Автоматизация теплообменников

Смешения

 

           

Кожухотрубный

           

Автоматизация печей

Трубчатые реакторы

 

 

Регулирование температуры.

 

Температура является показателем термодинамического состояниясистемы и используется как выходная величина при управлении тепло-выми процессами. Динамические характеристики объектов в АСР тем-пературы зависят от физико-химических параметров процесса и конст-рукции аппарата.

Поэтому общие рекомендации по выбору АСР температуры сфор-мулировать невозможно, и требуется анализ каждого конкретного про-цесса[4].

К общим особенностям АСР температуры можно отнести значи-тельную инерционность тепловых процессов и промышленных датчиковтемпературы. Поэтому одна из основных задач при проектированииАСР температуры– уменьшение инерционности датчиков.

основными направлениями уменьшения инерционности датчиковтемпературы являются:

− повышение коэффициентов теплоотдачи от среды к чехлу в ре-зультате правильного выбора места установки датчика, при этом ско-рость движения среды должна быть максимальной; при прочих равных

условиях более предпочтительна установка термометров в жидкой фазе

(по сравнению с газообразной), в конденсирующемся паре (по сравне-нию с конденсатом) и т.п.;

− уменьшение теплового сопротивления и тепловой емкости за-щитного чехла в результате выбора его материала и толщины;

− уменьшение постоянной времени воздушной прослойки за счет

применения наполнителей(жидкость, металлическая стружка); у термо-электрических преобразователей(термопар) рабочий спай припаивается

к защитному чехлу;

− выбор типа первичного преобразователя, например, при выборе

термометра сопротивления, термопары или манометрического термо-метра необходимо учитывать, что наименьшей инерционностью облада-ет термопара в малоинерционном исполнении, наибольшей– маномет-рический термометр.

 

Регулирование давления.

Давление является показателем соотношения расходов газовой фазы на входе в аппарат и выходе из него. Постоянство давления свидетельствует о соблюдении материального баланса по газовой фазе. Обычно давление (или разрежение) в технологической установке стабилизируют в каком-либо одном аппарате, а по всей системе оно устанавливается в соответствии с гидравлическим сопротивлением линии и аппаратов.

Например, в многокорпусной выпарной установке(рис. 2.8, а) стабили-зируют разрежение в последнем выпарном аппарате. В остальныхаппа-ратах при отсутствии возмущений устанавливается разрежение, которое

определяется из условий материального и теплового балансов с учетом

гидравлического сопротивления технологической линии.

В тех случаях, когда давление существенно влияет на кинетику

процесса(например, в процессе ректификации), предусматривается сис-тема стабилизации давления в отдельных аппаратах(рис. 2.8, б). Кроме

того, при регулировании процесса бинарной ректификации часто в ка-честве косвенного показателя состава смеси используют ее температуру

кипения, которая однозначно связана с составом лишь при постоянном

давлении. Поэтому в продуктовых ректификационных колоннах обычно

предусматривают специальные системы стабилизации давления.

На рисунке 2.9 изображена схема регулирования перепада

давления в апарате с кипящем слоем[3].

В таких аппаратах регулируется перепад давления, характери-зующий гидродинамический режим, который влияет на протекание

процесса.

Важным требованием при проектировании АСР давления является

надежность, так как резкое повышение давления в аппарате может при-вести к серьезной аварии и даже к взрыву.

 

Регулирование уровня.

Уровень является косвенным показателем гидродинамическогоравновесия в аппарате. Постоянство уровня свидетельствует о соблюдении материального баланса, т.е. когда приток жидкости равен стоку, искорость изменения уровня равна нулю.

В общем случае изменение уровня описывается уравнением вида

где S – площадь горизонтального (свободного) сечения аппарата; Gвх,

Gвых– расходы жидкости на входе в аппарат и выходе из него в единицу

времени; Gап– количество жидкости, образующейся(или расходуемой)

в аппарате в единицу времени.

В зависимости от требуемой точности поддержания уровня, применяют один из следующих двух способов регулирования[3, 4].

1. В простейшем случае, когда нет необходимости в точной стабилизации уровня, используют позиционное регулирование, при которомуровень в аппарате(сборники, промежуточные емкости) поддерживается в заданных, достаточно широких пределах.  Придостижении предельного значения уровня происходит автоматическоепереключение потока на запасную емкость.

2. Непрерывное регулирование, при котором обеспечивается стабилизация уровня на заданном значении

Особенно высокие требования предъявляются к точности регулирования уровня в теплообменных аппаратах, в которых уровень жидкости существенно влияет на тепловые процессы. Например, в паровыхтеплообменниках уровень конденсата определяет фактическую поверх-ность теплообмена(рис. 2.6). В таких аппаратах уровень взаимосвязан сдругими параметрами (например, давлением), поэтому выбор способарегулирования уровня в каждом конкретном случае должен выполняться с учетом остальных контуров регулирования.

В таких АСР для регулирования уровня без статической погрешности применяют ПИ-регуляторы. П-регуляторы используют лишь в техслучаях, когда не требуется высокое качество регулирования, и возмущения в системе не имеют постоянной составляющей,  которая можетпривести к накоплению статической погрешности.

Особое место в системах регулирования уровня занимают АСРуровня в аппаратах с кипящим (псевдосжиженным) слоем зернистогоматериала (рис. 2.7). Устойчивое поддержание уровня кипящего слоявозможно в достаточно узких пределах соотношения расхода газа имассы слоя. При значительных колебаниях расхода газа (или расходазернистого материала) наступает режим уноса слоя или его оседания.

Поэтому к точности регулирования уровня кипящего слоя предъявляютособо высокие требования. В качестве регулирующих воздействий ис-пользуют расход зернистого материала на входе или выходе аппарата

(рис. 2.7, а) или расход газа на ожижение слоя(рис. 2.7 б).

 

⇐ Предыдущая37383940414243444546Следующая ⇒

Поделиться: