基于廢水和蒸汽的換熱器溫度控制系統(tǒng)設計(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。被控控制對象為物料出口溫度，干擾因素是物料的流量。本設計的主要技術參數(shù)如下：測量范圍：0180℃控制溫度：140177。2℃ 最大偏差：5℃； 系統(tǒng)方案論證影響一個生產(chǎn)過程正常操作的因素很多，但并非對所有影響因素都要進行控制。被控參數(shù)是一個輸出參數(shù)，應為獨立變量，與輸入量之間應有單值函數(shù)關系。對于換熱器過程控制系統(tǒng)，人們最關心的是對換熱器中介質(zhì)即冷流體的溫度和壓力的自動控制與調(diào)節(jié)，而在這兩項當中，溫度的自動調(diào)節(jié)又處于首位。因為出口水溫直接影響產(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)設計要求并通過查閱資料，有兩種方案可以實現(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傳給溫度控制器，然后通過溫度控制器控制兩個閥門的開關動作從而完成對物料的加熱。物料的出口溫度有溫度控制器監(jiān)控，通過電氣轉換器傳給閥門氣壓信號，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。本科生課程設計（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，選擇熱水來進行加熱，一旦出口溫度達不到要求，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計（論文） 4 確定設計方案經(jīng)過對比可以看到，選擇控制系統(tǒng)只能在熱水和蒸汽中選擇一個作為加熱介質(zhì)，無法滿足蒸汽熱水同時加熱。相反分程控制系統(tǒng)可以滿足要求，因此本設計選擇使用分程控制系統(tǒng)。在這個系統(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，控制器輸出信號在一定范圍內(nèi)，熱水閥工作，蒸汽閥關閉，以節(jié)省蒸汽。當換熱器受擾動使出口溫度下降時，溫度控制器輸出信號增加，熱水閥全開仍無法穩(wěn)定出口溫度時，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。反應開始前，溫度測量值小于設定值，調(diào)節(jié)器輸出氣壓小于 ，熱水閥打開，對物料加熱。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，當調(diào)節(jié)器輸出氣壓大于 而出口溫度尚未達到設定值時，蒸汽閥打開，同時對冷物料加熱。設計該系統(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計（論文） 5第 3 章 各種儀表的設計選擇 變送器的選擇設計本設計要求測溫范圍為 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點，因而 PT100 的準確性要高。綜上選擇PT100 溫度變送器 ，型號為 LMPT100。該變送器具體參數(shù)如下，實物圖如圖 所示。采集溫度范圍為－200℃～+200℃顯示精度 ℃綜合精度 ℃輸出信號：1~5V 圖 LMPT100 傳感器本科生課程設計（論文） 6 執(zhí)行器的選擇設計執(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，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)提出的各項要求進行。在選型中主要
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