換熱器出口溫度比值控制系統(tǒng)設計課程設計說明書-wenkub
2023-06-01 12:24:36 本頁面
【正文】 俞金壽 主編 化學工業(yè)出版社 [3]《工業(yè)過程控制工程》 王樹青 主編 化學工業(yè)出版社[4]《控制儀表及裝置》 吳勤勤 主編 化學工業(yè)出版社[5]《過程控制儀表》 徐春山 主編 冶金工業(yè)出版社[6]《過程裝備成套技術設計指南工程》 黃振仁 主編 化學工業(yè)出版社[7]《過程控制裝置》 張永德 主編 化學工業(yè)出版社[8]《化工單元過程及設備課程設計》 匡國柱 主編 化學工業(yè)出版社[9]《化工設備設計設計手冊》（上、下） 朱有庭 主編 化學工業(yè)出版社[10]《工業(yè)過程檢測與控制》 孟華 主編 化學工業(yè)出版社5．設計成果形式及要求：提供課程設計說明書一份，要求內(nèi)容與設計過程相符，且格式要符合規(guī)定要求；系統(tǒng)控制流程圖一份；6．工作計劃及進度：2013年12月30日 2014年1月2日 確定系統(tǒng)整體控制方案以及系統(tǒng)的構成方式，畫出控制流程圖，完成儀表選型，接線圖；2014年 1月3日 1月6日 控制系統(tǒng)方框圖，分析被控對象特性，選擇控制算法；1月7日 1月8日 進行系統(tǒng)仿真，調(diào)節(jié)控制參數(shù)，分析系統(tǒng)性能；1月8日 1月9日 編寫課程設計說明書1月10日 答辯學科管理部審查意見： 簽字： 年 月 日 目 錄一．換熱器工作原理及結構特點 1 1 1二．控制方案的選擇 3 3 被控對象靜態(tài)特性分析 4 被控對象動態(tài)特性分析 6 三．儀表的選型及參數(shù)的確定 11 流量測量儀 11 調(diào)節(jié)器 12 調(diào)節(jié)閥 12四．控制系統(tǒng)的仿真 14 14五．課程設計總結 18六．主要參考文獻 191． 換熱器工作原理及結構特點 換熱器是一種用來進行熱量交換的工藝設備，在工業(yè)生產(chǎn)中應用極為廣泛。1. 確定系統(tǒng)整體控制方案以及系統(tǒng)的構成方式，給出控制流程圖；2. 現(xiàn)場儀表選型，編制有關儀表信息的設計文件；3. 給出控制系統(tǒng)方框圖；4. 分析被控對象特性，選擇控制算法；5. 進行系統(tǒng)仿真，調(diào)節(jié)控制參數(shù)，分析系統(tǒng)性能；6. 寫出設計工作小結。 （2）運用工程的方法，通過一個簡單課題的設計練習，可使學生初步體驗過程控制系統(tǒng)的設計過程、設計要求、完成的工作內(nèi)容和具體的設計方法。（3）培養(yǎng)學生獨立工作能力和創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎知識，解決實際工程技術問題的能力；（4）培養(yǎng)查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力；（5）培養(yǎng)編寫技術報告和編制技術資料的能力。對在完成以上設計過程所進行的有關步驟：如設計思想、指標論證、方案確定、參數(shù)計算、元器件選擇、原理分析等作出說明，并對所完成的設計作出評價，對自己整個設計工作中經(jīng)驗教訓，總結收獲。它的作用是通過熱流體加熱冷流體，使工作介質(zhì)達到生產(chǎn)工藝所規(guī)定的溫度要求，以利于生產(chǎn)過程的順利進行，同時避免生產(chǎn)過程中的浪費，以節(jié)約能源。換熱器的分類比較廣泛：反應釜 壓力容器 冷凝器 反應鍋 螺旋板式換熱器 波紋管換熱器 列管換熱器 板式換熱器 螺旋板換熱器 管殼式換熱器 容積式換熱器 浮頭式換熱器 管式換熱器 熱管換熱器 汽水換熱器 換熱機組 石墨換熱器 空氣換熱器 鈦換熱器 換熱設備，要求制造換熱器的材料具有抗強腐蝕性能。通常它兩側(cè)的介質(zhì)(工藝介質(zhì)和載熱體)在換熱過程中均無相變。1) 控制載熱體流量這個方案的控制流程如圖2。若由于某種原因使降低，控制器 TC 將使控制閥門增大，載熱體流 量增加，傳遞的熱量增加，這就必然導致冷熱流體平均溫差升高，從而使工藝介質(zhì) 的出口溫度增加。當載熱體流量已經(jīng)變得很大， 較小時，進入飽和區(qū)控制就很遲迍，此時不宜采用此方案。3) 工藝介質(zhì)的旁路控制當工藝介質(zhì)的流量允許變化，而且換熱器的傳熱面有富余時，可將工藝介質(zhì)的一部分經(jīng)換熱器，其余部分由旁路直接流到出口處，然后將兩者混合起來控制溫度。但需注意的是換熱器必須有較大余量的傳熱面積，且載熱體一直處于最大流量，因此在通過換熱器的被加熱 介質(zhì)流量較小時就不太經(jīng)濟。如果被加熱物料出口溫度高于給定值，說明傳熱量過大，可將 冷凝液控制閥關小，冷凝液就會積累起來，減少了有效的蒸汽冷凝面積，從而使傳熱量減 少，工藝介質(zhì)出口溫度就會降低。【3】自動控制原理傳遞函數(shù)部分對象的靜態(tài)特性就是要確定之間的函數(shù)關系。式中的下標處 1 為載熱體；2 為冷流體；為入口；為出口。其中各通道的靜態(tài)放大倍數(shù)均可由此式推出：(l)熱流體入口溫度對出口溫度的影響，即通道的靜態(tài)放大倍數(shù)。（3）熱流體流量對其出口溫度的影響，即通道的靜態(tài)放大倍數(shù)，通過對式（15）進行求導，求取靜態(tài)放大倍數(shù)為: （19）由上式（19）可見，通道的靜態(tài)特性是一個非線性關系。同樣可通過對式(15)求導，其結果與式（19）相似，兩者為一復雜的非線性關系。分布參數(shù)對象中輸出(即被控變量)既
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