41傳熱設(shè)備控制(編輯修改稿)
2025-03-22 19:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱體時(shí)，進(jìn)入加熱器內(nèi)的蒸汽一側(cè)會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，此時(shí)，冷凝液將不能連續(xù)排出，故需慎重采用該控制方案。 第四章 傳熱設(shè)備控制系統(tǒng) 圖 控制蒸汽流量的溫度控制方案 圖 控制冷凝液排放量的控制方案 （ 2）控制冷凝液的排放量 如圖 ，為控制冷凝液排放量的控制方案。該方案的機(jī)理是通過(guò)控制冷凝液的排放量，改變加熱器內(nèi)冷凝液的液位，導(dǎo)致傳熱面積 F的變化，從而改變傳熱量 q，以達(dá)到對(duì)被加熱物料出口溫度的控制。這種控制方案有利于冷凝液的排放，傳熱變化比較平緩，可防止局部過(guò)熱，有利于熱敏介質(zhì)的控制。此外，采用該方案時(shí)排放閥的口徑也小于蒸汽閥，但這種改變傳熱面積的控制方案的動(dòng)作比較遲鈍。 第四章 傳熱設(shè)備控制系統(tǒng) 3．冷卻器的控制 冷卻器的載熱體是冷卻劑，常采用液態(tài)氨等介質(zhì)作為冷卻劑，利用它們?cè)诶鋮s器內(nèi)蒸發(fā)時(shí)吸收工藝物料的大量熱量，使工藝物料的出口溫度下降來(lái)達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求。工業(yè)用冷卻器的一般控制方案有以下幾種。 （ 1）控制冷卻劑的流量 如圖 ，為氨冷卻器控制冷卻劑流量的控制方案，其機(jī)理也是通過(guò)改變傳熱速率方程中的傳熱面積 F來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該方案控制平穩(wěn)，冷量（冷卻劑量）利用充分，且對(duì)壓縮機(jī)入口壓力無(wú)影響。但這種方案控制不夠靈活，另外蒸發(fā)空間不能得到保證，易引起氣氨帶液而損壞壓縮機(jī)。為此，可采用圖 級(jí)控制方案，使用這種方案時(shí)，可以限制液位的上限，保證有足夠的蒸發(fā)空間。也可以采用圖 。 （ 2）控制氣氨排量 如圖 ，為氨冷卻器控制氣氨排量的控制方案，其機(jī)理是通過(guò)改變傳熱速率方程中的平均溫差來(lái)控制工藝物料的出口溫度的。這種方案控制靈敏迅速，但制冷系統(tǒng)必須許可壓縮機(jī)入口壓力的波動(dòng)。另外，冷量的利用不充分。為確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行，還需要設(shè)置一個(gè)液位控制系統(tǒng)，防止液氨進(jìn)入氣氨管路而導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞。 第四章 傳熱設(shè)備控制系統(tǒng) 圖 控制冷卻劑流量的控制方案 圖 溫度與液位串級(jí)控制方案 圖 溫度與液位的選擇性控制方案 圖 控制氣氨排量的控制方案 第四章 傳熱設(shè)備控制系統(tǒng) 管式加熱爐的控制 生產(chǎn)過(guò)程中有各式各樣的加熱爐，在煉油化工生產(chǎn)中常見的是管式加熱爐。其形式可分為箱式、立式和圓桶式等幾類。對(duì)于加熱爐，工藝介質(zhì)受熱升溫或同時(shí)進(jìn)行汽化，其溫度的高低會(huì)直接影響后一工序的操作工況和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)當(dāng)爐子溫度過(guò)高時(shí)會(huì)使物料在加熱爐內(nèi)分解，甚至造成結(jié)焦而燒壞爐管。加熱爐的平穩(wěn)操作可以延長(zhǎng)爐管的使用壽命，因此必須嚴(yán)加控制加熱爐出口溫度。 加熱爐是傳熱設(shè)備的一種，熱量通過(guò)金屬管壁傳給工藝介質(zhì)，因此它們同樣符合導(dǎo)熱與對(duì)流傳熱的基本規(guī)律。加熱爐又屬于火力加熱設(shè)備，首先由燃料的燃燒產(chǎn)生熾熱的火焰和高溫的煙氣流，主要通過(guò)輻射將熱量傳給管壁，然后由管壁傳給工藝介質(zhì)。工藝介質(zhì)在輻射室獲得的熱量約占熱負(fù)荷的 70%～ 80%，其余熱量在對(duì)流段獲得。因此加熱爐的傳熱過(guò)程比較復(fù)雜，想從理論上獲得其對(duì)象特性是困難的。 第四章 傳熱設(shè)備控制系統(tǒng) 加熱爐的對(duì)象特性一般從定性分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲得。和一般傳熱設(shè)備一樣，加熱爐具有較大的時(shí)間常數(shù)和純滯后時(shí)間。特別是爐膛，它有很大的熱容量，滯后更為顯著。因此加熱爐屬于一種多容量的被控對(duì)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試并作了一些簡(jiǎn)化，可以用一階慣性環(huán)節(jié)加純滯后來(lái)近似加熱爐的對(duì)象特性。其時(shí)間常數(shù)和純滯后時(shí)間與爐膛容量大小及工藝介質(zhì)的停留時(shí)間有關(guān)，爐膛容量大，工藝介質(zhì)的停留時(shí)間長(zhǎng)，則時(shí)間常數(shù)和純滯后時(shí)間大；反之亦然。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 用一階慣性環(huán)節(jié)加純滯后來(lái)近似加熱爐的對(duì)象特性還是可行的 。 1．?dāng)_動(dòng)分析 加熱爐最主要的控制指標(biāo)是工藝介質(zhì)的出口溫度。此溫度是控制系統(tǒng)的被控變量 ，而 操縱變量是燃料油或燃料氣的流量 。對(duì)于不少加熱爐來(lái)說(shuō)，溫度控制指標(biāo)要求相當(dāng)嚴(yán)格，如允許波動(dòng)范圍為177。（ 1～ 2） ℃ 。影響爐出口溫度的擾動(dòng)因素有：工藝介質(zhì)進(jìn)料的流量、溫度、組分，燃料方面有燃料油（或氣）的壓力、成分（或熱值）、燃料油的霧化情況、空氣過(guò)量情況、噴嘴的阻力、煙囪抽力等。在這些擾動(dòng)因素中有些是可控的，有些是不可控的。為了保證爐出口溫度穩(wěn)定，對(duì)擾動(dòng)應(yīng)采取必要的措施。 第四章 傳熱設(shè)備控制系統(tǒng) 2．加熱爐的簡(jiǎn)單控制
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