第15、16章 流体输送设备和传热设备控制 1

1、过程控制工程第第1515章章 流体输送设备的控制流体输送设备的控制第 11 课Process Control EngineeringProcess Control Engineering北京化工大学信息科学与技术学院自动化系 宿翀 第第1616章章 传热设备的控制传热设备的控制2221QRnRH 性能性能流量Q 1401800m3/h扬程H 9125m进口直径 150600mm 排出量排出量Q Q 压头压头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优点：优点： 调节方便调节方便缺点：缺点： 机械效率低（消耗在阀上）机械效率低（消耗在阀上）场合：场合： 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%时要调整时要调整FC调转速调转速电动机电动机 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 优点：优点： 机械效率高，节能机械效率高，节能缺点：缺点： 调速设备费用高调速设备费用高场合：场合：多用于大功率的离多用于大功率的离心泵心泵 FC优点：优点： 控制阀口径控制阀口径 ，调节方便，调节方便缺点：缺点： 回路，能量消耗大回路，能量消耗大（未充分使用）（未充分使用）场合：场合

3、： 有一定应用有一定应用 n n1 1 n n2 2 n n3 3 排出量排出量 Q Q H压压头头 优点：优点：缺点：缺点： 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喘振区喘振区 管路特性管路特性 喘振线喘振线 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 选择最大转速下的选择最大转速下的QpQp作为作为FCFC的设定值，的设定值， 排出排出 循环循环

4、压缩机压缩机吸吸入入FC12112TQbapp21211012QaQaapp21QH多变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） 列管式换热器列管式换热器 液体液体1进口进口液体液体2入口入口液体液体1出口出口花板花板 液体液体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 单程、逆流管式换热器静态特性基本表达式单程、逆流管式换热器静态特性基本表达式(16-6)q=G1c1(T1o

6、-T1i)= G2c2(T2i-T2o)22111111012111cGcGKFcGTTi2211112101211cGcGKFcGTTi线性，小于线性，小于1线性线性KFcG11KFcG2231iiiTTTT12110KFcG22iiiTTTT12110111KFcG24ssGWeKeKsG1111)(sessKsG2) 1)(1()(21 工业工业介质介质G1载热体载热体 G2TC 工业工业介质介质G1载热体载热体 G2TC 蒸汽蒸汽G2TC凝液凝液G1 蒸汽蒸汽G2凝液凝液TCFCG1气氨气氨TC液氮液氮TCLC液氮液氮气氨气氨 作用：作用：分类：分类：结构：结构： WHH1 H tt1

7、)()()()()()(2221sTKsKsDsHsDsHsDsHf 蒸汽蒸汽气泡气泡省省煤煤器器给水给水LCI=C1ICC2IFI0蒸汽蒸汽 IC IF I0 LC给水给水 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 给水阀给水阀 LC水位水位蒸汽量蒸汽量TdS 给水阀给水阀蒸汽蒸汽I=ICCIF-I0 LCFC给水给水IF IC IF I0 IGPD GmF GPC GP2 GC2 GmF GC1 Gm IF IC I0 I0 IF IULmaxmaxWDCFFCII d/dt TC T2C T1C 减温水减温水 减温器减温器减温器减温器FC FC FC FC LS HS PCPCKK燃料阀燃料阀 燃料阀燃料阀 空气阀空气阀空空气气量量空空气气