反应器温度分程控制系统工科.docVIP

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 Henan Polytechnic Institute 课 程 设 计 题 目：反应器温度分程控制系统 班 级：********* 姓 名： ********* 学 号：********** 指导老师：******** 完成日期2012年11-22目录 前言：什么是反应器 ３ 一．什么是分程控制系统： ３ 二、分程控制的应用场合 ４ 1．用于扩大控制阀的可调范围，以改善控制品质 ４ 2．用于控制两种不同的介质，以满足工艺生产的要求 ５ 1)选择控制阀气开、气关形式 ６ 2)确定分程区间 ６ 3.用于保证生产过程的安全和稳定 ７ 三、分程控制中的几个问题 ８ 1．正确选择控制冈的流量特性 ８ 2．控制闯泄漏的问题 ９ 3．控制规律的选择及参数整定问题 ９ 心得体会 １０ 参考文献 １１ 前言：什么是反应器 反应器 （reactor）实现反应过程的设备，广泛应用于化工、炼油、冶金、轻工等工业部门。化学反应工程以工业反应器中进行的反应过程为研究对象，运用数学模型方法建立反应器数学模型，研究反应器传递过程对化学反应的影响以及反应器动态特性和反应器参数敏感性，以实现工业反应器的可靠设计和操作控制。 分程控制系统是将一个控制器的输出分成若干个信号范围，由各个信号段去控制相应的 控制阀，从而实现了一个控制器对多个控制阀的控制，有效地提高了过程控制系统的控制能 力，其方框图如图6—7所示。 图6—7中，是把控制器的输出信号分成两段，利用不同的输出信号分别控制两个控制阀， 如阀A在控制器的输出信号为0—50％范阳内工作，阀B则在控制器输山信号为50％—100％ 范围内工作，每个控制阀的动作信号范围都是相同的。 分程控制系统，就控制阀的气开、气关形式可分为两类：一类是控制阀同向动作，即随着控制器输出信号的增加或减小，控制阀均逐渐升大或逐渐减小，同向分程控制的两个控制阀同为气开式或同为气关式，其动作过程如图6—8所示； 另一类是控制阀异向动作，即随着控制器输出信号的增加或减小，控制阀中一个逐渐升大，另一个逐渐减小，异向分样控制的两个控制阀一个为气开式，一个为气关式。如图，6—9所示： 分程控制中控制阀同向或异向的选择，要根据生产工艺的实际需要来确定。 为了实现分程控制，一般需要在每个控制阀上引入阀门定位器。阀门定位器相当于一台 放大系数可变且零点可调的放大器。借助于它对信号的转换功能，多个控制阅在分别接受控 制器输出的不同信号段后，均被调整为0—100％，使之走完全行程。 二、分程控制的应用场合 1．用于扩大控制阀的可调范围，以改善控制品质 控制阀有个重要指标是阀的可调范围A，即 式R=Cmax/Cmin 式中Cmax一——最大流量系数； Cmin——最小流量系数。 通常国产控制阀的可调比R为30，在绝大部分场合下能满足生产要求。但有些场合需要控制阀的可调范围很宽，这时若采用一个控制阀就满足不了生产上流旦人范围变化的要求。 这种情况下，可将两个口径不同的控制阎当作一个控制阎使用，从而扩大阀的可调范围。分程控制用于扩大控制阀可调范围时．总是采用两个向向动作的分程控制阀并联安装在向一流体不同管线上．如图6—10所示。 图6—10中，若Camax=4,Cbmax＝100，且两阀的可调比相等，R＝30，忽略大阀的泄漏 采用分程控制后，其最小流量系数为Cmin=4/30=0.133,最大流量系数为Cmax=Camax+Cbmax=4+100=104 因此，两阀组合在一起的可调比将扩大到R=104/0.133=78230 为了流量的变化平缓和控制及时有效，在A阀接近全开时，B阀已有一定的开度 图6—11所示。 分程控制阎的分程范围．一般取0—50％和50％—100％均分的两段分压。在实际过程中，要结合阀的特性及工艺要求来决定。 2．用于控制两种不同的介质，以满足工艺生产的要求 在某些间歇式生产的化学反应过程小，有时需要加热，有时又需要移走热员．为了满足这些 殊要求，一方面需配置蒸汽和冷水两种传热介质；另—方面需设计一个分程控制系统。 当反应物料投入设备后，开始需加热升温，以引发反应。此时通人蒸汽使循环水被加 热，循环热水再通过反府器夹套为反应物加热，以使反应物温度慢慢升高。一旦达到反应 温度后，由于放出大量反应热，若不及时移走热量，会使反应越来越剧烈，严重时会有爆炸 的危险。这时，反应器夹套中流过的将不再是热水而是冷水。这样一来，反应所产生的热 望就不断被冷水所移入，从而达到维持反