第9章 典型化工生产过程控制系统

一、传热设备的控制1、概述 根据工艺要求，温度的变化与控制需要传热过程，是工业生产过程极其重要的组成部分。1）传热设备的结构类型

定义：实现冷热流体换热的设备。

分类：直接、间接

间壁式传热：列管式、蛇管式、夹套式、套管式

2）热量传递的三种方式 温度差是传热的的推动力。（1）热传导 傅里叶定律：单位时间内出传到的热量与温度梯度和垂直于热流体方向的截面积成正比。 在单位时间内通过单层平壁传导的热量与导热系数、传热面积和平壁两侧的温差成正比，而与平壁的厚度成反比。（2）对流传热 常见于流体与固体壁之间的传热，传热的速率与流体性质及流动边界的状况密切的相关。

传热膜系数是对流传热的主要参数，对其影响因素有：流体的种类、性质、运动状况以及流体对流的状况。 一般来讲，蒸汽冷凝传热膜系数较大，液体的传热膜系数较小，而气体的传热膜系数最小。因此，在蒸汽加热器中必须注意冷凝水与蒸汽中不凝气体的排除问题。（3）热辐射热辐射：热能以电磁波的形式向空间发射，到达另一物体被部分吸收又转变为热能。 在热量传递过程中伴有能量形式的转化，与导热和对流传热的差异在于不需要任何介质进行传递。 工业上的两固体之间的相互热辐射，当一固体发射热，另一固体只能部分吸收并部分反射，多次吸收和反射的过程，使得热从高温传向低温物体。 净传热量与两物体的温度、形状、相对位置以及物体本身的性质有关。

在实际进行的传热过程中，很少是以一种传热方式单独进行，而是由两种或三种方式综合而成。例如间壁式传热：对流或热传导管式加热炉：辐射室以辐射传热为主，对流室以对流为主。3）传热设备的动态特点

（1）传热设备的分布参数特征 对象的输出（被控变量）不仅与时间有关，而且是物理位置的函数。分布参数的分类： A、传热壁面两侧流体都无相变地进行传热，且两侧流体都没有轴向混合时，两侧的温度将是距离和时间的函数，也就是说，两侧都是分布参数对象，列管式、套管式换热器均属于此类。B、两侧物流在传热过程中都有相变，两侧的温度可近似为集中参数，流体温度取决于所处的压力，而不是传热量。C、一侧物流有相变，则相变侧为集中参数，另一侧视为混合情况而定。 不少传热对象具有分布参数对象，遇到分布参数时须用偏微分方程来表示，但处理起来比较麻烦，此时也可用集中参数特性来近似，如可将进出口温度平均值作为流体温度来看待（简单，精度差）。（2）纯滞后及滞后（时间常数）较大 工艺要求传热过程物质不接触，无物质交换，所以采用间壁式换热器。传热的过程属于多容对象，带有较大的滞后，可近似认为是具有纯滞后的多容对象。

测温元件的滞后，其保护套的滞后，给传热设备的自动控制增加了滞后时间。

二、换热器的控制

换热的目的有以下4种：

①使工艺介质达到规定的温度使生产过程正常进行；如：重油催化裂化原料油预热，要求温度在 160~220℃之间。

②在过程进行中加入吸收的热量或除去放出的热量；如：催化裂化再生器温度控制。③在工艺过程中改变物料状态；如：常减压装置加热炉。④热量回收。如：分馏塔塔底换热器。 为了保证出口温度平稳，满足工艺生产的要求，必须对传热量进行调节。有以下几个途径：⑴调载热体的流量目的：改变传热速率方程中的传热系数和平均温差。①载热体在传热过程中不发生相变，主要改变传热系数；②载热体在传热过程中发生相变，主要改变平均温差。TC101TT101方案一

特点：方案简单、适用于载热体上游压力平稳及负荷变化小的场合。载热体上游压力不平稳时，采用温度与流量的串级控制（方案二）

当主要扰动为负荷、且对出口温度控制要求高，采用前馈-反馈控制（方案三）

FC101TC101FT101TT101方案二TC101FT101TT101方案三⑵调节传热平均温度差

注意：气氨出口调节阀的作用阀开度变化时，汽化温度的变化改变了传热平均温差。液位控制回路的目的：维持液位不超限，保证足够的蒸发空间。特点：滞后小，反应迅速。

⑶调节传热面积当不变时，改变A

可以改变传热量。调节阀的安装位置和作用：位置：出口(冷凝液)管线上作用：开度变化，液位变化，面积变化

缺点：冷凝液液位影响传热面积，变化缓慢，是一滞后的过程，调节不及时，不利于控制器参数整定，影响调节品质。适用场合：适用于传热量小、被控温度较低的场合为改善对象特性，我们可以利用串级控制系统的特点设计串级控制方案。（如右下图所示）

TC101TT101蒸汽冷凝TC101TT101蒸汽冷凝LT101LC101⑷采用旁路控制部分工艺介质经换热器，另一部分走旁路。特点：反应迅速及时，该方案不适用于介质流量较大的场合，适合于能量回收系统。采用一般直通阀，设计时旁路流量占总流量的10~30%。阀位控制系统（如右下图所示）旁通量动态响应较快、控制及时，存在能量浪费。旁路流量响应较快，提高了系统的动态品质，VPC的特点是作用缓慢，逐渐改变载热体阀的开度。最终的目标使旁路阀开度最小。TC101TT101TC101VPC出口温度TT101三、加热炉的控制加热炉是石油化工生产过程的主要设备之一。作用：工艺介质的升温或气化结构形式：箱式炉、立式炉、圆筒炉工作原理：燃料(油)分几路(雾化喷嘴)进入炉膛燃烧，炉膛火焰辐射给炉管，炉管经热传导和对流再传热给工艺介质。

对象特点：炉膛热容量大、时间常数大、滞后时间长；属多容过程；可用一阶加纯滞后环节近似描述；理论分析比较困难。操作特点：温度过高使炉管内物料可能分解、结焦，因此，严格控制加热炉出口温度。

TT101燃料工艺介质1、加热炉的单回路控制1）扰动分析主要控制指标：工艺介质的出口温度。操作手段：燃料油或燃料气的流量。干扰因素：负荷量、进料温度、组分；燃料油(气)压力、性质、雾化状况；空气量，喷嘴阻力等。2）控制回路⑴主要控制系统：出口温度控制。⑵辅助控制系统：①工艺介质的流量控制系统；FC控制②燃料压力控制系统；P1C控制③燃料油雾化蒸汽压力控制。P2C控制

燃料油流量较平稳时，②、③两个回路即可满足工艺要求。

燃料工艺介质

流量波动较大时，单回路不能保证良好雾化，可采用右下图两方案：①用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来调节雾化蒸汽；②燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力比值控制。（前提条件：管道应畅通）此外，还可采用流量比值控制。 由于加热炉负荷大、时间常数和滞后时间较大，故单回路控制很难满足要求，炉出口温度波动较大。

PDT101PDC101至喷嘴燃料油雾化蒸汽PT101PC102PT102K燃料油至喷嘴雾化蒸汽

单回路控制适用场合

①对炉出口温度要求不高的场合；

②干扰较小，且不频繁的场合；

③炉膛容量较小，滞后小的场合。2、加热炉的串级控制 炉子出口温度对炉膛温度的串级控制； 炉子出口温度对燃料流量的串级控制； 炉出口温度对燃料阀后压力的串级控制； 采用压力平衡式控制阀的控制。⑴

炉出口温度对炉膛温度的串级控制干扰（燃料压力、性质等）先影响炉膛温度，继而影响炉出口温度，故炉膛温度比出口温度滞后小。用副回路来克服干扰，减小对出口温度的影响。优点：有利于克服燃料性质变化。注意：①炉膛温度的检测点位置，选择有代表性且反应较快的点；②副控制器参数不应整定得过于灵敏；③副控制器不引入微分作用；④炉膛温度不应有大的波动；⑤炉膛温度测温元件及保护套管应耐高温。⑵

炉出口温度对燃料流量的串级（右下图所示）优点：有利于克服燃料量变化。还可做出口温度、炉膛温度、燃料量三参数串级（如右上图所示）。特点：关联回路多，实施困难。⑶

出口温度对燃料阀后压力的串级优点：当燃料量小、粘度大时，流量测量困难；而压力测量却比较方便。（如右下图所示）特点：应用较广。

应注意管道堵塞⑷采用压力平衡式控制阀 这种阀本身兼有压力控制器功能，相当于炉出口温度对燃料压力的串级。 例如：催化裂化装置加热炉控制系统要求：把原料油加热到一定温度送给反应器。操作：开工时燃料为气体，出口温度控制浮动阀；而正常生产后燃料改为重质油，采用炉出口温度与燃料阀后压力串级。

燃料油来自初馏塔常压塔加热炉PT101PC101FT101FC101FT102FC102PT102PC102TC101TT101TT102TC102TC103TC104TT103TT104举例：常减压装置加热炉控制系统工艺：把原油加热到一定温度送至常压塔分馏。要求：炉出口温度稳定。温度控制：炉出口温度对炉膛温度的串级控制负荷控制：单回路流量控制燃料干扰：单回路压力控制催化裂解装置加热炉自动控制系统反馈控制实际生产中，有时会遇到进料量、进料温度变化频繁、幅度较大，炉子时间常数大、滞后时间长等情形。用单回路或串级均很难满足要求。设计前馈—反馈控制系统 这里前馈主要用来克服进料流量（或温度）干扰。FT101TT101TC101FT102FC102TT101TC101FT101

3、加热炉的安全联锁保护系统联锁保护系统的作用：为安全生产、防止事故。⑴燃气加热炉①工艺介质流量过小或中断，切断燃料气；②某种原因灭火时，切断燃料气；③燃料气压力不能过低，流量不能太小；④燃料压力不能过高，否则会引起脱气灭火。LS：低选器；BS：火焰检测器；GL1：燃料气流量过低联锁装置；GL2：进料流量过低联锁装置。⑵燃油加热炉①工艺介质流量过小或中断，切断燃料油；②燃料油压力过低会回火，流量不能太小；③燃料油压力过高会脱火；④雾化蒸汽压力过低或中断，造成燃料油雾化不良无法燃烧。加热炉雾化蒸汽燃料油FT102FSL102PT102PSL102BS101PT101PC101LSFT101FSL101TC101TT101

9.2精馏过程控制板式塔筛板塔、泡罩塔、浮阀塔、穿流塔、浮喷塔、浮舌塔填料塔增加气液两相的接触面积，乱堆填料，规整填料精馏塔物料流程图回流泵冷凝器气液分离器精馏塔进料再沸器釜液馏出液冷剂热剂B,xBD,xDF,zFLLBLDV

一、精馏塔的控制目标

精馏是应用极为广泛的传质过程。 目的是将混全液中的各组分进行分离，使之达到规定的纯度。 精馏是一个多参数输入和输出的对象，通道多，动态响应缓慢，内在机理复杂，参数间互相关联，控制又要求高的工程。精馏塔是工厂的制高点，控制也同样。

精馏的工艺要求

1.质量指标对于一个正常操作的精馏塔，一般应当使塔顶或塔底产品中的一个产品达到规定的纯度要求，另一个产品的成分亦应保持在规定的范围内。为此，应当取塔顶或塔底的产品质量作被控变量，这样的控制系统称为质量控制系统。质量控制系统需要能测出产品成分的分析仪表。2.保证平稳操作为了保证塔的平稳操作，必须把进塔之前的主要可控干扰尽可能预先克服，同时尽可能缓和一些不可控的主要干扰。为了维持塔的物料平衡，必须控制塔顶馏出液和釜底采出量，使其之和等于进料量，而且两个采出量变化要缓慢，以保证塔的平稳操作。塔内的持液量应保持在规定的范围内。控制塔内压力稳定，对塔的平稳操作是十分必要的。3.节能要求和经济性在精馏操作中，质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的目标。其中质量指标是必要条件，在质量指标一定的前提下，应在控制过程中使产品产量尽量高一些，同时能量消耗尽可能低一些。4.约束条件为保证正常操作，需规定某些参数的极限值为约束条件。防止泛液、漏液，压力限，临界温差限等。液泛限：气相速度过高，气相中夹带液体到上层塔板中，称为“雾沫夹带”，雾沫夹带现象严重时，液相从下层塔板倒流到上层塔板，称为液泛。气相速度的上限称为液泛限。（另外液体量过大、溢流管堵塞等都会导致液泛）漏液限：气相速度过低，塔板漏液，板效率下降。气相速度的下限称为漏液限。压力限：塔的操作压力的限制，操作压力过大，影响气液平衡，分离效果变差。严重时会影响安全生产。临界温差限：主要指再沸器两侧冷热流体的温度差。温差越大，传热量越大，温差低于临界温差时，给热系数急剧下降，不能保证正常传热。

4V/F=268产品回收率产品纯度（对比）二、精馏塔的静态特性和动态特性

塔操作影响因素 各种可能发生的扰动及其对生产指标的影响，扰动对产品纯度、回收率、能耗的影响都是通过物料平衡和能量平衡来影响的，并且物料平衡和能量平衡之间又是相互影响的。

物料平衡影响因素：进料流量、进料组成、塔顶，塔底产品采出量及组成。

能量平衡影响因素：进料温度、再沸器加热量、冷凝器冷却器、环境温度。

可控扰动：进料温度，再沸器加热蒸汽量，冷凝器冷却量，采出量。

不可控扰动：进料流量（主要扰动），进料组成（主要扰动），环境温度1、精馏塔的静态特性（1）全塔物料平衡总物料平衡：F=D+B轻组分平衡：FxF=DxD+BxB联立F为进料流量（kmol/h）;D为塔顶馏出液采出量（kmol/h）；B为塔底釡液采出量（kmol/h）

xF，xD，xB分别表示进料、馏出液、釡液中轻组分的摩尔分率。

（2）能量平衡在建立静态能量平衡关系时，首先要了解分离度的概念。所谓分离度S可用下式表示：随着S的增大，xD也增大，xB而减小，说明塔系统的分离效果增大。影响分离度S的因素很多，如平均相对挥发度、理论塔板数、塔板效率、进料组分、进料板位置，以及塔内上升蒸汽量V和进料F的比值等。(9-2-6)

对于一个既定的塔来说：上式的函数关系也可用一近似式表示：或可表示为：(9-2-7)式中β为塔的特性因子

(12-8)由上式可以看到，随着V/F的增加，S值提高，也就是xD增加，xB下降，分离效果提高了。由于V是由再沸器施加热量来提高的，所以该式实际是表示塔的能量对产品成分的影响，故称为能量平衡关系式。由上分析可见，V/F的增加，塔的分离效果提高，能耗也将增加。对于一个既定的塔，包括进料组分一定，只要D/F和V/F一定，这个塔的分离结果，即xD和xB将被完全确定。也就是说，由一个塔的物料平衡关系与能量平衡关系两个方程式，可以确定塔顶与塔底组分待定因素。上述结论与一般工艺书中所说保持回流比一定，就确定了分离结果是一致的。

(3)内部物料平衡 精馏塔计算中的假设： 同一塔段（精馏段或提馏段）的上下塔板气相、液相摩尔流量相同。

1、从物料和能量平衡可知：当xF一定时，只要保证D/F和V/F一定则

xBxB和

xD就确定。2、进料组成xF的变化：通过D/F、V/F来补偿。例如：进料xF

增加，将导致xB、xD

都增加，此时可增加D/F和减少B/F补偿偿。

2、动态影响分析 对于整个精馏塔来说是一个多容量的，相互交叉连接的复杂过程，要整理出整塔的传递函数是相当复杂的。 精馏塔动态方程的建立是复杂的，尤其建立一个精确而又实用的动态方程更是具有一定的难度。因此从定性的角度来分析精馏塔的动态影响，对合理设计控制方案有积极的指导意义。 (1)上升蒸汽和回流的影响在精馏塔内，由于上升蒸汽只需克服塔板上极薄覆盖的液相阻力，因此上升蒸汽量的变化几秒钟内就可影响到塔顶，也就是说上升蒸汽流量变化的影响是相当快的。然而，由塔板下流的液相有相当大的滞后。当回流量增加时，必须先使积存在塔板上的液相蓄存量增加，然后在这增加的液体静压柱的作用下，才使离开塔板的液相速度增加，所以对回流量变化的响应存在着滞后。由此可得出这样的结论：要使塔上的任何一处（除塔顶塔板外）的气液比发生变化，用再沸器的加热量作为控制手段，要比回流量的响应快。（2）组分滞后的影响V和L的变化，引起xB和xD的变化，都是通过每块塔板上组分之间的平衡施加影响的结果。由于组分要达到静态平衡需要一定的时间，所以尽管V的变化可较快影响到塔顶，但要使塔顶组分浓度变化达到一个新的平衡仍要经过不少的时间。同样D的变化也是一样。且需花费更多的时间。组分滞后的影响是由于塔板上的组分要等到影响组分的液相或气相流量稳定较长时间后才能建立平衡。随着塔板上液相蓄存量的增加，组分滞后增加。因此塔板数的增加及回流比的增加，均会造成塔板上液相蓄存量的增加，从而导致组分的滞后也增加。当再沸器加热量的增加而引起V的增加，通过改善气、液接触，可以减少组分的滞后。 （3）回流罐蓄液量和塔釜蓄液量引起的滞后影响由物料平衡关系可知：在F一定的情况下，改变D和B均能引起xB和xD的变化。实际上D的变化是通过F的变化（在回流罐液位不变时）才能影响到塔内的气液平衡，从而控制产品的质量xB和xD。然而，回流罐有一定的蓄液量，从D变化到L的变化会产生滞后。同样B的变化也是通过V的变化（在塔釜液位不变时）才能影响到塔内的气液平衡，从而控制产品的质量xB和xD。塔釜的蓄液量也会使的变化到的变化产生滞后，通常塔釜截面积要比回流罐小得多，所以，由于塔釜蓄液量引起的滞后要比回流罐的蓄液量引起的滞后小。

三、精馏塔质量指标的选取

直接质量指标-产品纯度：测量过程滞后较大，反应慢、分析仪器可靠性差。 间接质量指标-温度：测温点的选取很重要。产用方案有以下几种：温度点的位置顶部馏出液为主要产品，温度检测点放在塔顶，构成精馏段温控系统；塔底产品符合质量要求，温度检测点放在塔底，实施提馏段温控系统。中温控制：把温度检测点放在进料板附近的塔板上。目的是及时发现操作线的移动情况，兼顾塔顶和塔底组分变化。TCLCFCLCFCFBDVQL精馏段温度控制提馏段温度控制TCLCLCFCFCFBDVQLTCLCFCLCFCFBDVQL切割塔的温度控制1、灵敏板的温度控制采用塔顶（或塔底）温度作为间接质量指标时，实际上把温度检测放置在塔顶（或塔底）是极为少数的。而是把温度检测点放在进料板与塔顶（底）之间的灵敏板上。所谓灵敏板，是当塔受到干扰或控制作用时，塔内各板的组分都将发生变化，随之各塔板的温度也将发生变化，当达到新的稳态时，温度变化最大的那块塔板即为灵敏板。灵敏板的位置先根据测算，确定大致位置，然后在它的附近设置多个检测点，从中选择最佳的测量点作为灵敏板。

（2）温差控制 采用压力补偿的温度作为间接质量指标，可以消除微小压力变化对温度的影响。ⅠⅡⅢ

Ⅰ1.1262.8Ⅱ1.1552.8Ⅲ1.1902.8Mpa℃

52646560707580℃塔板序号塔顶产品纯度不变压力变化与各板温度分布精密精馏中，产品纯度高，两组分相对挥发度差值很小，压力引起的温度变化要比成分引起的温度变化大，要考虑温差控制。

选择温差作为被控变量时，需要注意温差给定值合理（不能过大），以及操作工况稳定。温差与产品纯度并非是单值对应关系曲线有最高点M1，在M1点的两侧，温差与浓度之间的关系是反向的，所以温差选得过大，或操作不平稳，均能引起温差失控的现象。ΔTxM1温度检测点的位置，对于塔顶馏出液为主要产品时，一个测温点应放在塔顶（或稍下一些），即温度变化较小的位置；而另一点放在灵敏板附近，即成分和温度变化较大、较灵敏的位置上。

（3）双温差控制

为了克服温差控制中的不足，提出了双温差控制，即分别在精馏段和提馏段上选取温差信号。然后把两个温差信号相减，以这个温差的差作为间接质量指标进行控制。精馏塔TddTT1dTT2dTΔ2T

ΔTxM1M2采用双温差控制后，若由于进料流量波动引起塔压变化对温差的影响，在塔的上、下段同时出现，因而上段温差减去下段温差的差值就消除了压降变化的影响。从国内外应用双温差控制的许多装置来看，在进料流量波动影响下，仍能得到较好的控制效果。温差控制受两个因素的影响：一是进料组分的波动，另一个是因负荷变化而引起塔板的压降变化。前者若使温差减少，则后者当压降增大时，温差反而增加，所以是有矛盾的，在这种情况下就难以控制。4、

精馏塔的基本控制方案

精馏塔的控制目标是使塔顶和塔底的产品满足工艺生产规定的质量要求。为简化讨论，这里仅介绍常见的塔顶和塔底均为液相且没有侧线采出的情况。 对于有两个液相产品的精馏塔来说，质量指标控制可以根据主要产品的采出位置不同分为两种情况：一是主要产品从塔顶馏出时可采用按精馏段质量指标的控制方案；二是主要产品从塔底流出时则可采用按提馏段质量指标的控制方案。(1)当仅需要控制塔的一端产品时，应当选用物料平衡方式来控制该产品的质量(2)塔两端产品流量较小者，应作为操纵变量去控制塔的质量(3)当塔的两端产品均需按质量控制时，一般对含纯产品较少，杂质较多的一端的质量控制选用物料平衡控制，而含纯产品较多，杂质较少的一端的质量控制选用能量平衡控制。当选用塔顶部产品馏出物流量D或塔底采出液量B来作为操纵变量控制产品质量时，称为物料平衡控制；而当选用塔顶部回流L或再沸器加热量Q（V）来作为操纵变量控制产品质量时，称为能量平衡控制。

1、物料平衡控制 FCLCFCLCFCFBDVQL固定回流量L和加热蒸汽量Q（V）系统稳定性强，产品控制力弱

LCFCLCFCFCFBDVQL固定馏出液流量D和加热蒸汽量Q（V）恒定塔顶采出，利于后续设备获得恒定的进料（9-2-14）恒定塔釜采出，利于后续设备获得恒定的进料，用方案3（9-2-15）

一般说来，精馏塔的质量指标只设定一个，分别称为精馏段控制和提馏段控制。能量平衡控制的操纵变量为L或Q（V）；物料平衡控制的操纵变量为D或B。被控变量除了质量指标外，尚有回流罐液位LD、塔釜液位LB。四个操纵变量与三个被控变量进行配对，将富裕出一个操纵变量，这个操纵变量往往采用本身流量恒定。它们经配对后，较为常用的基本方案有四种。精馏段温度控制-固定加热蒸汽量LCFCLCTCFCFBDVQL精馏段物料平衡控制方案：操作平稳，可保证塔顶采出合格，可全回流操作精馏段温度控制-固定加热蒸汽量TCLCFCLCFCFBDVQL精馏段能量平衡控制方案：操作滞后小，反应迅速，消除扰动，保证塔顶产品质量提馏段温度控制-固定回流量TCLCLCFCFCFBDVQL塔底采出量较低时操作稳定，塔底产物不合格时可切断采出；滞后大，液位控制难。提馏段温度控制-固定回流量LCTCLCFCFCFBDVQL反应迅速，抗干扰能力强 物料平衡控制与能量平衡控制的比较回流比较高时，顶部产品量相对塔内气相和液相流量相比较小，宜采用物料平衡控制，同理，当塔底产品量较小时，也采用物料平衡控制。采用物料平衡控制，具有对再沸器加热量和进料热焓等能量扰动不灵敏的优点。使塔的抗干扰能力增加，减少这些能量扰动对塔内部能量关系的影响。在对进料流量等扰动设置前馈控制系统时，采用物料平衡控制的方案，可以方便的按照物料平衡和能量关系式建立静态前馈模型。采用物料平衡控制，当产品不合格时，可自动关闭出料阀（即全回流状态），自动切断产品流出。物料平衡控制的响应比较缓慢，特别当回流罐较大时。一种改进的方案如下图所示

1.串级控制系统TCLCFC提馏段温度串级控制精馏段温度串级控制LCFCTC串级、均匀、比值、前馈等控制系统在精馏塔中的应用（2）均匀控制系统（3）比值控制系统FYLCFC精馏塔中的前馈控制（4）前馈控制系统在精馏操作中，除了上述控制系统外，选择性控制也常用于约束条件的控制，以及完成自动开停车。此外还有其它一些的复杂控制系统，诸如内回流控制、热焓控制等。（1）常压塔（2）加压塔①气相采出PC精馏段气相出料压力控制精馏塔塔压的控制②液相出料PCPCPC(a)(b)(c)a)液相出料馏出物中含有微量不凝物b)液相出料馏出物中含有大量不凝物PCPCc)液相出料馏出物中含有微量不凝物PCPC抽真空PC抽真空精馏塔真空度控制抽气管路上节流控制精馏塔真空度控制控制旁路吸入气量空气惰性气体减压塔随着控制技术的不断发展，新型控制方案、控制算法不断出现，自动化控制技术工具也有了飞速的发展，尤其是计算机在工业过程中的应用愈益广泛，使得在静馏过程的控制中新的控制方案层出不穷，控制系统的品质指标越来越高，保证塔的平稳操作，以及满足工艺提出的各种新要求。精馏塔的新型控制方案解耦控制TC1TC2两端质量指标控制精馏塔的节能控制

精馏塔的节能控制，首要的是把过于保守的过分离操作，转变为严格控制产品质量的“卡边”生产，但这必须有合适的自控方案来保证塔的抗干扰能力，稳定塔的正常操作。同时，也可对工艺进行必要的改进，配置相应的控制系统，充分利用精馏操作中的能量，降低能耗。①塔压浮动的目的 所谓塔压浮动，即在可能的条件下，把塔压尽量降低，有利于能量节省。具体地说，塔压下降，从两个方面分析可以降低能耗。a）降低操作压力，将增加组分间的相对挥发度，这样组分分离容易，使再沸器的加热量下降，节省能量。b）降低操作压力，使整个精馏系统的汽液平衡温度下降，提高了再沸器两侧传热温差，再沸器在消耗同样热剂的情况下，加热能力增大了。（1）浮动塔压控制方案②塔压浮动的条件a.质量指标的选取必须适应塔压浮动的需要。b.塔压降低的限度受冷凝器最大冷却能力的制约。c.塔压浮动而不能出现突变。③塔压浮动控制的实施VPCPC阀位极限值PC恒压塔的控制方案浮动塔压的控制方案节能的提馏段温度控制T1CLCT2CVPC燃料油从化学热力学观点选取节能方案第四节流体输送设备的控制物料流和能量流都被称为流体，用于输送流体和提高流体压头的机械设备称为流体输送设备，其中输送液体并提高压力的机械称为泵，而输送气体并提高压力的机械称为风机和压缩机。流体输送设备的任务是输送流体，在工艺生产过程中，对流体输送设备的控制，实质是实现物料平衡的流量、压力控制，以及为保护输送设备安全的控制。流量控制系统的主要扰动是压力和阻力的变化，特别是同一台泵分送几支并联管道的场合，控制阀上游压力的变动更为显著，有时必须采用适当的稳压措施。至于阻力的变化，例如管道积垢的效应等等，往往是比较迟缓的。一、泵的控制(一)离心泵的控制 离心泵是使用最广的液体输送机械。泵的压头H和流量Q及转速n间的关系，称为泵的特性：

H=k1n2-k2Q2式中k1、k2为比例系数。特性曲线如图。离心泵的特性曲线aa’—最高效率工作点轨迹n1>n2>n3>n4

当离心泵装在管路系统时，泵所提供的流量与压头，应与管路所需的流量与压头相一致。如图所示，泵的出口压力必须与以下压头与阻力相平衡：

(1)将液体提升到一定高度所需的压头，即升扬高度hL，该项恒定；(2)管路两端静压差相应的压头hP，等于(p2-p1)/r，其值也较为平稳；(3)管路摩擦损耗的压头hf，这项与流量的平方几乎成比例；(4)控制阀两端的压头hV，在阀门的开启度一定时，也与流量的平方值成比例，同时还取决于阀门的开启度。管路特性称HL=hL+hP+hf+hV和Q的关系为管路特性。管路特性 当系统达到平衡状态时，泵的压头H必然等于HL，这是建立平衡的条件。从特性曲线上看，工作点C必然是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。工作点C的流量应符合预定要求，它可以通过以下方案来控制。离心泵管路特性与系统平衡的建立1、改变控制阀开启度，直接节流 简便易行，缺点是在流量小的情况下，总的机械效率较低。所以这种方案不宜使用在排出量低于正常值30%的场合。

(a)流量特性(b)控制方案直接节流2、改变泵的转速 这种控制方案中，在液体输送管线上不需要装设控制阀，因此不存在项的阻力损耗，相对说机械效率较高，所以在大功率的重要泵装置中，有逐渐扩大采用的趋势。但要具体实现这种方案，都比较复杂，所需设备费用亦高一些。FC3、旁路控制用改变旁路阀开启度的方法，来控制实际排出量。方案简单，而且控制阀口径比较小。对旁路的那部分液体来说，由泵供给的能量完全消耗于控制阀，因此总的机械效率较低。(二)容积式泵的控制 容积式泵有两类：一类是往复泵，包括活塞式、柱塞式等；另一类是直接位移旋转式，包括椭圆齿轮泵、螺杆式等。由于这类泵的共同特点是泵的运动部件与机壳之间的空隙很小，液体不能在缝隙中流动，所以泵的排出量与管路系统无关。往复泵只取决于单位时间内的往复次数及冲程的大小，而旋转泵仅取决于转速。往复泵的特性曲线往复泵的控制方案⑴改变原动机的转速。与离心泵的调转速相同。⑵改变往复泵的冲程，在多数情况下，这种控制冲程方法机构复杂，且有一定难度，只有在一些计量泵等特殊往复泵上才考虑使用。⑶通过旁路控制。其方案与离心泵相同，是最简单易行的控制方式。⑷利用旁路阀控制，稳定压力，再利用节流阀来控制流量，压力控制器可选用自力式控制器。往复泵出口压力和流量控制二、压缩机的控制 压缩机是指输送压力较高的气体机械，一般产生高于300kPa的压力。压缩机分为离心式和往复式两大类。(一)往复式压缩机的控制 往复式压缩机适用于流量小，压缩比高的场合。常用的控制方案有：汽缸余隙控制；顶开阀控制(吸入管线上的控制)；旁路回流量控制；转速控制等。 这些控制方案有时是同时使用的。(二)离心式压缩机的控制离心式压缩机优点很多，但在大容量机组中，必须很好的解决喘振等问题。离心式压缩机通常有下列控制系统：(1)气量控制系统(即负荷控制系统)；(2)入口压力控制；(3)防喘振控制系统；(4)各段吸入温度及分离器的液位控制；(5)密封油、润滑油、调速油的控制系统；