基于廢水和蒸汽的換熱器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 20:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 溫度的工藝要求。被控控制對(duì)象為物料出口溫度，干擾因素是物料的流量。本設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)如下：測(cè)量范圍：0180℃控制溫度：140177。2℃ 最大偏差：5℃； 系統(tǒng)方案論證影響一個(gè)生產(chǎn)過程正常操作的因素很多，但并非對(duì)所有影響因素都要進(jìn)行控制。被控參數(shù)是一個(gè)輸出參數(shù)，應(yīng)為獨(dú)立變量，與輸入量之間應(yīng)有單值函數(shù)關(guān)系。對(duì)于換熱器過程控制系統(tǒng)，人們最關(guān)心的是對(duì)換熱器中介質(zhì)即冷流體的溫度和壓力的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)，而在這兩項(xiàng)當(dāng)中，溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)又處于首位。因?yàn)槌隹谒疁刂苯佑绊懏a(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、效率及安全性，即本系統(tǒng)把換熱器出口水溫作為被控參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并通過查閱資料，有兩種方案可以實(shí)現(xiàn)換熱器溫度控制系統(tǒng)。方案一：選擇分程控制系統(tǒng)。選擇出口物料溫度作為被控參數(shù)，蒸汽和熱水作為控制參數(shù)。選用兩個(gè)閥門分別控制熱水和蒸汽的流量，利用溫度傳感器將物料出口溫度檢測(cè)傳給溫度控制器，然后通過溫度控制器控制兩個(gè)閥門的開關(guān)動(dòng)作從而完成對(duì)物料的加熱。物料的出口溫度有溫度控制器監(jiān)控，通過電氣轉(zhuǎn)換器傳給閥門氣壓信號(hào)，控制閥門的開度，從而將物料出口溫度控制在規(guī)定的數(shù)值。其工藝流程圖如 所示。本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3TC TT熱水 蒸汽A B冷物料圖 分程控制系統(tǒng)流程圖方案二：選擇性控制系統(tǒng)。出口溫度作為被控參數(shù)，在運(yùn)行過程中，蒸汽和熱水選用隨出口溫度的變化而變化。正常情況下，選擇熱水來進(jìn)行加熱，一旦出口溫度達(dá)不到要求，選用蒸汽加熱。其工藝流程圖如 所示。TCTT熱水 蒸汽A B熱物料熱物料熱物料冷物料圖 選擇性控制系統(tǒng)流程圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 確定設(shè)計(jì)方案經(jīng)過對(duì)比可以看到，選擇控制系統(tǒng)只能在熱水和蒸汽中選擇一個(gè)作為加熱介質(zhì)，無法滿足蒸汽熱水同時(shí)加熱。相反分程控制系統(tǒng)可以滿足要求，因此本設(shè)計(jì)選擇使用分程控制系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，溫度控制器采用反作用方式，蒸汽閥、熱水閥都采用氣開形式。在正常情況下，控制器輸出信號(hào)在一定范圍內(nèi)，熱水閥工作，蒸汽閥關(guān)閉，以節(jié)省蒸汽。當(dāng)換熱器受擾動(dòng)使出口溫度下降時(shí)，溫度控制器輸出信號(hào)增加，熱水閥全開仍無法穩(wěn)定出口溫度時(shí)，蒸汽閥開始打開，以滿足被加熱物料所需的熱量，確保出口溫度溫度。反應(yīng)開始前，溫度測(cè)量值小于設(shè)定值，調(diào)節(jié)器輸出氣壓小于 ，熱水閥打開，對(duì)物料加熱。反映開始后，物料出口溫度不斷增加，由于調(diào)節(jié)器的正作用，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出氣壓大于 而出口溫度尚未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，蒸汽閥打開，同時(shí)對(duì)冷物料加熱。設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如下所示。出口溫度熱水閥蒸汽閥變送器圖 分程控制系統(tǒng)框圖控制器本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5第 3 章 各種儀表的設(shè)計(jì)選擇 變送器的選擇設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求測(cè)溫范圍為 0~180℃ ，可以采用熱電偶或熱電阻溫度變送器。經(jīng)過查閱資料，適合的有 PT100 熱電阻溫度變送器和 T 型熱電偶變送器。T 型熱電偶儀表上最大可設(shè)溫度范圍為200℃～400℃，熱電阻 PT100 的可用溫度范圍為200℃～ +200℃。PT100 范圍比較接近，精度比 T 型熱電偶要高，而且熱電阻感溫接觸面積大，熱電偶感溫處只是一個(gè)點(diǎn)，因而 PT100 的準(zhǔn)確性要高。綜上選擇PT100 溫度變送器 ，型號(hào)為 LMPT100。該變送器具體參數(shù)如下，實(shí)物圖如圖 所示。采集溫度范圍為－200℃～+200℃顯示精度 ℃綜合精度 ℃輸出信號(hào)：1~5V 圖 LMPT100 傳感器本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 執(zhí)行器的選擇設(shè)計(jì)執(zhí)行器是控制系統(tǒng)的終端控制元件，是重要的環(huán)節(jié)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在常用的執(zhí)行器中約占 85%以上。調(diào)節(jié)閥按調(diào)節(jié)儀表的控制信號(hào)，直接調(diào)節(jié)流體的流量，在控制系統(tǒng)中起著十分重要的作用。調(diào)節(jié)閥的選型按照工藝和自控專業(yè)提出的各項(xiàng)要求進(jìn)行。在選型中主要
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