2. 11过程控制方案的确定.docx

2. 11过程控制方案的确定2.11.1过程控制方案确定的原则（1） 保证装置运行的平稳、生产安全、控制简单适用2） 用单回路简单控制系统可以解决的，决不要用复杂的控制系统3） 要明确被控制的对象，例如:温度、压力、流量、液位、转化率、组成等4） 寻找对控制对彖起主导作用的调节手段5） 控制方法：就地、集中、自调等6） 要考虑安全要求,例如：报警、联锁、紧急停车等2.11.2过程控制的分类2.11.2.1简单控制系统简单控制系统是生产过程中最常见、应用最广泛、数量最多的控制系统它 是由被控对象、测量变送单元、调节器和执行器组成的单回路控制要求简单控 制系统结构简单，投资少，易于调整和投运，能满足一般生产过程的控制要求， 因而应用广泛按被控制的工艺变量来划分，最常见的是温度、压力、流量、液 位、化学成分1） 温度控制系统温度控制实质丄是一个传热的控制问题例如在控制换热器加热（或冷却） 介质的流入量或改变该介质的入口温度，控制被加热（或冷却）介质的出口温度； 或者采用控制换热管浸没在液体中的换热面积,改变传热面积的手段，调节被加 热介质的温度2） 压力控制系统A. 气体压力气体压力与液位相似，它是系统内进出物料不平衡的度量，因而气体的压力 控制不是改变流入量就是改变流出量。

B. 液体压力由于液体不可压缩性，因而液体的压力控制与流量控制非常相似C 汽O k才I常滋的锅炉汽包压力控制，精倔塔、蒸发器压力控制，其实质上是传热的控制, 系统蒸汽的压力就表征了热平衡的状况所以在这类控制系统中它的特性在某些 方面与温度控制有相仿之处3） 流量控制系统在流量控制系统中，被控变量和操纵变量均是流量，大部分的流量检测都采 用孔板或差压流量计4） 液位控制系统一个设备或储罐的液位，表征了它的流入量和流出量之差的累积，在化工生 产中，由于生产的连续性,所以液位控制是为物料平衡服务的，液位控制应完成：A. 保持设备或储罐内的滞留量是在规定的高限和低限之内，使它们具有一•定 的缓冲能力；B. 在每=种滞留量下，在绝大部分吋间内保持入口流量和出口流量之间的平 衡；'C.通过容积的缓冲来保持前后工序负荷的平衡，在需要改变流量时，希望能 逐步地、平滑地调整流量5） 成分控制系统在牛产现场中，出问题最多的往往是成分控制系统成分控制系统的对象也 是多容的,且时间常数大，纯滞后时间大造成成分控制系统工作不良的原因，还 有分析器本身结构比较复杂，取样系统和样品预处理部分工作不良，纯滞后过大 等多方面的原因。

一般在选不到合适的成分分析器吋，也可以采用间接的被控变 量，如温度、温差等来代替2. 11.2.2复杂控制系统单回路简单控制系统能解决化工厂大部分的控制问题，但是它们有一定的局 限性这些局限性主要表现在它们只能完成定值控制，功能单一；对纯滞后较大, 出现干扰多而剧烈的对象，控制质量较差；对各个过程变量内部存在相关的过程, 控制系统相互之间会出现干扰等因此在简单控制系统的基础上又发展了众多 的复杂控制系统1) 出级控制系统它的特点是两个调节器和串联，主调节器的输出作为副调节器的给定，适用 于吋间常数及纯滞后较大的对象串级控制系统的n的主要在于控制主被控变量 稳定图7.6-10换热器的串级控制方案(2) 比值控制系统它可以控制两个或两个以上的物料流量保持一定的值关系图6. 5-3单闭环比值控制系统图6. 5-5双闭环比值控制系统图(3) 均匀控制它用于解决前后工序的供求矛盾,控制两个相关变量之间相互兼顾和协调操 作,使它们都在允许的范围内呈缓慢的变化，使后续设备的操作较为平稳参见 图“7. 7. 3-7(C) P569串级均匀控制”(4) 分程控制由一个调节器去控制两个或两个以上调节阀，可应用于一个被控变量需要两 个以上的操纵变量来分阶段进行控制的场合。

一-般分程控制可应用在以下几种场 合：A. 能适应工艺要求，采用两种或多种手段、介质來进行控制B. 满足工艺生产不同负荷和开、停车过程对自控的要求C. 扩大调节阀的可调比反”(5) 前馈控制系统调节器根据干扰的大小，不等被控变量发生变化，直接进行校正控制它常 与反馈控制结合在一起使用，以消除某儿个影响最大的干扰5）反馈(b)wffi图6. 5-24前馈控制与反馈控制2. 11.3典型化工单元的控制方案2. 11.3. 1 反应（1） 反应控制的要求达到规定的转化率、产品浓度；处理量平稳；当出现不正常工况吋，能报警、 联锁或自动选择性调节系统2） 反应控制方案以反应转化率为控制变量，以反应工艺状态变量为控制对象图7,6・19改变进料温度的釜温控制的方案热剂或冷剂©7.6-20改变加热剂（冷却剂）流量的控制方案（8）釜温与冷剂流董的串级控制（b）釜温与夹套温度的串级控制图7.6-21釜式反应器的串级控制方案（C）釜溫与釜压的串级控制2. 11.3.2 精倔精倔是常见的液液分离方法，精倔控制主要Fl的是达到规定的分离要求主 要变量有进料量、组成、温度、操作用力、冷却和加热介质的丿力力及温度的变化。

精懈控制可分为：（1）按精憾段指标的控制方案图7.646按精憎段指标的控制方案（2）按提锚段指标的控制方案（a）间接物料平衡控制方案F（b）直接物料平衡控制方案图7.6-17按提憎段指标的控制方案（3）塔顶床力控制方案空气图7.6-18精懈塔压力控制方案（塔顶流程）2. 11.3.3传热设备（1） 控制载体的流量（2） 控制传热面积（3） 控制载体的气化压力图7.6-15氨冷器的控制方案（4）工艺介质旁路控制图7.6・12调节旁路流量的控制方案■2.11.3.4流体输送设备（1）离心泵控制方案（B）调节方案（b）流量特性图7.6-4改变调节阀(a)改变转速的控制方案图7.6-6调节旁路流量(3)往复泵(位移式旋转泵)的控制方案(J改变转連的控制方案(b)调节旁路流it的控制方案图7.6-7往复泵控制方案。