典型化工单元的控制案例-流体输送设备的控制（工业仪表自动化）

离心泵的控制方案CONTENTS控制泵出口阀门开度01.控制泵的转速02.控制泵的出口旁路03.PART01控制泵出口阀门开度控制泵出口阀门开度01离心泵是最常见的液体输送设备，它的压头是由旋转翼轮作用于液体的离心力而产生的，转速愈高，则离心力愈大，压头也愈高。离心泵流量控制的目的是要将泵的排出流量恒定于某一给定的数值上。流量控制在化工厂中是常见的，例如进入化学反应器的原料量需要维持恒定，精馏塔的进料量或回流量需要维持恒定等。离心泵的流量控制大体有三种方法。控制泵的出口阀门开度01当干扰作用使被控变量（流量）发生变化偏离给定值时，控制器发出控制信号，阀门动作，控制结果使流量回到给定值。图1改变泵出口阻力调流量控制泵的出口阀门开度01在一定转速下，离心泵的排出量Q与泵产生的压头H有一定的对应关系。A称为泵的流量特性曲线。1，2，3称为管路特性曲线。该方案简单可行，应用最广泛，但是总的机械效率较低，对于大功率的泵，损耗的功率就相当大，因此是不经济的。控制阀一般应该安装在泵的出口管线上，而不应该安装在泵的吸入管线上。图2泵的流量特性曲线与管路特性曲线PART02控制泵的转速控制泵的转速02图3中曲线1、2、3表示转速分别为n1、n2、n3时的流量特性，且有n1＞n2＞n3。B为管路特性曲线。该方案从能量消耗的角度来衡量最为经济，机械效率较高，但调速机构一般较复杂，所以多用在蒸汽透平驱动离心泵的场合，此时仅需控制蒸汽量即可控制转速。图3改变泵的转速调流量PART03控制泵的出口旁路控制泵的出口旁路02将泵的部分排出量重新送回到吸入管路，用改变旁路阀开启度的方法来控制泵的实际排出量。控制阀装在旁路上，压差大，流量小，因此控制阀的通径可以选得比装在出口管道上的小得多。

图4改变旁路阀调流量该方案不经济，因为旁路阀消耗一部分高压液体能量，使总的机械效率降低，故很少采用。控制泵出口的阀门开度的方案，应用最广泛。控制泵的转速的方案，最经济，但调速机械较复杂。控制泵的出口旁路的方案不经济，很少采用。小结1、如何进行离心泵的流量控制？思考题压缩机的控制方案CONTENTS直接控制流量01.控制旁路流量02.控制转速03.PART01直接控制流量直接控制流量01按其作用原理不同可分为离心式和往复式两大类；按进、出口压力高低的差别，可分为真空泵、鼓风机、压缩机等类型。压缩机的控制方案和泵的控制方案有许多相似之处，被控变量同样是流量或压力，控制方案有三种。直接控制流量01对于低压的离心式鼓风机，可在其出口直接用控制阀控制流量。由于管径较大，执行器可采用蝶阀。其余情况下，为了防止出口压力过高，通常在入口端控制流量。因为气体的可压缩性，所以这种方案对于往复式压缩机也是适用的。图1分程控制方案图2分程阀的特性PART02控制旁路流量控制旁路流量01对于压缩比很高的多段压缩机，从出口直接旁路回到入口是不适宜的。这样控制阀前后压差太大，功率损耗太大。可以在中间某段安装控制阀，使其回到入口端，用一只控制阀可满足一定工作范围的需要。图3控制压缩机旁路方案PART03调节转速调节转速02压缩机的流量控制可以通过调节原动机的转速来达到，这种方案效率最高，节能最好。问题在于调速机构一般比较复杂，没有前两种方法简便。可在压缩机出口直接控制流量或采用