mA或0～10mA轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)，用以控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥2.它還能夠起到閥門定位的作用圖4.4氣源壓力對(duì)應(yīng)閥門開度實(shí)驗(yàn)圖當(dāng)輸入IO→對(duì)主杠桿2產(chǎn)生向左的力F1→主杠桿繞支點(diǎn)反時(shí)針偏轉(zhuǎn)→擋板13靠近噴嘴15→Pa↑→使閥桿向下移動(dòng)→并帶動(dòng)反饋桿9繞支點(diǎn)4偏轉(zhuǎn)→凸輪5也跟著逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)→從而使反饋彈簧11拉伸 →最終使閥門定位器達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)，一定的信號(hào)壓力就對(duì)應(yīng)于一定的閥桿位移，即對(duì)應(yīng)于一定的閥門開度。本系統(tǒng)選用M52286系列電子式電動(dòng)執(zhí)行器主要技術(shù)參數(shù)電源：AC220±50%，50HZ。耗電功率（額定負(fù)載時(shí)）：規(guī)格A型執(zhí)行器50VA；

規(guī)格B型執(zhí)行器150VA；

規(guī)格C型執(zhí)行器220VA。輸入信號(hào)：DC4～20mA或DC1～5V輸出信號(hào)：DC4～20mA（負(fù)載電阻500Ω以下）?？刂凭龋夯菊`差：±1%回差≤1%死區(qū)≤1%

工作行程調(diào)整范圍

“零點(diǎn)”±25%

“行程”20%～100%閥的選擇：本系統(tǒng)選擇電/氣閥門定位器：YT-1050輸入信號(hào)：4~20mADC阻抗：250+/-15Ohm供給壓力：1.4~7.0kgf/cm2(20~100psi)行程：直行程：10~150mm,角行程：0~900繪制儀表盤電氣接線圖，端子接線圖

給出儀表型號(hào)清單編號(hào)名稱個(gè)數(shù)型號(hào)1溫度變送器2KBW-11212熱電偶1K型鎳-鎳硅3DDZ-III調(diào)節(jié)器2TDM-4004電子式電動(dòng)執(zhí)器1M522865電－氣閥門定位器1YT-10506薄膜氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥1Z