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1、传热设备的控制传热设备的控制第1页，本讲稿共15页二、传热设备的类型冷热流体进行热量交换的形式 无相变 有相变热量传递方式 热传导 对流 热辐射传热设备分类 按原理分 按目的分 按构造材料分 按传热面分第2页，本讲稿共15页三、传热设备的动态特性（1）传热设备是分布参数对象，出口温度是时间和距离的函数A 两侧均无相变（两侧均为分布参数）B 两侧均有相变（两侧均可近似为集中参数，相变的特点是流体主体温度取决于处压力）C 一侧有相变（一侧为集中参数，一侧视混合情况定）（2）纯滞后及时间常数大A、化工生产中，经常不允许冷热流体接触，不允许伴有物质交换，多数为间壁式传热。B、温度对象本身滞后大C、测温
2、元件均有保护套管第3页，本讲稿共15页（1）传热速率方程 传热速率q=KFmTm两侧流体平均温差Tm=（T20-T10）+（T2i-T1i）/2（2）热量衡算式无相变：载热体放出（吸收）的热量=介质吸收（放出）的热量 q=G2C2（T2i-T20）=G1C1（-T1i+T10）（3）换热器静态特性基本方程（逆流、单程、列管式）18.2 对象的静态数学模型第4页，本讲稿共15页将上两式代入q=KFmTm：A）G2C2小时放大倍数大 G2C2大时放大倍数小，出现饱和B）G2很大时，采用载热体做操纵量不再合适，宜考虑其他方案，如工艺介质分路。G2C2第5页，本讲稿共15页18.4 热交换器的控制方案
3、1、控制载热体流量 无相变：改变传热系数-改变平均温差 有相变：如蒸汽阀 ，压力 ，冷凝温度T20，Tm 还可根据具体情况，实现串级和前馈TC蒸汽凝液第6页，本讲稿共15页2、控制载热体汽化温度优：滞后小，迅速缺：需两套控制系统，气氨有压力损失，增大压缩机功率3、工艺介质旁路控制优：反应迅速缺：（1）静态，G2增加到一定值后控制作用较弱 （2）动态，停留时间长，滞后较大，动态性能差。优化方法：双重控制，先调节旁路阀，再调节载热体LCLCTC气氨液氨TCG2G1第7页，本讲稿共15页4、控制传热面积（1）阀装在凝液排出管线上：出口温度较平稳，但滞后较大，且阀开与阀关时过程特性不同，控制品质不高。
4、（2）阀装在蒸汽入口管线上：对传热量小的场合，易使蒸汽冷却到100度以下，形成负压，使凝液不易排出；而液位升高后，要保持同样传热量需使温度上升，于是压力上升 凝液冲出；因而造成被控温度振荡。克服滞后：采用串级。第8页，本讲稿共15页18.5 加热炉的控制一、概述加热炉的控制目的：出口温度加热炉的对象特性：二、加热炉的控制方案1、流量控制目的：（1）使负荷稳定，利于工艺操作 （2）使介质平稳，利于温度控制方案：介质单回路控制第9页，本讲稿共15页2、温度控制单回路控制优点：简单易行缺点：包含干扰少，控制作用不及时适用：a、对出口温度要求不严格b、干扰缓慢，且不频繁c、炉膛容量小，滞后小。燃料物料
5、FCTC第10页，本讲稿共15页串级控制 温度温度-流量流量优：控制及时优：控制及时,可了解燃料消耗量，便于试验及核算可了解燃料消耗量，便于试验及核算 缺：流量的测量和计量麻烦缺：流量的测量和计量麻烦适：主要干扰在燃料流态方面适：主要干扰在燃料流态方面 温度温度-压力压力优：控制及时优：控制及时,测量简便测量简便 缺；燃烧火嘴结焦会使阀后压力假象升高缺；燃烧火嘴结焦会使阀后压力假象升高 适：总管或燃料管压力波动适：总管或燃料管压力波动 温度温度-温度温度优：包含干扰多优：包含干扰多,可克服出口温度的滞后可克服出口温度的滞后 缺缺：相相对对滞滞后后大大,故故应应找找出出反反应应快快的的测测量量点
6、点,且且测测量量元元件件要要耐高温耐高温适：干扰因素多，杂 第11页，本讲稿共15页浮动阀优：相当于T-P控制，节省了压力控制器缺：包含干扰少适：燃料气管道压力波动前馈反馈控制当生产负荷变化频繁，变化幅度大，且可测不可控时，可采用前馈-反馈进料出料燃料油TC第12页，本讲稿共15页3、燃料系统控制（1）燃料油与雾化蒸汽单独控制燃料油阀变化不大时，可采用阀变化不大时，可采用用此方案，能保证二者成一定比例，使燃料油能得到良好雾化。（2）压差控制 管道局部阻力变化会引起误动作。（3）单闭环比值控制主动量：燃料油阀后压力从动量：雾化蒸汽压力重油测量较困难。BCP1C燃料油第13页，本讲稿共15页4、安全联锁保护系统（1）以燃料气为燃料的安全联锁保护主要危险：A 工艺介质流量过低或中断，应切断燃料 B火焰熄灭时，防止在燃烧室形成空气混合物C 压力太小，回火D 压力太大，脱火安全联锁系统：选择控制,避免脱水 GL1防回水 GL2防止介质中断 BS为火焰熄灭保护进料GL2BSPCTCLS出料反作用燃料气开阀GL1反作用第14页，本讲稿共15页(2)以燃料油为燃料的安全保护只需将上述系统中的火焰检测换成雾化蒸汽过低的联锁保护.(3)应用示例第15页，本讲稿共15页