【正文】 c)角形控制閥 d)套筒控制閥 1閥桿； 2上閥蓋； 3填料； 4閥芯； 5閥座； 6閥體 部分控制閥結(jié)構(gòu) 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥結(jié)構(gòu)形式特點及適用場所 直通單座閥 結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，泄漏小，但受流體沖擊不平衡力大。 28 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 經(jīng)驗法： 按控制對象選擇流量特性 29 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥流量特性選擇注意事項 ?應(yīng)根據(jù)主要干擾的變化來選擇閥門特性； ?當對象特性可用圖形表示時，用圖解法選；而當特性可用解析式表示時用解析法選 【 注意對象特性必須是增量化前的方程 】 ； ?要求高時，應(yīng)從動態(tài)角度考慮與分析； ?控制閥流量特性的選擇是使系統(tǒng)總的幅頻與相頻特性恒定，為此亦可通過選擇控制器或檢測變送環(huán)節(jié)特性滿足此要求。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 1)數(shù)學(xué)分析法 根據(jù)對象特性選取合適的控制閥流量特性 2)經(jīng)驗法 (工程上多采用 ) 根據(jù)被控對象、控制參數(shù)，按照經(jīng)驗選取流量特性。 15 選擇快速反應(yīng)的測量元件，以減小時間常數(shù) 選擇合適的測量點，以減小純滯后 使用微分單元，以克服容量滯后 蒸汽 被控 介質(zhì) t TT t TT 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥的選擇 問題： 干擾 (設(shè)定值、負荷或其它因素變化 )的存在會破壞系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)，那么用什么辦法來克服擾動的影響 ?【 請根據(jù)系統(tǒng)框圖回答 】 16 SP 控制閥 GV(s) 檢測與變送器 Gm(s) PV 對象 GP(s) 控制器 GC(s) 單回路控制系統(tǒng) 擾動 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥選擇內(nèi)容 ?流量特性 (實際上就是選線性還是對數(shù)特性，因為拋物線特性閥通常用的很少，而蝶閥當導(dǎo)通角為 070o時近似為對數(shù)特性 ) ； ?結(jié)構(gòu)形式 ； ?開閉形式 ； ?口徑計算 。 一般說來不宜選擇生產(chǎn)負荷作為控制變量 11 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 例 1： 蒸汽 被控 介質(zhì) t TT 例 2： 加熱爐用燃料油加熱 400度，設(shè)計溫度控制系統(tǒng)。 操縱量的選擇 操縱量是克服擾動影響、使系統(tǒng)重新恢復(fù)平穩(wěn)運行的積極因素，應(yīng)該遵循快速、有效地克服干擾的原則去選擇操縱量。 當無法獲得直接指標信號 ， 或其測量和變送環(huán)節(jié)滯后很大時 ， 可選擇與直接指標有單值對應(yīng)關(guān)系的間接指標作為被控變量 。 ? ? ? ? ?閥 前 壓 力 進 水 流 量 液 位? ? ?蒸 汽 需 要 量 液 位(2)擾動分析： 5 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 L y eL?? ?? ??? ?? ?閥開度 u LT LC 蒸汽 汽包 省煤器 給水 ?控制器正、反作用 控制器應(yīng)選正作用 ?控制器過程分析 L y e u L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?閥開度正作用控制器 氣關(guān)閥 (3) 調(diào)節(jié)過程分析： 應(yīng)選氣關(guān)閥 ?控制閥選擇： 6 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 被控量和操縱量的選擇 被控量的選擇 7 對生產(chǎn)安全、質(zhì)量、產(chǎn)量具有決定作用的“關(guān)鍵”的工藝參數(shù) 在生產(chǎn)現(xiàn)場，絕大多數(shù)為直接指標控制 被控變量的選擇： 分兩種情況 直接可測量 直接不可測 直接指標控制 間接指標控制 控制系統(tǒng)的設(shè)計目標 : 使生產(chǎn)過程自動按照預(yù)定的目標進行 TC 載熱體 如：蒸汽 被加熱 介質(zhì) 換熱器 T TT 給定值 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 工藝上的質(zhì)量指標： 加熱爐 的被控變量選擇 經(jīng)工藝分析，塔頂組份 XD與溫度TD、壓力 P存在對應(yīng)關(guān)系 塔頂（底）餾出物的組份 這些組份往往不能“直接”測量 找一個與組份有關(guān)的變量進行控制 ( , )DDX f T P?直接指標控制難以實現(xiàn)時選擇間接指標控制。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 被控變量選擇原則 9 有代表性： 通常都是比較主要的工藝參數(shù) 。 靈敏度高： 被控變量應(yīng)能被測量 ， 并具有足夠大的靈敏度 。 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 操縱量的選擇原則 ?控制變量應(yīng)是可控的，即工藝上允許調(diào)節(jié)。 燃料油成分 不可控 煙筒抽力 不可控 原油流量 不可控 燃料油流量 可控 原油溫度 可控 爐膛煙氣溫度 可控 燃料油霧化 不可控 …… 影響加熱爐出口溫度的各種輸入因素 通道太長 時間常數(shù)大 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 檢測及變送環(huán)節(jié)的考慮 檢測及變送環(huán)節(jié)任務(wù)、作用及要求 – 任務(wù) : 對被控量進行正確測量，并將其轉(zhuǎn)換為標準信號。 17 ZXP(ZJHP)型新系列 氣動薄膜直通單座閥 ZAZN型電動雙座閥 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 選擇 原則 系統(tǒng)穩(wěn)定運行準則 使在生產(chǎn)負荷變動情況下，已整定的 控制器的參數(shù)值不需改變 ，而控制系統(tǒng)仍能保持預(yù)定的品質(zhì)指標。按經(jīng)驗法選擇流量特性時： ?需要考慮工藝配管情況 。如節(jié)流裝置測流量，配開方器，用線性控制閥；如不加開方器，從靜態(tài)考慮要選快開特性，實際選線性。適用于小口徑 Dg≤25mm 的場合。 隔膜閥 用于強腐蝕性粘度高帶懸浮物或帶纖維的介質(zhì)，但不耐高溫和高壓。 33 正 正 反 反 p0 p0 正 反 反 正 p0 p0 氣關(guān)閥 氣開閥 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 控制閥開閉選擇之安全原則 控制閥開閉形式的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮，一般在控制閥氣 /電源中斷時，應(yīng)切斷進入被控設(shè)備的原料或熱源，停止向設(shè)備外輸出產(chǎn)品： ?進料 /出料閥 (控制原料 /熱源 ) ? 氣開； ?回流閥 (如精餾罐回流 ) ? 氣關(guān) ?串級控制時如閥的開閉形式可任選，為使主控與串級切換方便，選 KV與主對象放大系數(shù)符號相同的 (氣開時 KV為正，氣關(guān)為負 )。 【 流通能力定義 】 在給定的行程下，當閥兩端壓差為 100kPa，流體密度為 1g/cm3時，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體流量 (以 m3/h表示 )。 選用閥門 C值應(yīng)使Cvc/C在 ~ ， 即按常用流量乘以 4~ 。 ③判別工況是阻塞流還是非阻塞流，如為阻塞流工況，且流量較大，則應(yīng)進行噪聲預(yù)估計算，如為非阻塞流，一般可不進行噪聲預(yù)估計算。 38 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 例：某一蒸汽加熱器 ， 飽和水蒸氣的正常用量是 450kg/h， 蒸汽閥前壓力為 ， 閥后設(shè)計壓力為 ?？刂瀑|(zhì)量要求不高，容許振蕩 對象容量大，負荷變動小，純滯后小。控制質(zhì)量要求高 40 控制器的控制律及作用方式選擇 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院 熱工過程控制工程 劉玉長 方式 的選擇 41 正作用： 當設(shè)定值不變，測量值增加時控制器輸出也增加；或者當測量值不變，設(shè)定值減少時控制器輸出增加。 ”)*(對象 “ 177。 ”)*(對象 “ 177。 調(diào)節(jié)閥是 氣關(guān)式 當液位升高，調(diào)節(jié)閥開度增大，由于所選取的是氣關(guān)調(diào)節(jié)閥