最新熱交換器溫度控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-展示頁
2025-07-08 02:39本頁面
【正文】 。以下是通過對(duì)換熱器過程控制系統(tǒng)的分析，確定合適的控制系統(tǒng)。其中在換熱器上常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)又包括串級(jí)控制系統(tǒng)和前饋控制系統(tǒng)。被調(diào)參數(shù)（換熱器出口溫度）經(jīng)檢驗(yàn)元件測量并由溫度變送器轉(zhuǎn)換處理獲得測量信號(hào)c，測量值c與給定值r的差值e送入調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器對(duì)偏差信號(hào)e進(jìn)行運(yùn)算處理后輸出控制作用u。熱交換器溫度控制系統(tǒng)一．控制系統(tǒng)組成由換熱器出口溫度控制系統(tǒng)流程圖1可以看出系統(tǒng)包括換熱器、熱水爐、控制冷流體的多級(jí)離心泵，變頻器、渦輪流量傳感器、溫度傳感器等設(shè)備。圖1換熱器出口溫度控制系統(tǒng)流程圖控制過程特點(diǎn)：換熱器溫度控制系統(tǒng)是由溫度變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器和被控對(duì)象（出口溫度）組成閉合回路。二、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)選取方案 根據(jù)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，可以將其分為簡單控制系統(tǒng)和復(fù)雜控制系統(tǒng)。對(duì)于控制系統(tǒng)的選取，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的控制對(duì)象、控制要求，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等諸多因素，選用合適的控制系統(tǒng)。換熱器的溫度控制系統(tǒng)工藝流程圖如圖2所示，冷流體和熱流體分別通過換熱器的殼程和管程，通過熱傳導(dǎo)，從而使熱流體的出口溫度降低。冷流體通過多級(jí)離心泵流經(jīng)換熱器的殼程，與熱流體交換熱后流回蓄電池，循環(huán)使用。在冷流體出口設(shè)置一個(gè)電功調(diào)節(jié)閥，可以根據(jù)輸入信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)冷流體流量的大小。 換熱器過程控制系統(tǒng)執(zhí)行器的選擇考慮到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制具有傳遞滯后大，反應(yīng)遲緩等缺點(diǎn)，根具離心泵模型得到通過控制離心泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量具有反應(yīng)靈敏，滯后小等特點(diǎn)，而離心泵轉(zhuǎn)速是通過變頻器調(diào)節(jié)的，因此，本系統(tǒng)中采用變頻器作為執(zhí)行器。熱流體的溫度主要受到加熱爐加熱溫度和管路散熱的影響。冷流體的流量主要受到離心泵的壓頭、轉(zhuǎn)速和閥門的開度等因素的影響。 （3）加熱爐的啟停機(jī)的影響。首先考慮采用單回路控制系統(tǒng)。而工藝上對(duì)出口溫度要求比較嚴(yán)格，一般希望波動(dòng)范圍不超過+（1%~2%）。 分析各種影響熱器出口溫度的因素，除了熱流體的流量和溫度外，冷流體的流量、閥門的開度等因素和進(jìn)入系統(tǒng)的位置，首先影響冷流體的流量，而后經(jīng)過換熱器從而影響影響熱流體的出口溫度。但是很顯然，熱流體的流量和溫度的變化沒有包含在內(nèi)，同時(shí)系統(tǒng)也沒有對(duì)熱流體出口溫度構(gòu)成閉環(huán)控制，因此，仍然不能保證出口溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上，還需進(jìn)行改造。其方塊圖如下圖4所示：圖4串級(jí)控制系統(tǒng)原理圖根據(jù)圖4可以看出來自冷流體流量方面的干擾因素包括在副回路內(nèi)，因此可以大大減少這些擾動(dòng)因素對(duì)于熱流體出口溫度的影響。綜上所述，我們可以對(duì)串級(jí)控制系統(tǒng)方案的基本參數(shù)進(jìn)行確定：主回路：熱流體出口溫度——冷流體流量控制回路副回路：冷流體流量——離心泵轉(zhuǎn)速控制回路主變量：換熱器出口溫度副變量：冷流體流量主檢測變送器：鉑電阻溫度傳感器副檢測變送器：渦輪流量傳感器執(zhí)行器：變頻器三、儀表的選型以及參數(shù)的確定 選擇裝配式熱電偶如圖5所示 圖5裝配式熱電偶%t 鎳鉻－鎳硅 WRN K 0－1300℃ 177。%t 鉑銠 10 －鉑 WRP S 0－1600℃ 177。%t 注：t為感溫元件實(shí)測溫度值（℃）熱電偶時(shí)間常數(shù) 熱惰性級(jí)別 時(shí)間常數(shù)（秒） 熱惰性級(jí)別 時(shí)間常數(shù)（秒） Ⅰ 90－180 Ⅲ 10－30 Ⅱ 30－90 Ⅳ ＜10 熱電偶公稱壓力：一般是指在工作溫
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