[课程设计] 管式加热炉温度-流量串级控制系统的设计 [复制链接]

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管式加热炉温度-流量串级控制系统的设计，共10页，5031字

1方案选定

管式加热炉是炼油、化工生产中的重要装置之一，它的任务是把原料油加热到一定温度，以保证下道工序的顺利进行。因此，常选原料油出口温度 为被控参数、燃料流量为控制变量，构成如图1-1所示的温度控制系统，控制系统框图如图1-2所示。影响原料油出口温度 的干扰有原料油流量 、原料油入口温度 、燃料压力 、燃料压力 等。该系统根据原料油出口温度 变化来控制燃料阀门开度，通过改变燃料流量将原油出口温度控制在规定的数值上，是一个简单控制系统。

由图1-1可知，当燃料压力或燃料热值变化时，先影响炉膛温度，然后通过传热过程逐渐影响原料油的出口温度。从燃料流量变化经过三个容量后，才引起原料油出口温度变化，这个通道时间常数很大，约有15min，反应缓慢。而温度调节器 是根据原料油的出口温度 与设定值的偏差进行控制。当燃料部分出现干扰后，图1-1所示的控制系统并不能及时产生控制作用，克服干扰对被控参数 的影响，控制质量差。当生产工艺对原料油出口温度 要求严格时，上述简单控制系统很难满足要求。

燃料在炉膛燃烧后，首先引起炉膛温度 变化，再通过炉膛与原料油的温差将热量传给原料油，中间还要经过原料油管道管壁。显然，燃料量变化或燃料热值变化，首先使炉膛温度发生改变。如果以炉膛温度作为被控参数组成单回路控制系统，会使控制通道容量滞后减少，时间常数约为3min，对来自燃料的干扰 、 的控制作用比较及时，对应的控制系统如图1-3所示。系统框图如图1-4。但问题是炉膛温度 毕竟不能真正代表原料油出口温度 ，即使炉膛温度恒定，原料油本身的流量或入口温度变化仍会影响原料油出口温度，

这是因为来自原料油的干扰 、 并没有包含在图1-4所示的控制系统（反馈回路）之内，控制系统不能克服 、 对原料油出口温度的影响，控制效果仍达不到生产工艺要求。

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