過程控制與自動化儀表---第10章_典型過程控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-16 12:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 燃燒最經(jīng)濟，熱效率最高。 根據(jù)以上分析可知，只要在圖 10－ 6的控制方案上對進風(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) 要使不同負荷運行時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，這就需要對圖 10－ 8的閉環(huán)控制系統(tǒng)進一步加以改進。 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，在實際使用時可用圖 10－ 9所示的折線來近似。 由圖 10－9可知，當負荷下降時，煙氣中最優(yōu)含氧量增大，也即意味著過?？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，對空氣過剩量進行修正，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，當蒸汽流量變化時，其變化的信號經(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?？諝饬?，使鍋爐燃燒過程在不同負荷下，始終處于最佳過?？諝饬康臓顟B(tài)。 4．爐膛負壓控制與安全保護控制方案 圖 10－ 11所示為鍋爐燃燒過程爐膛負壓及安全保護控制系統(tǒng)。由圖可知，該控制系統(tǒng)又由三個子系統(tǒng)構(gòu)成。 （ 1）爐膛負壓控制：一般可通過控制引風(fēng)量來實現(xiàn)。 （ 2）防 “ 脫火 ”控制：通常可以采用自動選擇性控制方案。 （ 3）防“回火”控制：是一個連鎖保護控制系統(tǒng)。 圖 10－ 11 爐膛負壓控制與安全保護控制系統(tǒng) 精餾塔的過程控制 精餾過程的 目的 是利用混合液中各組分揮發(fā)度的不同，將各組分進行分離以達到規(guī)定的純度。 精餾塔的控制目標及變量分析 1．控制目標 精餾塔的控制目標通常表現(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)濟效益 。 2．變量分析 圖 10－ 12 精餾塔的進、出料流程圖 （ 1）不可控干擾：進料流量及進料成分的變化是精餾過程中的主要干擾量。其它干擾如進料溫度、進料熱焓等，可以通過各自的控制系統(tǒng)使它們保持相對穩(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關(guān)系共有 24種選擇。 （ 3）變量配對原則：在變量配對時首先要解決產(chǎn)品成分的變量配對問題。 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)品要達到規(guī)定的純度，而對另一端的產(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，在對甲醇進行分離的精餾塔中，其進料為甲醇、甲醛和水的混合液，工藝要求把甲醇分離出來。因甲醇為輕組分，所以這是一個塔頂產(chǎn)品成分的控制問題。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 料 y???? y???? y????參 數(shù) 工 況 成 分 根據(jù)變量配對的要求，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)器的輸出均通過電－氣轉(zhuǎn)換后變成氣壓信號，經(jīng)氣動閥門定位器進行功率放大，進而推動氣動薄膜調(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；對塔頂產(chǎn)品只進行流量控制；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 當塔頂及塔底產(chǎn)品分別需要滿足一定質(zhì)量指標時，則需要對塔的兩端產(chǎn)品質(zhì)量同時進行控制。 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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