第十一章典型化工单元控制方案根据化工单元的特性和控制要求，介绍几种常见的控制方案。第一节流体输送设备的控制方案一.离心泵的控制方案：控制目的：输出流量为恒定值。控制方案：1.控制阀的出口流量2.控制泵的转速3.控制泵的出口旁路1.控制阀的出口流量FCA：离心泵的流量特性曲线1、2、3：管路特性曲线C1、C2、C3：工作点Q3Q2Q1QH213C1C2C3A1.控制阀的出口流量注意：控制阀装在泵的出口管线上。特点：1.方案简单可行应用广泛。2.能耗大，在小开度时尤其显著。1.控制泵的转速：1、2、3：不同转速下的流量特性曲线B：管路特性曲线C1、C2、C3：工作点Q3Q2Q1QH213C1C2C3Bn1n2n31.控制泵的转速：特点：1.能耗小，机械效率高。2.调速机构复杂，蒸汽驱动时采用较多。3.控制泵的出口旁路FC特点：能耗大，很少采用。二.往复泵的控制方案Q理=60nFs1.改变原动机的转速蒸汽驱动时采用2.控制泵的出口旁路能耗大，经济性差3.改变冲程s注意：往复泵出口不许装阀FCFC蒸汽蒸汽三.压气机的控制方案离心式、往复式1.直接控制流量在出口或入口装阀分程控制：大流量时吸入阀控制，小流量旁路控制。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。FCAABB输入信号阀开度三.压气机的控制方案2.控制旁路流量3.调节转速FC四.离心式压缩机的防喘振控制1.离心式压缩机的喘振现象正常情况降低压缩比，流量增大。出口管网压力降低时，p2减小，自动调整排出量，回复管网压力。喘振区，输出量减小时，p2减小，出口管网压力不变，则压缩机停止排气，工作点至C点，然后突然跃至D点，出现喘振现象。QBQ(P2/p1)BDAC四.离心式压缩机的防喘振控制2.防喘振控制方案1）固定极限流量法2）可变极限流量法转速变化时，调整极限流量FC第二节传热设备的自动控制一.两侧均无相变化的换热器控制方案1.控制载热体的流量TCTCFC一.两侧均无相变化的换热器控制方案2.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TC一.两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工艺介质，流量不允许改变，换热器传热面积有余量TCTC二.载热体进行冷凝的加热器自动控制1.控制蒸汽流量2.控制换热器有效换热面积TC蒸汽TCTC蒸汽蒸汽凝液凝液LCTC蒸汽凝液FC三.冷却剂进行汽化的冷却器自动控制1.控制冷却剂流量2.温度与液位串级控制TC气氨液氨TCLC气氨液氨三.冷却剂进行汽化的冷却器自动控制3.控制汽化压力LC气氨液氨TC第三节精馏塔的自动控制一.工艺要求1.保证质量指标2.保证平稳操作3.约束条件4.节能要求和经济性二.精馏塔的干扰因素1.F2.ZF3.TF、QF4.再沸器5.冷却剂6.环境温度再沸器回流罐精馏塔冷凝器F，ZFTF，QF三.精馏塔的控制方案1.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PCLCFCFCLCTC三.精馏塔的控制方案2.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PCLCFCLCFCTC三.精馏塔的控制方案3.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PCFCLCFCΔTCLCFCFCT1T2三.精馏塔的控制方案4.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PCFCLCFCΔTCLCFCFCΔT1ΔT2第四节化学反应器的自动控制1.质量指标2.物料平衡3.约束条件二.釜式反应器温控1.控制进料温度TC二.釜式反应器温控2.改变传热量TC二.釜式反应器温控3.串级控制TCFCTCTC二.釜式反应器温控3.串级控制TCPC三.固定床反应器的自动控制1.改变进料浓度TCK反应器空气氨气三.固定床反应器的自动控制2.改变进料温度TC反应器反应器TC三.固定床反应器的自动控制3.改变段间进入冷气量TCTC原料四.流化床反应器的自动控制1.改变进料温度TC四.流化床反应器的自动控制2.改变冷剂流量TC
