過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表---第10章_典型過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-16 12:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 燃燒最經(jīng)濟(jì)，熱效率最高。 根據(jù)以上分析可知，只要在圖 10－ 6的控制方案上對(duì)進(jìn)風(fēng)量用煙氣含氧量加以校正，就可構(gòu)成如圖 10－ 8所示的煙氣含氧量的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 圖 10－ 8 煙氣含氧量的閉環(huán)控制系統(tǒng) 要使不同負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的鍋爐總是處于最佳燃燒狀態(tài)，則煙氣含氧量的最優(yōu)值還需隨之變化，這就需要對(duì)圖 10－ 8的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)一步加以改進(jìn)。 蒸汽流量與煙氣中最優(yōu)含氧量之間呈一非線性曲線關(guān)系，在實(shí)際使用時(shí)可用圖 10－ 9所示的折線來(lái)近似。 由圖 10－9可知，當(dāng)負(fù)荷下降時(shí)，煙氣中最優(yōu)含氧量增大，也即意味著過(guò)?？諝饬吭龃?，反之亦然 。 圖 10－ 9 蒸汽流量與最優(yōu)含氧量近似關(guān)系 在圖 10－ 8所示的閉環(huán)控制系統(tǒng)中增加一折線函數(shù)發(fā)生器，對(duì)空氣過(guò)剩量進(jìn)行修正，構(gòu)成如圖 10－ 10所示的最佳煙氣含氧量鍋爐燃燒控制系統(tǒng)。 圖 10－ 10 最佳煙氣含氧量的鍋爐燃燒控制系統(tǒng) 在該系統(tǒng)中，當(dāng)蒸汽流量變化時(shí)，其變化的信號(hào)經(jīng)函數(shù)發(fā)生器改變含氧量成分調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，然后再由含氧量成分調(diào)節(jié)器校正過(guò)?？諝饬浚瑰仩t燃燒過(guò)程在不同負(fù)荷下，始終處于最佳過(guò)剩空氣量的狀態(tài)。 4．爐膛負(fù)壓控制與安全保護(hù)控制方案 圖 10－ 11所示為鍋爐燃燒過(guò)程爐膛負(fù)壓及安全保護(hù)控制系統(tǒng)。由圖可知，該控制系統(tǒng)又由三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。 （ 1）爐膛負(fù)壓控制：一般可通過(guò)控制引風(fēng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （ 2）防 “ 脫火 ”控制：通?？梢圆捎米詣?dòng)選擇性控制方案。 （ 3）防“回火”控制：是一個(gè)連鎖保護(hù)控制系統(tǒng)。 圖 10－ 11 爐膛負(fù)壓控制與安全保護(hù)控制系統(tǒng) 精餾塔的過(guò)程控制 精餾過(guò)程的 目的 是利用混合液中各組分揮發(fā)度的不同，將各組分進(jìn)行分離以達(dá)到規(guī)定的純度。 精餾塔的控制目標(biāo)及變量分析 1．控制目標(biāo) 精餾塔的控制目標(biāo)通常表現(xiàn)在 產(chǎn)品質(zhì)量 、 產(chǎn)品產(chǎn)量 及 能量消耗 三個(gè)方面。 （ 1） 產(chǎn)品質(zhì)量 精餾操作的目的是將混合液中各組分分離為產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量必須符合規(guī)定的要求。 （ 2） 產(chǎn)品產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益 任何產(chǎn)品都要求在確保質(zhì)量的前提下，盡可能提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和降低成本、最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益 。 2．變量分析 圖 10－ 12 精餾塔的進(jìn)、出料流程圖 （ 1）不可控干擾：進(jìn)料流量及進(jìn)料成分的變化是精餾過(guò)程中的主要干擾量。其它干擾如進(jìn)料溫度、進(jìn)料熱焓等，可以通過(guò)各自的控制系統(tǒng)使它們保持相對(duì)穩(wěn)定。 （ 2）被控量與控制量：在精餾塔控制中，控制變量與被控變量之間的配對(duì)關(guān)系共有 24種選擇。 （ 3）變量配對(duì)原則：在變量配對(duì)時(shí)首先要解決產(chǎn)品成分的變量配對(duì)問(wèn)題。 精餾塔的控制方案 1．一端產(chǎn)品質(zhì)量控制 所謂一端產(chǎn)品質(zhì)量控制，是指塔頂產(chǎn)品或塔底產(chǎn)品要達(dá)到規(guī)定的純度，而對(duì)另一端的產(chǎn)品純度只要保持在一定范圍內(nèi)即可。它分為塔頂產(chǎn)品成分控制和塔底產(chǎn)品成分控制兩種 （ 1）塔頂產(chǎn)品成分控制 例如，在對(duì)甲醇進(jìn)行分離的精餾塔中，其進(jìn)料為甲醇、甲醛和水的混合液，工藝要求把甲醇分離出來(lái)。因甲醇為輕組分，所以這是一個(gè)塔頂產(chǎn)品成分的控制問(wèn)題。某甲醇分餾的參數(shù)表如表 10－ 1所示。 y 1y 2y水的成分 甲醛成分 = = = 甲醇成分 400 流量 /kg/s 塔底餾出物 塔頂餾出物 進(jìn) 料 y???? y???? y????參 數(shù) 工 況 成 分 根據(jù)變量配對(duì)的要求，通常采用的 控制方案 是：用塔頂產(chǎn)品流量控制塔頂產(chǎn)品成分；用回流量控制回流罐液位；用塔底產(chǎn)品流量控制塔底液位；蒸汽的熱釜（再沸器）進(jìn)行自身流量的控制，如圖 10－ 13所示 選用塔頂產(chǎn)品流量作為控制量。在圖 10－ 13中，調(diào)節(jié)器的輸出均通過(guò)電－氣轉(zhuǎn)換后變成氣壓信號(hào)，經(jīng)氣動(dòng)閥門(mén)定位器進(jìn)行功率放大，進(jìn)而推動(dòng)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 。 圖 10－ 13 塔頂產(chǎn)品成分控制方案 （ 2）塔底產(chǎn)品成分控制 由圖可知，用塔底產(chǎn)品流量控制塔底產(chǎn)品成分，以保證控制質(zhì)量；對(duì)塔頂產(chǎn)品只進(jìn)行流量控制；用回流量控制回流罐液位，用蒸汽量控制塔底液位，使精餾操作能正常進(jìn)行。 圖 10－ 14 塔底產(chǎn)品成分控制方案 2．兩端產(chǎn)品質(zhì)量均需控制 當(dāng)塔頂及塔底產(chǎn)品分別需要滿足一定質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，則需要對(duì)塔的兩端產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)進(jìn)行控制。 在該控制方案中，用回流量控制塔頂產(chǎn)品成分，用塔底流量控制塔底產(chǎn)品成分，其目的是保證兩端產(chǎn)品的控制
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