【毕业设计】减压炉控制系统设计(课设) ㊣ 精品文档 值得下载

是炉子操作中重要的控制指标。

热负荷每台加热炉单位时间内向管内介质传递的总热量，单位为或。

炉子的热负荷越大，其生产能力越大。

计算公式为炉膛热强度燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积，称之为炉膛热强度又称体积热强度，它表示单位体积的炉膛在单位时间里燃料燃烧所放出的热量，单位为或。

炉膛热强度越大，完成相同的热任务所需的炉子越紧凑。

管内流速及压力降液体在管内的流速越低，则边界层越厚，是传热系数越小，管壁温度越高，介质在炉内停留的时间越长。

其结果，介质易结焦，炉管易损坏。

但流速过高有增加管内压力降，增加了管路系统的动力消耗。

减压炉般的控制方案加热炉的单回路控制加热炉出口总管温度是加热炉环节最为重要的参数，出口温度的稳定对于常压塔等后续工艺的生产稳定操作平稳甚至提高收率至关重要。

最简单的控制方法就是采用单回路的反馈控制。

单回路反馈控制简单实用，有它的使用价值。

但该方法没有考虑燃料量变化的影响，所以出口温度不容易稳定，在定程度上也会造成燃料的浪费。

在简单反馈控制方案的基础上，加入燃料量控制回路，就可以构成加热炉的串级控制系统。

这种控制方案也比较简单，效果比简单控制的效果要好些，但因为没有考虑原油进料量的波动，所以出口温度仍不容易稳定，另外没有考虑空气量与燃料量之间的配比控制，燃烧也不能达到较为理想的状态，这也是出口总管温度不容易稳定的个原因。

串级控制系统也可以引入炉膛温度的控制回路来构成出口温度控制器的输出作为炉膛温度的设定值，炉膛温度控制器的输出作为燃料量的给定值，燃料量控制器再去控制调节阀。

这种串级控制利用炉膛温度的重要信息，有利于克服些装置燃料压力的波动，但反过来对炉膛温度测量的准确性要求较高。

在串级控制的基础上，再引入原油进料前馈，可以构成静态前馈控制或动态前馈控制。

采用原油进料前馈控制后，在原油进料流量有变化时，控制系统能很快使燃料流量发生相应的变化，从而得到补偿，使进料流量波动对出口温度的影响较小。

国内大多数的炼油厂目前均采用以上几种方法进行出口总管温度控制，其中简单的串级控制应用较多，控制多采用经典的控制器。

实际上，由于系统的大时延非线性以及时变特性，控制很难取得理想的控制效果，采用先进控制如目前在工业过程中应用最广泛的预测控制成为改善控制品质的必要手段。

加热炉的前馈反馈控制在加热炉的自动控制系统中，有时遇到生产负荷即进料流量，温度变化频繁，干扰幅度有较大时，此时采用串级控制难以满足生产要求，而采用前馈反馈控制系统，往往是行之有效的。

前馈控制部分克服进料流量或温度的干扰作用，而反馈控制克服其余干扰作用。

加热炉出口温度控制减压炉进料般分为几个支路。

常规的控制方法是在各支路上安装各自的流量变送器和控制阀，而用炉出口总管温度来调节炉用燃料量。

这样的调节方法根本没有考虑支管温度均衡的控制，支管温度均衡的控制由操作工凭经验根据分支温差来调节分支流量差。

这种人为操作显然无法实现稳定的均衡控制，往往是各支管流量较均衡，而分支温度有相当大的差异，炉管因局部过热而结焦的可能性很大。

为了改善和克服这种情况，需要采用支路均衡控制方法。

加热炉燃烧控制加热炉燃烧控制的任务是提高加热炉的热效率，以达到节能增效的目的。

由于加热炉是常压蒸馏装置中耗能最大的环节，能耗占整个装置的以上，因此加热炉热效率的提高对于整个常压蒸馏装置的节能具有决定性的意义。

常规的控制系统中，加热炉出口温度炉膛负压烟气氧含量等变量是的互不关联的，而实际上各变量之间相互影响。

般可以采用前馈加反馈的控制方法。

如反馈调节对象选择加热炉的热效减压炉控制系统设计率或烟气氧含量，执行手段采用调节控制量前馈系统采用单参数或多参数前馈，如选干扰源为燃料流量或燃料压力等。

在燃烧控制的基础上可进步实施燃烧优化，即采用高级优化策略通过烟气氧含量或热效率反馈寻求最佳的过剩空气系数。

般情况下，采用燃烧优化控制后能显著的提高加热炉的热效率。

加热炉燃烧系统自动控制的基本任务是使燃料燃烧所产生的热量，满足原油蒸馏的需要，同时还要保证经济燃烧和加热炉的安全运行，主要有下列控制任务保持加热炉出口总管温度在范围内保证四路支管温差在以内，流量差在吨以内控制炉膛压力在规定的范围内控制烟道氧含量在设定值附近波动。

其中前两个控制任务是为了保证产品的质量合格后两个控制任务是为了保证加热炉安全平稳高效运行，当加热炉运行平稳后，也有利于实现前两个控制任务。

加热炉烟道氧含量控制烟气氧含量是标志燃烧状况的重要参数。

炉膛温度燃料量主要是燃料油量和燃料气量，甚至燃料油与燃料气的比例等对烟气氧含量有直接的影响。

根据燃料量的变化对进风量作补偿，能够快速响应系统因负荷突然变化而引起的燃料变化，不会出现燃料因负荷突变而变化燃烧状况却因进风量反应过慢而恶化的现象。

加热炉运行过程中，操作工每隔小时会观察炉子燃烧状况，如果发现有那路火嘴燃烧不好，就会到炉底不断地调节燃油和进风量的手动调节阀，这样就会引起氧含量与鼓风机风门挡板路火嘴燃烧不好，就会到炉底不断地调节燃油和进风量的手动调节阀，这样就会引起氧含量与鼓风机风门挡板开度之间模型的变动，并且加热炉的燃料燃烧状况也是在不断的变化，如果只采用固定的模型，那么在段时间控制效果比较理想，但旦工况变动较大时，控制效果就不会令人满意。

广义预测控制虽然对模型失配具有较好的鲁棒性，但在工作点大幅度漂移时，引入自校正控制是最好的选择。

自校正广义预测控制控制，它通过在线辨识系统模型，得到新的模型参数后，重新设计控制器参数，再使用新的模型参数和控制器参数对变化了的对象实施控制，是较好的控制方案。

第章节流装置的计算机辅助设计计算概述全称为流量测量节流装置用孔板喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体测量。

年月日由国家技术监督局批准代替，年月日实施。

该标准第次等效采用与国际接轨，标志着我国现行的标准节流装置，在推广采用国际标准上的研究成果提高测量精度方面，以取得了突破性的进展。

主要特点有以流出系数代替流量系数值的计算中的降阶计算由原流量系数计算中的最高阶降至流出系数计算中的最高阶次幂。

提出种命题以适应自控工程设计中各方面的需要。

提出迭代计算方法，给出计算机计算程序框图。

④差压上限不再计算，而要由用户自行选定，要求设计者有更多的经验。

管道粗糙度不再参加计算，而是在计算结果出来后验证。

在中规定的标准节流装置有以下几种标准孔板角接取压法兰取压径距取压。

标准喷嘴喷嘴长颈喷嘴。

文丘里管文丘里喷嘴经典文丘里管。

减压炉控制系统设计程序框图图标准节流装置程序框图注流量标尺为为正负整数或零计算实例标准节流装置设计计算任务书序号项目符号单位数值已知条件被测介质名称被测介质温度被测介质压力管内径下实测节流件形式取压方式管道材料热膨胀系数节流件材料热膨胀系数最大质量流量或体积流量工作状态下密度工作状态下粘度常底油孔板角接管道材料钢，新轧制无缝钢管辅助计算计算流量标尺因被测介质为液体，应求出质量流量。

所以根据流量标尺取标准流量为，即为。

计算差压上限再根据公式计算其中，，，代，全部代入得因国产差变的系列值为，取求工况下管道直径减压炉控制系统设计④求雷诺数求计算初值求设，令又求因被测介质为液体，所以求故因此④精确度判断所以进行迭代计算，设定第二个假定值因此所以进行迭代计算，设定第三个假定值，利用快速收敛弦截法公式起用减压炉控制系统设计因此所以由于精确度达到要求。

此题用计算机编程求解时工作温度下的管道直径雷诺数不变量把精确度判断定为计算结果列于下表。

计算结果可得求得求最后得第章调节阀口径计算调节阀的选型和口径计算调节阀的选型调节阀又称控制阀，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。

调节阀般由执行机构和阀门组成。

如果按其所配执行机构使用的动力，调节阀可以分为气动电动液动三种，即以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质如油等压力为动力的电液动调节阀，另外，按其功能和特性分，还有电磁阀电子式智能式现场总线型调节阀等。

调节阀的产品类型很多，结构也多种多样，而且还在不断更新和变化。

般来说阀是通用的，既可以与气动执行机构匹配，也可以与电动执行机构或其它执行机构匹配。

提供调节阀的优选次序如下全功能超轻型调节阀蝶阀套筒阀④单座阀双座阀偏心旋转阀球阀角形阀三通阀⑩隔膜阀。

在这些调节阀中，我们认为应该尽量不选用隔膜阀，其理由是隔膜是个极不可靠的零件，使其隔膜阀也成为了可靠性差的产品。

调节阀口径计算从调节阀的计算到阀的口径确定，般需经以下步骤计算流量的确定。

现有的生产能力设备负荷及介质的状况，决定计算流量的和阀前后压差的确定。

根据已选择的阀流量特性及系统特点选定阻力系数，再确定计算压差。

计算。

根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表，求得和④选用。

根据，在所选择的产品标准系列中选取且与其最接近的级调节阀开度验算。

般要求最大计算流量时的开度≯，最小计算流量时的开度≮。

调节阀实际可调比的验算。

般要求实际可调比≮。

阀座直径和公称直径的确定。

验证合适后，根据确定。

减压炉控制系统设计调节阀口径计算方框图及相关参数表图调节阀口径计算程序框图计算实例调节阀口径计算任务书序号项目符号单位数值已知条件调节阀类型理想流量特性被测介质名称被测介质温度最大质量流量最大体积流量正常质量流量正常体积流量最小质量流量最小体积流量阀前压力阀后压力最大压差最小压差上游管内径上游管内径饱和蒸气压工作状态下密度工作状态下运动粘度工作状态下等熵指数工作状态下压缩系数临界压力νκ直通双座直线蒸汽计算过程计算选定口径值圆整放大查产品目录，附表，取，选双座阀减压炉控制系统设计其放大系数为查表，知满足时，阀最大开度，所以值应再向上取挡，即取，此时开度验算，即开度可满足要求结论选定双座阀，取为选定口径，因为非阻塞流工况，故不作噪音预估及管件形状修正。

因为，，可调比满足要求。

参考文献，流量测量节流装置，化工装置