浙大工业过程控制15传热设备控制.pptx

文档介绍：传热设备的控制
戴连奎
浙江大学智能系统与决策研究所
6/25/2022
第一页，共三十四页。
换热设备控制思考题
1、针对逆流单程列管式换热器，当两侧液体均无相变时，试推导得到工艺介质出口温度与输入条件之间的静态关系；
2如何改进控制方案，以进一步提高控制质量？
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加热炉的控制问题
被控变量：工艺介质的出口温度。
控制变量：燃料油或燃料气的流量。
主要干扰：
工艺介质的进料温度、流量、组分；燃料油/燃料气的压力、流量、成分〔或热值〕；燃料油的雾化情况；空气充分情况；火嘴的阻力，炉膛压力等。
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第十二页，共三十四页。
加热炉的单回路控制
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加热炉的串级控制〔一〕
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第十四页，共三十四页。
加热炉的串级控制〔二〕
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催化裂化加热炉的控制系统
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第十六页，共三十四页。
加热炉的平安联锁保护系统
LS：低选器；
BS：火焰检测器；
GL1：燃料气流量过低联锁装置；
GL2：进料流量过低联锁装置。
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锅炉设备的工艺流程
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锅炉设备控制思考题
1、了解锅炉设备的控制问题与系统分解；
2、掌握汽包水位的对象特点与控制方案；
3、掌握锅炉设备燃料与空气逻辑变比值控制系统的分析与设计方法；
4、了解锅炉设备过热蒸汽温度的控制问题与常用的控制方法。
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第十九页，共三十四页。
锅炉设备的控制问题
系统分解：〔1〕锅炉汽包水位的控制；
〔2〕锅炉燃烧系统的控制；
〔3〕过热蒸汽系统的控制。
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汽包水位的控制问题
被控变量：汽包水位，用H (s)表示
控制变量：汽包给水量，用G (s)表示
主要干扰：
蒸汽负荷〔蒸汽流量〕，用D (s)表示
通道对象：
非自衡、非最小相位、非线性等特性
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汽包水位的对象特性
干扰通道特性
控制通道特性
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非最小相位特性
对象为非最小相位〔存在位于复平面右半平面的零点〕的条件为
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汽包水位的单冲量控制
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汽包水位的双冲量控制
前馈补偿原理：假设调节阀为气关阀，C1=1，如此调节器为正作用，而C2应取负号，具体数值可现场调整或根据阀门特性计算其初始值。
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汽包水位的三冲量控制
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三冲量控制系统的简化连接
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锅炉蒸汽压力控制和燃料与空气比值控制系统
稳态：
I1= I2 = I3 = I4 = Ip
Q1 = KQ2
分析提降量过程？
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练****题 1
对于如下图所示的套管式换热器，假设 (1) 间壁的热容可忽略；(2) 工艺介质为液相，属层流流动；(3) 加热蒸汽在套管内的温度可用集中参数T1(t)来表示。设内套管的圆周长为A，工艺介质单位长度的流体质量为 M2。试建立该换热器的动态数学模型。
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练****题 2
对于如下蒸汽换热器，要求介质出口温度到达规定值。试分析如下情况下应选择哪一种控制方案，并画出控制系统的结构图与方块图。
〔1〕工艺介质流量GF 比较稳定，但蒸汽压力PV 波动较大；
〔2〕蒸汽压力PV 比较稳定，但工艺介质流量GF 波动较大；
〔3〕介质流量GF 较稳定，但入口温度Ti 及蒸汽压力PV 波动较大。
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练****题 3
对于锅炉汽包水位的控制问题，可采用如下列图的简化的三冲量控制系统。假设调节阀为气关阀，要求
〔1〕结合汽包水位的控制对象，画出完整的系统方框图，并注明各方框图的输入输出变量意义；
〔2〕确定C1， C2， C3与调节器的正反作用方向，并说明C2与C3数值确定方法。
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精馏塔控制思考题
1、掌握简单精馏塔的控制问题与分解方法；
2、掌握精馏塔的静态特性；
3、了解精馏塔对象中操作变量对主要被控变量的动态影响程度与速度；
4、针对塔顶、塔底产品质量不同的要求，掌握根本控制系统的分析与设计方法；
5、了解精馏塔的复杂控制与先进控