第十六章_传热设备的控制

1、过程控制系统及工程信息学院自动化系：孙洪程信息学院自动化系：孙洪程 Email:S第第1616章章 传热设备的控制传热设备的控制 控制要求：控制要求：G2c2 T2i G1c1 T1i G1c1 T10 G2c2 T20 假设工艺介质与载热体均无相变，而且假设工艺介质与载热体均无相变，而且没有热损失。没有热损失。即即 被加热物料得到的热量被加热物料得到的热量/单位时间单位时间= 载热体放出的热量载热体放出的热量/单位时间单位时间101211 11 1221112iiiTTTTG cG cKFG c1 110122220()()iiqGc TTG c TTq=KFT 单程、逆流管式换热器静态特性

2、基本表达式单程、逆流管式换热器静态特性基本表达式热交换过程的传热速率方程热交换过程的传热速率方程mmqKFTK 为传热系数；为传热系数；Fm 为传热面积；为传热面积；Tm 为传热壁两侧流体的平均温差为传热壁两侧流体的平均温差.对于逆流单程换热器，可取对数平均值21212121()()lnoiiomoiioTTTTTTTTT2121oiioTTTT若在1/3 3 之间，则可用算术平均近似2121()()2oiiomTTTTT热交换过程的静态方程热交换过程的静态方程21211111()()()2oiiomoiTTTTqKFcG TT111112222()()oiioqcG TTc G TT1111

3、112111221()()1()2oiiioimcGcGTTTTTTKFc G11211111221112oiiimTTTTcGcGKFc G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10111112211112iTTG cG cKFG c1 021111221112iTTG cG cK FG c1 1G cKF22G cKF 3110121iiiTTTT2 2G cKF10121iiiTTTT111G cKF24严重非线性，若其它环节为线性，调节阀需选用等百分数阀。1111( )WsGsG sK eK e212( )(1)(1)sKG sess 控制方案控制

4、方案 工业工业介质介质G1载热体载热体 G2TC 工业介质工业介质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液氮液氮气氨气氨热空气送往炉膛265DSD过热蒸汽送负荷设备Pm378给水（由水泵来）1燃料热空气 1一燃烧嘴；2一炉膛；3一汽包；4一减温器；5一炉墙； 6一过热器；7一省煤器；8一空气预热器烟气（经引风机送往烟囱）冷空气（由送风机来） 作用：作用：分类：分类：结构：结构：压力：压力： WHH1 H tt1)()()()()()(2221sTKsKsDsHsDsHsDsHf 非最小相位特性122( )( )1K

5、KH sD ssT s 1021 2122(1)()( )( )(1)(1)KT sKK T sKH sD ss T ss T s2021KTTK对象为非最小相位（存在位于复平面右半平面的零点）的条件为20210KTTK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（b） GC C1 GV GPC GmF C2 Gm GPD IF L0 IC I0 ID021IICICIFCm ax2m axm in()VDCKzz22maxminmax()VVFVDWKIK C IK CzzD maxminmax()FDIzzDWD /VKWI LC

6、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I=ICCIF-I0 蒸汽蒸汽LCFC给水给水IF IC IF I0 IGPD GmF GPC GP2 GC2 GmF GC1 Gm IF IC I0 I0 IF IULmaxmaxDCWFFICI 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量量燃料量燃料量燃料量燃料量pp PTQQ02121A燃料阀燃料阀 空气阀空气阀 燃料量燃料量 空气量空气量 最优值最优值 O2 p PC FC LS AC FC HS 蒸汽蒸汽气泡气泡P1C LS P2C PSA P3C K 燃料燃料v被控变量被控变量：工艺介质的出口温度。v控制变量控制变量：燃料油或燃料气的流量。v主要干扰主要干扰：工艺介质的进料温度、