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-文庫吧資料
2025-01-26 12:28本頁面
【正文】 運用 《 過程控制工程 》 的知識進(jìn)行全面綜合訓(xùn)練的重要實踐過程?？梢姡@是一個 2 2的多變量耦合系統(tǒng) 圖 10－ 16 精餾塔兩端產(chǎn)品成分控制框圖 顯然，此時應(yīng)進(jìn)行解耦設(shè)計，兩端產(chǎn)品成分解耦控制方案如圖 10－ 17所示。 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)品的控制質(zhì)量；用塔頂流量控制回流罐液位，用蒸汽流量控制再沸器液位，使精餾操作能正常進(jìn)行。 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(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。 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。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。 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，而對另一端的產(chǎn)品純度只要保持在一定范圍內(nèi)即可。 （ 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。 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程中的主要干擾量。 （ 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。 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(jìn)行分離以達(dá)到規(guī)定的純度。 （ 2）防 “ 脫火 ”控制：通常可以采用自動選擇性控制方案。由圖可知，該控制系統(tǒng)又由三個子系統(tǒng)構(gòu)成。 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，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(fù)荷下，始終處于最佳過?？諝饬康臓顟B(tài)。 由圖 10－9可知，當(dāng)負(fù)荷下降時，煙氣中最優(yōu)含氧量增大，也即意味著過?？諝饬吭龃螅粗嗳?。 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(jìn)一步加以改進(jìn)。 在該控制系統(tǒng)中，只要把含氧量成分控制器的給定值按正常負(fù)荷下煙氣含氧量的最優(yōu)值設(shè)定，即可使過?？諝饬糠€(wěn)定在最優(yōu)值，從而保證鍋爐燃燒最經(jīng)濟，熱效率最高。但由于 ? 很難直接測量，因而可用 ? 與煙氣中含氧量 a 存在的近似關(guān)系，計算出 a 的最優(yōu)值，即 aaa ?????1?例如，當(dāng) ?的最優(yōu)值為 ～ ，可得 a的最優(yōu)值為 %～ %。 量 圖 10－ 7 液體燃料的過剩空氣量與能量損失的關(guān)系圖 過?？諝饬砍Ｓ眠^?？諝饴? TP qq???1??來表示 ， 為實際空氣量和理論空氣量之比， 一般情況下， ?。而過?？諝饬繉Σ煌娜剂隙加? 一個最優(yōu)值，對于液體燃料，最優(yōu)過?？諝饬考s為 10％左右。 該控制方案在蒸汽負(fù)荷減小、壓力增大時，可通過低值選擇器 LS先減少燃料量，后減少空氣量；而當(dāng)蒸汽負(fù)荷增加、壓力減小時，可通過高值選擇器 HS先加大空氣量，再加大燃料量，從而可使兩種情況下的燃燒均較為充分。 圖 10－ 5 b） 所示的基本控制方案是將蒸汽壓力與燃料流量構(gòu)成串級控制，而送風(fēng)量則隨燃料量變化而變化，從而構(gòu)成比值控制，這樣可以確保燃料量與送風(fēng)量的比例，但該控制方案的缺點是，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時，送風(fēng)量的變化必然落后于燃料量的變化，導(dǎo)致燃燒不充分。 在串級 /比值控制方案中，由于燃料量是隨蒸汽負(fù)荷而變化的，所以為主動量，它與空氣量（從動量）組成單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，使燃料量與空
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