传热设备的控制

1、传热设备的控制第1页，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日二、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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日三、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

2、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、测温元件均有保护套管第3页，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日（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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日将上两式代入q=KFmTm：A）G2C2小时放大倍数大 G2C2大时放大

3、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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日18.4 热交换器的控制方案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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日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

4、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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日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。（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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日18.5 加热炉的控制一、概述加热炉的控制目的：出口

5、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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日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FCTC第10页，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日串级控制 温度-流量优：控制及时,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适：主要干扰在燃料流态方面 温度-压力优：控制及时,测量简便 缺；燃烧火嘴

6、结焦会使阀后压力假象升高 适：总管或燃料管压力波动 温度-温度优：包含干扰多,可克服出口温度的滞后 缺：相对滞后大,故应找出反应快的测量点,且测量元件要耐高温适：干扰因素多，杂 第11页，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日浮动阀优：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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日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，共15页，2022年，5月20日，21点50分，星期日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