【正文】 05%/年 最大壓力 : 倍滿量程壓力 最大功耗 :8W 繼電器負(fù)載能力 :240V/3A(AC) 30V/5A(DC) 流量傳感器 （ 1）概述： LUGB 系列旋渦流量傳感器是采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)而推出的新型流量傳感器，它具有測(cè)量范圍廣、壓損小、性能穩(wěn)定、安全可靠、準(zhǔn)確度高和安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是解決了耐高溫、抗振動(dòng)等關(guān)鍵性問(wèn)題。 %/年 FS(線性 +重復(fù)性 +遲滯 ) 數(shù)字顯示準(zhǔn)確度 :滿四位顯示 1位數(shù) 177。 ⑤ 是指針式電接點(diǎn)壓力表的理想替代產(chǎn)品。 ③ 模擬輸出多種標(biāo)準(zhǔn)形式供用戶選擇。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)備儀表選型 19 壓力變送器 BPKZK 智能型壓力變送器 （ 1）儀表性能 ① 測(cè)量 、顯示、控制一體化，安裝使用方便。各測(cè)量?jī)x表不論采用那一種原理，它們都是將被測(cè)參數(shù)經(jīng)一次或多次信號(hào)能量轉(zhuǎn)換，最后獲得一種測(cè)量的信號(hào)能量形式，并由指針位移或數(shù)字形式顯示出來(lái)。當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 時(shí)，通常稱為變送器。用來(lái)檢測(cè)這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀表。準(zhǔn)確指檢測(cè)元件和 變送器能正確反映被控或被測(cè)變量，誤差應(yīng)??；迅速指能及時(shí)反映被控或被測(cè)變量的變化；可靠是檢測(cè)元件和變送器的基本要求，它應(yīng)能在環(huán)境工況下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。圖 41 為檢測(cè)變送環(huán)節(jié)的工作原理。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)備儀表選型 18 第 4 章 設(shè)備儀表選型 測(cè)控儀表選型 檢測(cè)變送環(huán)節(jié)的作用是將工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)（流量、 壓力、溫度、物位、成分等）經(jīng)檢測(cè)、變送單元轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 塔頂采出量小于回流量宜采用方案 b，回流量小于塔頂采出量宜采用方案 a。相反，若采用方案 a 相同的變化也使回流罐液位下降，回流罐液位下降減小了采出，回流量持不變，等量低溫的回流進(jìn)入塔內(nèi)，塔的內(nèi)回流增大，直至靈敏點(diǎn)變化引起調(diào)節(jié)。 方案 b 特別適合于冷卻介質(zhì)波動(dòng)及由于環(huán)境溫度變化、保溫不好造成回流溫度變化而引起波動(dòng)的場(chǎng)合。方案 a適合于塔釜產(chǎn)品流量小的場(chǎng)合，方案 b適合于塔頂產(chǎn)品流量小的場(chǎng)合。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精餾 過(guò)程的控制方案設(shè)計(jì) 17 圖 38精餾過(guò)程的控制方案 b (3) 兩種控制方案的比較 塔頂和塔釜產(chǎn)品流量差異較大，控制流量大的產(chǎn)品，易引起流量小的產(chǎn)品波動(dòng)；相反，控制流 量小的產(chǎn)品，則流量量大的產(chǎn)品變化慢、滯后。 （ 1）圖 37 為精餾控制系統(tǒng)的控制方案 a，是根據(jù)物料平衡設(shè)計(jì)的精餾 過(guò)程的其中一個(gè)控制方案。主調(diào)節(jié)器根據(jù)差值輸出一個(gè)信號(hào)作為副調(diào)節(jié)器的給定值，并與蒸汽流量傳感器測(cè)量變送的流量值比較，副調(diào)節(jié)器根據(jù)其差值輸出信號(hào)，控制閥的開(kāi)度，以控制蒸汽流量。主參數(shù)為塔釜溫度，副參數(shù)是蒸汽流量。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精餾 過(guò)程的控制方案設(shè)計(jì) 15 精餾塔流量控制方案設(shè)計(jì) 進(jìn)料量和回流量都采用單回路的流量控制。其示意 圖如圖 35 所示： 圖 35 溫度控制方案 b示意圖 兩種控制方案的比較：方案 a 更直接地控制塔釜產(chǎn)品組成，因而當(dāng)塔釜產(chǎn)品組成要求嚴(yán)格時(shí)，采用此方案較為有力。 ，以再沸器加熱蒸汽的流量作為副參數(shù)，這樣就組成了一個(gè)由靈敏板溫度和再沸器加熱蒸汽流量組成的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)精餾塔的塔釜溫度的控制。如果只是采用靈敏板溫度調(diào)節(jié)器單一回路調(diào)節(jié)，凋節(jié)反應(yīng)慢，時(shí)間滯后，對(duì)精餾操作而言，產(chǎn)品的純度很難保證?；亓鞴抟何豢刂品桨溉鐖D 33所示。當(dāng)回流罐液位變化時(shí)，液位傳感器測(cè)量到液位值并將其變送到控制器，與設(shè)定值比較。其控制方案示意圖由圖 33所示?？刂破鞲鶕?jù)差值發(fā)出控制信號(hào)，控制閥的開(kāi)度，改變塔釜采出量，以此維持塔釜液位在設(shè)定數(shù)值。被控變量為精餾塔塔釜液位，操縱變量為精餾塔塔釜產(chǎn)品采出量。 方法 ② 改造工作簡(jiǎn)單、投資少，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用 。分程控制系統(tǒng)的改造有兩種方法可供選擇：①取消分程控制：在回流罐上增設(shè)壓力變送器口，并增設(shè)調(diào)圖 31 分程控制方框圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精餾 過(guò)程的控制方案設(shè)計(jì) 12 節(jié)器，用于直接控制調(diào)節(jié)閥 PV12。兩個(gè)調(diào)節(jié)閥工作區(qū)間輸出為：當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)是 0%～ 50%時(shí)， PV11 由全開(kāi)到全關(guān)，這時(shí) PV12全開(kāi)；當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)是 50%～ 100%時(shí) PV11全關(guān)， PV12由全關(guān)到全開(kāi)（閥 PV11和 PV12的位置如圖 32所示）。該丁醇塔采用熱旁路控制壓力，為了擴(kuò)大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍，并滿足工藝操作的特殊要求，采用了分程控制，分程控制就是用一個(gè)調(diào)節(jié)器同時(shí)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。 下面，我們將聯(lián)系上一章闡述的控制需求，采用物料平衡控制，設(shè)計(jì)控制方案。對(duì)于物料平衡控制，進(jìn)料和兩個(gè)產(chǎn)品流量只能固定一個(gè)作為自由流。物料平衡控制方案是精餾塔最常用的控制方案。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精餾 過(guò)程的控制方案設(shè)計(jì) 11 第 3 章 精餾過(guò)程的控制方案設(shè)計(jì) 在精餾塔結(jié)構(gòu)一定時(shí)，可通過(guò)增加回流比來(lái)達(dá)到產(chǎn)品要求，但是很少采用這種方法控制。溫度控制的前提是控制溫度能正確反應(yīng)其組成的變化。但是，并不是說(shuō)所有的流量都要控制，不同的控制方案選擇的控制流量參數(shù)也不同，精餾塔的控制一般包括物料平衡控制方案和熱量平衡控制方案，可以根據(jù)所選擇的控制方案來(lái)選擇需要控制的流量參數(shù)。 流量控制 精餾塔 操作控制中有六個(gè)流量參數(shù)：進(jìn)料量、塔頂和塔釜采品流量、冷凝量、蒸發(fā)量和回流量。 影響回流罐液位的因素有塔頂產(chǎn)品產(chǎn)出量、壓力、釜溫、頂溫、回流量等?；亓鞴蘅眨斐苫亓鞅贸榭胀１?，則全塔停工。一般塔釜液位用塔釜產(chǎn)品采出量進(jìn)行控制。塔釜液位空，易造成再沸器內(nèi)液體液化氣蒸干，蒸干后，再有液化氣下到再沸器 ，馬上急劇汽化，沖塔造成整個(gè)塔的操作全部混亂。 一般情況下，冷卻介質(zhì)、加熱介質(zhì)的溫度、壓力、流量都會(huì)影響到壓力的平穩(wěn)，因此可以根據(jù)控制要求選擇其中之一作為操縱變量來(lái)控制精餾塔的操作壓力。但降低操作壓力是以增加冷卻介質(zhì)的用量或降低冷卻介質(zhì)溫度為前提的，因此降低操作壓力是有限度的。一旦壓力大幅度波動(dòng)，塔釜液位、回流液河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精餾過(guò)程的控制分析 9 位緊跟著波動(dòng)，進(jìn)而影響到物料平衡、熱量平衡、相平衡三大平衡，從而使整個(gè)操作系統(tǒng)處于不平穩(wěn)狀態(tài)，影響到產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。 產(chǎn)品組成控制可以直接使用產(chǎn)品組成測(cè)定值，也可以采用代表產(chǎn)品組成的物性，如密度、蒸汽壓，最常用的是采用靈敏點(diǎn)溫度。對(duì)于一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)，若不阻止積累就不可能取得穩(wěn)態(tài)操作，也就不可 能穩(wěn)定。 壓力和液位控制是為建立塔穩(wěn)定操作提供條件。 精餾塔控制的典型參數(shù)中，有六個(gè)流量參數(shù)：進(jìn)料量、塔頂和塔釜產(chǎn)品流量、冷凝量、蒸發(fā)量和回流量。回流罐中的液體一部分作為塔頂產(chǎn)品送下一工序，另一部分液體由回流泵送回塔頂作為回 流，回流量由流量控制器控制。冷凝器以冷卻水為載熱體。塔頂壓力采用分程控制：在正常的壓力波動(dòng)下，通過(guò)調(diào)節(jié)塔頂冷凝器的冷卻水量來(lái)調(diào)節(jié)壓力，當(dāng)壓力超高時(shí)，壓力報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，流量控制器調(diào)節(jié)塔頂至回流罐的排氣量來(lái)控制塔頂壓力調(diào)節(jié)氣相出料。塔釜液位由液位控制器調(diào)節(jié)釜部采出量控制 。塔釜的液位和塔釜產(chǎn)品采出量由液位和流量組成的串級(jí)控制器控制。靈敏板溫度由溫度調(diào)節(jié)器通過(guò)調(diào)節(jié)再沸器加熱蒸汽的流量來(lái)控制提餾段靈敏板溫度，從而控制丁醇的分離質(zhì)量。經(jīng)氣化的蒸汽冷凝，可得到丁醇組成高于原料的混合物，經(jīng)過(guò)多次氣 化冷凝，即可達(dá)到分離混合物中丁醇的目的。精餾是將液體混合物部分氣化，利用其中各組分相對(duì)揮發(fā)度的不同，通過(guò)液相和氣相間的質(zhì)量傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物分離。 精餾過(guò)程的工藝流程簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)以 C12深加工裝置中丁醇分餾段為背景， C12經(jīng)脫焦加氫生成醇類再經(jīng)過(guò)丁醇塔分餾得到正 — 異丁醇。 精餾塔被控變量的選擇，主要是討論質(zhì)量控制中的被控變量的確定，以及檢測(cè)點(diǎn)的位置等問(wèn)題。 基于以上原因，目前在精餾操作中，主要選擇間接產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)作為被控變量。近年來(lái)成分檢測(cè)儀表的發(fā)展很快，特別是工業(yè)色譜的在線應(yīng)用，出現(xiàn)了直 接按產(chǎn)品成分來(lái)控制的方案，此時(shí)檢測(cè)點(diǎn)就可放在塔頂或塔底。精餾塔產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的選擇有兩類：直接產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)和間接產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。塔釜的 蓄液量也會(huì)使B 的變化到 V 的變化產(chǎn)生滯后，通常塔釜截面積要比回流罐小得多，所以，由于塔釜蓄液量引起的滯后要比回流罐的蓄液量引起的滯后小。然而，回流罐有一定的蓄液量，從 D 變化到 L 的變化會(huì)產(chǎn)生滯后。 3） 回流罐蓄液量和塔釜蓄 液量引起的滯后影響 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精餾過(guò)程的控制分析 7 由物料平衡關(guān)系可知：在 F 一定的情況下，改變 D 和 B 均能引起 Dx 和 Bx 的變化。因此塔板數(shù)的增加及回流比的增加，均會(huì)造成塔板上液相蓄存量的增加，從而導(dǎo)致組分的滯后也增加。 組分滯后的影響是由于塔板上的組分要等到影響組分的液相或氣相流量穩(wěn)定較長(zhǎng)時(shí)間后才能建立平衡。同樣 D 的變化也是一樣。 2） 組分滯后的影響 V 和 L 的變化，引起 Dx 和 Bx 的變化，都是通過(guò)每塊塔板上組分之間的平衡施加影響的結(jié)果。當(dāng)回流量增加時(shí)，必須先使積存在塔板上的液相蓄存量增加，然后在這增加的液體靜壓柱的作用下，才使離開(kāi)塔板的液相速度增加，所以對(duì)回流量變化的響應(yīng)存在著滯后。 1） 上升蒸汽和回流的影響 在精餾塔內(nèi)，由于上升蒸汽只需克服塔板上極薄覆蓋的液相阻力，因此上升蒸汽量的變化幾秒鐘內(nèi)就可影響到塔頂，也就是說(shuō)上升蒸汽流量變化的影響是相當(dāng)快的。 2. 動(dòng)態(tài)影響分析 通過(guò)上面的討論，可知精餾塔動(dòng)態(tài)方程的建立是復(fù)雜的，尤其建立一個(gè)精確而又實(shí)用的動(dòng)態(tài)方程更是具有一定的難度?？烧淼玫秸膭?dòng)態(tài)方程組。要建立整塔的動(dòng)態(tài)方程，首先要對(duì)精餾塔的各部分：精餾段、提留段各塔板，進(jìn)料板，塔頂冷凝器，回流罐，塔釜、再沸器等分別建立各自得動(dòng)態(tài)方程。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 精餾過(guò)程的控制分析 6 精餾塔的動(dòng)態(tài)特性 1．動(dòng)態(tài)方程的建立 精餾塔是一個(gè)多變量、時(shí)變、非線性對(duì)象。 精餾塔的各種擾動(dòng)因素都是通過(guò)物料平衡和能量平衡的形式來(lái)影響塔的操作。也就是說(shuō)，由一個(gè)塔的物料平衡關(guān)系與能量平衡關(guān)系兩個(gè)方程式，可以確定塔頂和塔底組分兩個(gè)待定因數(shù)。而且由上述分析可見(jiàn)：FV 的增大，塔的分離效果提高，能耗也將增加。也就是 Dx 增加， Bx 下降，分離效果提高了。 對(duì)于一個(gè)既定的塔來(lái)說(shuō)： )(FVfs? (27) 式（ 27）的函數(shù)關(guān)系也可用一近似式表示： sFV ln?? (28) 或可表示為： ??FV In)1( )1( DB BD xx xx ?? （ 29） 式中 ? 為塔的特性因子。所謂分離度 s 可用下式表示： )1( )1( DB BD xx xxs ??? (26) 從式（ 26）可見(jiàn)：隨著分離度 s 的增大，而 Bx 減小，說(shuō)明塔系統(tǒng)的分離效果增大。要確定 Dx 與 Bx 兩個(gè)因數(shù)，必須建立另一個(gè)關(guān)系式：能量平衡關(guān)系。即 Dx 、 Bx 上升。 同樣也可寫(xiě)成： BDfD xx zxFB ??? (25) 從上述關(guān)系可看出：當(dāng) FD 增加時(shí)將引起頂、底餾出液中輕組分含量減少，即 Dx 、Bx 下降。 1．物料平衡關(guān)系 一個(gè)精餾塔，進(jìn)料與出料應(yīng)保持物料平衡，即總物料量以及任一組分都符合物料平衡關(guān)系。 精餾塔的特性 精餾塔的靜態(tài)特性 精餾塔的精態(tài)特性可以通過(guò)分析塔的基本關(guān)系來(lái)表述，即物料平