1、第十一章第十一章 典型化工单元控制方案典型化工单元控制方案根据化工单元的特性和控制要求，介绍几根据化工单元的特性和控制要求，介绍几种常见的控制方案。种常见的控制方案。第一节第一节 流体输送设备的控制方案流体输送设备的控制方案一一.离心泵的控制方案：离心泵的控制方案：控制目的：输出流量为恒定值。控制目的：输出流量为恒定值。控制方案：控制方案：1.控制阀的出口流量控制阀的出口流量2.控制泵的转速控制泵的转速3.控制泵的出口旁路控制泵的出口旁路1.控制阀的出口流量控制阀的出口流量FCA：离心泵的流量特性曲线：离心泵的流量特性曲线1、2、3：管路特性曲线：管路特性曲线C1、C2、C3：工作点：工作点Q
2、3 Q2 Q1 QH213C1C2C3A1.控制阀的出口流量控制阀的出口流量注意：注意：控制阀装在泵的出口管线上。控制阀装在泵的出口管线上。特点：特点：1.方案简单可行应用广泛。方案简单可行应用广泛。2.能耗大，在小开度时尤其显著。能耗大，在小开度时尤其显著。1.控制泵的转速：控制泵的转速：1、2、3：不同转速下的流量特性曲线：不同转速下的流量特性曲线B：管路特性曲线：管路特性曲线C1、C2、C3：工作点：工作点Q3 Q2Q1 QH213C1C2C3Bn1n2n31.控制泵的转速：控制泵的转速：特点：特点：1.能耗小，机械效率高。能耗小，机械效率高。2.调速机构复杂，蒸汽驱动时采用较多。调速机
3、构复杂，蒸汽驱动时采用较多。3.控制泵的出口旁路控制泵的出口旁路FC特点：特点：能耗大，很少采用。能耗大，很少采用。二二.往复泵的控制方案往复泵的控制方案Q理理=60nFs1.改变原动机的转速改变原动机的转速蒸汽驱动时采用蒸汽驱动时采用2.控制泵的出口旁路控制泵的出口旁路能耗大，经济性差能耗大，经济性差3.改变冲程改变冲程s注意：往复泵出口不许装阀注意：往复泵出口不许装阀FCFC蒸汽蒸汽三三.压气机的控制方案压气机的控制方案离心式、往复式离心式、往复式1.直接控制流量直接控制流量在出口或入口装阀在出口或入口装阀分程控制：大流量时吸入阀分程控制：大流量时吸入阀控制，小流量旁路控制。控制，小流量旁
4、路控制。为减小阻力损失，大型压缩为减小阻力损失，大型压缩机采用调整导向叶片角度的方法。机采用调整导向叶片角度的方法。FCAABB输入信号阀开度三三.压气机的控制方案压气机的控制方案2.控制旁路流量控制旁路流量3.调节转速调节转速FC四四.离心式压缩机的防喘振控制离心式压缩机的防喘振控制1.离心式压缩机的喘振现象离心式压缩机的喘振现象正常情况降低压缩比，流量增正常情况降低压缩比，流量增大。出口管网压力降低时，大。出口管网压力降低时，p2减减小，自动调整排出量，回复管网小，自动调整排出量，回复管网压力。压力。喘振区，输出量减小时，喘振区，输出量减小时， p2减减小，出口管网压力不变，则压缩小，出口
5、管网压力不变，则压缩机停止排气，工作点至机停止排气，工作点至C点，然后点，然后突然跃至突然跃至D点，出现喘振现象。点，出现喘振现象。QBQ(P2/p1)BDAC四四.离心式压缩机的防喘振控制离心式压缩机的防喘振控制2.防喘振控制方案防喘振控制方案1）固定极限流量法）固定极限流量法2）可变极限流量法）可变极限流量法转速变化时，调整极限流量转速变化时，调整极限流量FC第二节第二节 传热设备的自动控制传热设备的自动控制一一.两侧均无相变化的换热器控制方案两侧均无相变化的换热器控制方案1.控制载热体的流量控制载热体的流量TCTCFC一一.两侧均无相变化的换热器控制方案两侧均无相变化的换热器控制方案2.
6、控制载热体旁路流量控制载热体旁路流量载热体是工艺流体，其流量不允许改变载热体是工艺流体，其流量不允许改变TC一一.两侧均无相变化的换热器控制方案两侧均无相变化的换热器控制方案3.控制被加热流体自身流量控制被加热流体自身流量工艺介质，流量允许改变的情况工艺介质，流量允许改变的情况4.控制被加热流体自身流量的旁路控制被加热流体自身流量的旁路工艺介质，流量不允许改变，换热工艺介质，流量不允许改变，换热器传热面积有余量器传热面积有余量TCTC二二.载热体进行冷凝的加热器自动控制载热体进行冷凝的加热器自动控制1.控制蒸汽流量控制蒸汽流量2.控制换热器有效换热面积控制换热器有效换热面积TC蒸汽TCTC蒸汽
7、蒸汽凝液凝液LCTC蒸汽凝液FC三三.冷却剂进行汽化的冷却器自动控制冷却剂进行汽化的冷却器自动控制1.控制冷却剂流量控制冷却剂流量2.温度与液位串级控制温度与液位串级控制TC气氨液氨TCLC气氨液氨三三.冷却剂进行汽化的冷却器自动控制冷却剂进行汽化的冷却器自动控制3. 控制汽化压力控制汽化压力LC气氨液氨TC第三节第三节 精馏塔的自动控制精馏塔的自动控制一一.工艺要求工艺要求1.保证质量指标保证质量指标2.保证平稳操作保证平稳操作3.约束条件约束条件4.节能要求和经济性节能要求和经济性二二.精馏塔的干扰因素精馏塔的干扰因素1.F2.ZF3.TF、QF4.再沸器再沸器5.冷却剂冷却剂6.环境温度
8、环境温度再沸器回流罐精 馏 塔冷凝器F，ZFTF， QF三三.精馏塔的控制方案精馏塔的控制方案1.提馏段温控提馏段温控适用于1.塔底产品要求较高2.干扰进入提馏段，如液相进料回流罐精 馏 塔 PC LC FC FC LC TC三三.精馏塔的控制方案精馏塔的控制方案2.精馏段温控精馏段温控适用于1.塔顶产品要求较高2.干扰进入精馏段，如气相进料回流罐精 馏 塔 PC LC FC LC FC TC三三.精馏塔的控制方案精馏塔的控制方案3.温差控制温差控制产品质量要求较高可消除塔压波动对温度的影响回流罐精 馏 塔 PC FC LC FC TC LC FC FCT1T2三三.精馏塔的控制方案精馏塔的控
9、制方案4.双温差控制双温差控制产品质量要求较高可消除塔压波动及板压降波动对温度的影响。回流罐精 馏 塔 PC FC LC FC TC LC FC FCT1T2第四节第四节 化学反应器的自动控制化学反应器的自动控制1.质量指标质量指标2.物料平衡物料平衡3.约束条件约束条件二二.釜式反应器温控釜式反应器温控1.控制进料温度控制进料温度 TC二二.釜式反应器温控釜式反应器温控2.改变传热量改变传热量 TC二二.釜式反应器温控釜式反应器温控3.串级控制串级控制 TC FC TC TC二二.釜式反应器温控釜式反应器温控3.串级控制串级控制 TC PC三三.固定床反应器的自动控制固定床反应器的自动控制1.改变进料浓度改变进料浓度 TCK反应器空气氨气三三.固定床反应器的自动控制固定床反应器的自动控制2.改变进料温度改变进料温度 TC反应器反应器 TC三三.固定床反应器的自动控制固定床反应器的自动控制3.改变段间进入冷气量改变段间进入冷气量 TC TC原料四四.流化床反应器的自动控制流化床反应器的自动控制1.改变进料温度改变进料温度 TC四四.流化床反应器的自动控制流化床反应器的自动控制2.改变冷剂流量改变冷剂流量 TC
