传热设备的控制

传热设备的控制第一页，共十五页，编辑于2023年，星期六二、传热设备的类型冷热流体进行热量交换的形式无相变有相变热量传递方式热传导对流热辐射传热设备分类按原理分按目的分按构造材料分按传热面分第二页，共十五页，编辑于2023年，星期六三、传热设备的动态特性（1）传热设备是分布参数对象，出口温度是时间和距离的函数A两侧均无相变（两侧均为分布参数）B两侧均有相变（两侧均可近似为集中参数，相变的特点是流体主体温度取决于处压力）C一侧有相变（一侧为集中参数，一侧视混合情况定）（2）纯滞后及时间常数大A、化工生产中，经常不允许冷热流体接触，不允许伴有物质交换，多数为间壁式传热。B、温度对象本身滞后大C、测温元件均有保护套管第三页，共十五页，编辑于2023年，星期六（1）传热速率方程

传热速率q=KFm·△Tm

两侧流体平均温差△Tm=[（T20-T10）+（T2i-T1i）]/2

（2）热量衡算式

无相变：载热体放出（吸收）的热量=介质吸收（放出）的热量

q=G2C2（T2i-T20）=G1C1（-T1i+T10）

（3）换热器静态特性基本方程（逆流、单程、列管式）

18.2对象的静态数学模型第四页，共十五页，编辑于2023年，星期六将上两式代入q=KFm·△Tm：

A）G2C2小时放大倍数大

G2C2大时放大倍数小，出现饱和

B）G2很大时，采用载热体做操纵

量不再合适，宜考虑其他方案，如

工艺介质分路。

G2C2第五页，共十五页，编辑于2023年，星期六18.4热交换器的控制方案1、控制载热体流量无相变：改变传热系数---改变平均温差有相变：如蒸汽阀，压力，冷凝温度T20

，Tm还可根据具体情况，实现串级和前馈TC蒸汽凝液第六页，共十五页，编辑于2023年，星期六2、控制载热体汽化温度

优：滞后小，迅速

缺：需两套控制系统，

气氨有压力损失，增大

压缩机功率

3、工艺介质旁路控制

优：反应迅速

缺：（1）静态，G2增加

到一定值后控制作用较弱

（2）动态，停留时

间长，滞后较大，动态性

能差。

优化方法：双重控制，

先调节旁路阀，再调节载热体LCLCTC气氨液氨TCG2G1第七页，共十五页，编辑于2023年，星期六4、控制传热面积（1）阀装在凝液排出管线上：出口温度较平稳，但滞后较大，且阀开与阀关时过程特性不同，控制品质不高。（2）阀装在蒸汽入口管线上：对传热量小的场合，易使蒸汽冷却到100度以下，形成负压，使凝液不易排出；而液位升高后，要保持同样传热量需使温度上升，于是压力上升凝液冲出；因而造成被控温度振荡。克服滞后：采用串级。

第八页，共十五页，编辑于2023年，星期六18.5加热炉的控制一、概述加热炉的控制目的：出口温度加热炉的对象特性：二、加热炉的控制方案1、流量控制目的：（1）使负荷稳定，利于工艺操作（2）使介质平稳，利于温度控制方案：介质单回路控制第九页，共十五页，编辑于2023年，星期六2、温度控制

单回路控制

优点：简单易行

缺点：包含干扰少，

控制作用不及时

适用：

a、对出口温度要求不

严格

b、干扰缓慢，且不频繁

c、炉膛容量小，滞后小。

燃料物料FCTC第十页，共十五页，编辑于2023年，星期六串级控制温度---流量优：控制及时,可了解燃料消耗量，便于试验及核算缺：流量的测量和计量麻烦适：主要干扰在燃料流态方面温度---压力优：控制及时,测量简便缺；燃烧火嘴结焦会使阀后压力假象升高适：总管或燃料管压力波动温度---温度优：包含干扰多,可克服出口温度的滞后缺：相对滞后大,故应找出反应快的测量点,且测量元件要耐高温适：干扰因素多，杂

第十一页，共十五页，编辑于2023年，星期六浮动阀优：相当于T-P控制，节省了压力控制器缺：包含干扰少适：燃料气管道压力波动前馈—反馈控制当生产负荷变化频繁，变化幅度大，且可测不可控时，可采用前馈-反馈进料出料燃料油TCΣ第十二页，共十五页，编辑于2023年，星期六3、燃料系统控制

（1）燃料油与雾化蒸汽

单独控制燃料油阀变化不

大时，可采用阀变化不大

时，可采用用此方案，能

保证二者成一定比例，使

燃料油能得到良好雾化。

（2）压差控制

管道局部阻力变化会

引起误动作。

（3）单闭环比值控制

主动量：燃料油阀后压力

从动量：雾化蒸汽压力重油测量较困难。

BCP1C燃料油第十三页，共十五页，编辑于2023年，星期六4、安全联锁保护系统

（1）以燃料气为燃料的安全联锁保护

主要危险：A工艺介质

流量过低或中断，

应切断燃料

B火焰熄灭时，

防止在燃烧室形成

空气混合物

C压力太小，回火

D压力太大，脱火

安全联锁系统：选择控制,避免脱水

GL1防回水

GL2防止介质中断

BS为火焰熄灭保护进料GL2BS