第9章 典型化工生产过程控制系统
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2）热量传递的三种方式 温度差是传热的的推动力。 （1）热传导 傅里叶定律：单位时间内出传到的热量与温度梯度 和垂直于热流体方向的截面积成正比。 在单位时间内通过单层平壁传导的热量与导热系数 、传热面积和平壁两侧的温差成正比，而与平壁的厚 度成反比。
第9章 典型工业生产过程控制系统
（2）对流传热 常见于流体与固体壁之间的传热，传热的速率与流 体性质及流动边界的状况密切的相关。 传热膜系数是对流传热的主要参数，对其影响因素 有：流体的种类、性质、运动状况以及流体对流的状 况。 一般来讲，蒸汽冷凝传热膜系数较大，液体的传热 膜系数较小，而气体的传热膜系数最小。因此，在蒸 汽加热器中必须注意冷凝水与蒸汽中不凝气体的排除 问题。
TC 101 TC 102
PT 101 PC 101
燃料油
FC 101 FT 101
FC 102 FT 102 来自初馏塔
PT 102 PC 102
燃料干扰：单回路压力控制
第9章 典型工业生产过程控制系统
自分馏塔来 的回炼油 FC 原料油 FC TC PC
去反应器
炉催 自化 动裂 控解 制装 系置 统加 热
液 氨
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑶ 调节传热面积 q
ATm
蒸 汽
当、T不变时，改变 A 可以改变传热量。 m 调节阀的安装位臵和作用： 冷 TC TT 位臵：出口(冷凝液)管线上 凝 101 101 作用：开度变化，液位变化，面积变化 缺点：冷凝液液位影响传热面积，变化 缓慢，是一滞后的过程，调节不及时，不利于 控制器参数整定， 影响调节品质。 TC TT 适用场合：适用于传热量小、被控温度 较低的 101 101 蒸 场合 汽 LT 为改善对象特性，我们可以利用串级 控制系 101 统的特点设计串级控制方案。（如右下图 LC 所示） 冷
第9章 典型工业生产过程控制系统 一、传热设备的控制
1、概述 根据工艺要求，温度的变化与控制需要传热过程， 是工业生产过程极其重要的组成部分。
1）传热设备的结构类型 定义：实现冷热流体换热的设备。 分类：直接、间接 间壁式传热：列管式、蛇管式、夹套式、套管式
第9章 典型工业生产过程控制系统
第9章 典型工业生产过程控制系统
至 喷
燃 料 油
PDC101Fra bibliotekPDT
嘴
101
雾化蒸汽
燃 料 油
至 喷
K
102
PC
101 102
PT
PT
嘴
雾化蒸汽
第9章 典型工业生产过程控制系统 单回路控制适用场合
① 对炉出口温度要求不高的场合； ② 干扰较小，且不频繁的场合； ③ 炉膛容量较小，滞后小的场合。
第9章 典型工业生产过程控制系统
2、加热炉的串级控制 炉子出口温度对炉膛温度的串级控制； 炉子出口温度对燃料流量的串级控制； 炉出口温度对燃料阀后压力的串级控制； 采用压力平衡式控制阀的控制。 ⑴ 炉出口温度对炉膛温度的串级控制
TC 出料 TC
燃料油
进料
干扰（燃料压力、性质等）先影响炉膛温度，继而影响炉出口温度，故炉 膛温度比出口温度滞后小。 用副回路来克服干扰，减小对出口温度的影响。 优点：有利于克服燃料性质变化。 注意： ① 炉膛温度的检测点位臵，选择有代表性且反应较快的点； ② 副控制器参数不应整定得过于灵敏； ③ 副控制器不引入微分作用； ④ 炉膛温度不应有大的波动； ⑤ 炉膛温度测温元件及保护套管应耐高温。
第9章 典型工业生产过程控制系统
（3）热辐射 热辐射：热能以电磁波的形式向空间发射，到达另一物体 被部分吸收又转变为热能。 在热量传递过程中伴有能量形式的转化，与导热和 对流传热的差异在于不需要任何介质进行传递。 工业上的两固体之间的相互热辐射，当一固体发射 热，另一固体只能部分吸收并部分反射，多次吸收和 反射的过程，使得热从高温传向低温物体。 净传热量与两物体的温度、形状、相对位臵以及物 体本身的性质有关。
第9章 典型工业生产过程控制系统
为了保证出口温度平稳，满足工艺生产的要求，必须对传热 量进行调节。有以下几个途径： ⑴ 调载热体的流量 目的：改变传热速率方程中的传热系数和平均温差。 ① 载热体在传热过程中不发生相变，主要改变传热系数； ② 载热体在传热过程中发生相变，主要改变平均温差。
TC 101
① 工艺介质流量过小或中 断，切断燃料气； ② 某种原因灭火时，切断燃 料气； ③ 燃料气压力不能过低，流 量不能太小； ④ 燃料压力不能过高，否则 会引起脱气灭火。
LS：低选器； BS：火焰检测器； GL1：燃料气流量过低联锁装臵； GL2：进料流量过低联锁装臵。
第9章 典型工业生产过程控制系统
TC
进料 出料
燃料油
第9章 典型工业生产过程控制系统
举例：常减压装臵加热炉控制系统
工艺：把原油加热到一定温度送至常压塔分馏。 要求：炉出口温度稳定。 常压塔 TT TT TC 温度控制：炉出口温度对炉 101 103 103 膛温度的串级控制 TT TT TC 加热炉 102 104 104 负荷控制：单回路流量控制
101 凝
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑷ 采用旁路控制
部分工艺介质经换热器，另一部分走旁 路。 特点：反应迅速及时，该方案不适用于 介质流量较大的场合，适合于能量回 收系统。 采用一般直通阀，设计时旁路流量占总 流量的10~30%。 阀位控制系统（如右下图所示） 旁通量动态响应较快、控制及时，存在 能量浪费。 旁路流量响应较快，提高了系统的动态 品质，VPC的特点是作用缓慢，逐渐 改变载热体阀的开度。最终的目标使 旁路阀开度最小。
Gd (s)
TC 101
Gd ( s)
TC 101 TT 101 FC 102 FT 102
FT 101
TT 101
FT 101
第9章 典型工业生产过程控制系统
3、加热炉的安全联锁 保护系统
联锁保护系统的作用：为安 全生产、防止事故。
进料 出料
TC BS GL2 燃料 GL1 PC LS
⑴ 燃气加热炉
PC
工艺 介质 燃料
TC
工艺介质
FC
第9章 典型工业生产过程控制系统
流量波动较大时，单回路不能保证良好雾 化，可采用右下图两方案： ① 用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来 调节雾化蒸汽； ② 燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力比值控制 。（前提条件：管道应畅通）此外，还可 采用流量比值控制。 由于加热炉负荷大、时间常数和滞后 时间较大，故单回路控制很难满足要求， 炉出口温度波动较大。
101
FSL
雾化蒸汽
PT 102
102
102
第9章 典型工业生产过程控制系统
9.2 精馏过程控制
冷剂
冷凝器 L LD
板式塔 筛板塔、泡罩塔、
精 浮阀塔、穿流塔、 进料 馏 浮喷塔、浮舌塔 F,zF 塔
开关 PC PC 回油罐 燃料油 去瓦斯罐 干气 ( 热裂解气 )
第9章 典型工业生产过程控制系统
反馈控制 实际生产中，有时会遇到进料量、进料温度变化频繁、幅度较大， 炉子时间常数大、滞后时间长等情形。用单回路或串级均很难满足要 求。 设计前馈 — 反馈控制系统 这里前馈主要用来克服进料流量（或温度）干扰。
第9章 典型工业生产过程控制系统 二、换热器的控制
换热的目的有以下4种： ① 使工艺介质达到规定的温度使生产过程正常进行； 如：重油催化裂化原料油预热，要求温度在 160~220℃之间。 ② 在过程进行中加入吸收的热量或除去放出的热量； 如：催化裂化再生器温度控制。 ③ 在工艺过程中改变物料状态； 如：常减压装臵加热炉。 ④ 热量回收。 如：分馏塔塔底换热器。
TC
FC 进料 出料
燃料油
TC
PC
进料 出料
燃料油
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑷ 采用压力平衡式控制阀 这种阀本身兼有压力控制器 功能，相当于炉出口温度对燃料 压力的串级。 例如：催化裂化装臵加热炉 控制系统 要求：把原料油加热到一定温度送给 反应器。 操作：开工时燃料为气体，出口温度 控制浮动阀；而正常生产后燃料 改为重质油，采用炉出口温度与 燃料阀后压力串级。
⑵ 燃油加热炉
① 工艺介质流量过小或中 断，切断燃料油； ② 燃料油压力过低会回火， 流量不能太小； ③ 燃料油压力过高会脱火； ④ 雾化蒸汽压力过低或中 断，造成燃料油雾化不良无法 燃烧。
TT 101 TC 101 PC 101 PT 101
LS
加热炉
FT 102
燃料油
BS 101 FT 101
PSL FSL
工艺 介质
燃料
PC TC
TT 101
回油 燃料油 工艺介质 雾化蒸汽
PC
FC
第9章 典型工业生产过程控制系统
1、加热炉的单回路控制
1）扰动分析 主要控制指标：工艺介质的出口温度。 操作手段：燃料油或燃料气的流量。 干扰因素：负荷量、进料温度、组分；燃料 油(气)压力、性质、雾化状况；空气量， 喷嘴阻力等。 2） 控制回路 PC ⑴ 主要控制系统：出口温度控制。 ⑵ 辅助控制系统： ① 工艺介质的流量控制系统；FC控制 回油 ② 燃料压力控制系统；P1C控制 燃料油 ③ 燃料油雾化蒸汽压力控制。P2C控制 燃料油流量较平稳时，②、③两个回 雾化蒸汽 路即可满足工艺要求。
第9章 典型工业生产过程控制系统
在实际进行的传热过程中，很少是以一种传热方式 单独进行，而是由两种或三种方式综合而成。 例如 间壁式传热：对流或热传导 管式加热炉：辐射室以辐射传热为主，对流室以对流 为主。
第9章 典型工业生产过程控制系统
3）传热设备的动态特点
（1）传热设备的分布参数特征 对象的输出（被控变量）不仅与时间有关，而且是物理位臵 的函数。 分布参数的分类： A、传热壁面两侧流体都无相变地进行传热，且两侧流体都没有轴向 混合时，两侧的温度将是距离和时间的函数，也就是说，两侧都 是分布参数对象，列管式、套管式换热器均属于此类。 B、两侧物流在传热过程中都有相变，两侧的温度可近似为集中参数 ，流体温度取决于所处的压力，而不是传热量。
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑵ 炉出口温度对燃料流量的串级（右 下图所示） 优点：有利于克服燃料量变化。还可 做出口温度、炉膛温度、燃料量三 参数串级（如右上图所示）。 特点：关联回路多，实施困难。 ⑶ 出口温度对燃料阀后压力的串级 优点：当燃料量小、粘度大时，流量 测量困难；而压力测量却比较方便 。（如右下图所示） 特点：应用较广。 应注意管道堵塞
第9章 典型工业生产过程控制系统
C、一侧物流有相变，则相变侧为集中参数，另一侧视为混合情况而 定。 不少传热对象具有分布参数对象，遇到分布参数时须用偏微 分方程来表示，但处理起来比较麻烦，此时也可用集中参数特性 来近似，如可将进出口温度平均值作为流体温度来看待（简单， 精度差）。 （2）纯滞后及滞后（时间常数）较大 工艺要求传热过程物质不接触，无物质交换，所以采用间壁 式换热器。传热的过程属于多容对象，带有较大的滞后，可近似 认为是具有纯滞后的多容对象。 测温元件的滞后，其保护套的滞后，给传热设备的自动控制 增加了滞后时间。
Gff (s)
FT 101
TC 101 TT 101
方案二
方案三
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑵ 调节传热平均温度差
注意：气氨出口调节阀的作用 阀开度变化时，汽化温度的变化改变了 传热平均温差。 液位控制回路的目的：维持液位不超限， 保证足够的蒸发空间。 特点：滞后小，反应迅速。
氨 气
TC
LC
TT 101
蒸 汽
TC
方案一
凝液
第9章 典型工业生产过程控制系统
特点：方案简单、适用于载热体上游压力平稳及负荷变化小 的场合。 载热体上游压力不平稳时，采用温度与流量的串级控制（方 案二） 当主要扰动为负荷、且对出口温度控制要求高，采用前馈-反 馈控制（方案三）
FT 101 FC 101 TC 101 TT 101
TC 101
TT 101
VB
出口 温度
TT 101
VPC
S
VA
TC 101
第9章 典型工业生产过程控制系统
三、加热炉的控制
加热炉是石油化工生产过程的主要设备之 一。 作用：工艺介质的升温或气化 结构形式：箱式炉、立式炉、圆筒炉 工作原理：燃料(油)分几路(雾化喷嘴)进入 炉膛燃烧，炉膛火焰辐射给炉管，炉管 经热传导和对流再传热给工艺介质。 对象特点：炉膛热容量大、时间常数大、 滞后时间长；属多容过程；可用一阶加 纯滞后环节近似描述；理论分析比较困 难。 操作特点：温度过高使炉管内物料可能分 解、结焦，因此，严格控制加热炉出口 温度。
第9章 典型工业生产过程控制系统
（2）对流传热 常见于流体与固体壁之间的传热，传热的速率与流 体性质及流动边界的状况密切的相关。 传热膜系数是对流传热的主要参数，对其影响因素 有：流体的种类、性质、运动状况以及流体对流的状 况。 一般来讲，蒸汽冷凝传热膜系数较大，液体的传热 膜系数较小，而气体的传热膜系数最小。因此，在蒸 汽加热器中必须注意冷凝水与蒸汽中不凝气体的排除 问题。
TC 101 TC 102
PT 101 PC 101
燃料油
FC 101 FT 101
FC 102 FT 102 来自初馏塔
PT 102 PC 102
燃料干扰：单回路压力控制
第9章 典型工业生产过程控制系统
自分馏塔来 的回炼油 FC 原料油 FC TC PC
去反应器
炉催 自化 动裂 控解 制装 系置 统加 热
液 氨
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑶ 调节传热面积 q
ATm
蒸 汽
当、T不变时，改变 A 可以改变传热量。 m 调节阀的安装位臵和作用： 冷 TC TT 位臵：出口(冷凝液)管线上 凝 101 101 作用：开度变化，液位变化，面积变化 缺点：冷凝液液位影响传热面积，变化 缓慢，是一滞后的过程，调节不及时，不利于 控制器参数整定， 影响调节品质。 TC TT 适用场合：适用于传热量小、被控温度 较低的 101 101 蒸 场合 汽 LT 为改善对象特性，我们可以利用串级 控制系 101 统的特点设计串级控制方案。（如右下图 LC 所示） 冷
第9章 典型工业生产过程控制系统 一、传热设备的控制
1、概述 根据工艺要求，温度的变化与控制需要传热过程， 是工业生产过程极其重要的组成部分。
1）传热设备的结构类型 定义：实现冷热流体换热的设备。 分类：直接、间接 间壁式传热：列管式、蛇管式、夹套式、套管式
第9章 典型工业生产过程控制系统
第9章 典型工业生产过程控制系统
至 喷
燃 料 油
PDC101Fra bibliotekPDT
嘴
101
雾化蒸汽
燃 料 油
至 喷
K
102
PC
101 102
PT
PT
嘴
雾化蒸汽
第9章 典型工业生产过程控制系统 单回路控制适用场合
① 对炉出口温度要求不高的场合； ② 干扰较小，且不频繁的场合； ③ 炉膛容量较小，滞后小的场合。
第9章 典型工业生产过程控制系统
2、加热炉的串级控制 炉子出口温度对炉膛温度的串级控制； 炉子出口温度对燃料流量的串级控制； 炉出口温度对燃料阀后压力的串级控制； 采用压力平衡式控制阀的控制。 ⑴ 炉出口温度对炉膛温度的串级控制
TC 出料 TC
燃料油
进料
干扰（燃料压力、性质等）先影响炉膛温度，继而影响炉出口温度，故炉 膛温度比出口温度滞后小。 用副回路来克服干扰，减小对出口温度的影响。 优点：有利于克服燃料性质变化。 注意： ① 炉膛温度的检测点位臵，选择有代表性且反应较快的点； ② 副控制器参数不应整定得过于灵敏； ③ 副控制器不引入微分作用； ④ 炉膛温度不应有大的波动； ⑤ 炉膛温度测温元件及保护套管应耐高温。
第9章 典型工业生产过程控制系统
（3）热辐射 热辐射：热能以电磁波的形式向空间发射，到达另一物体 被部分吸收又转变为热能。 在热量传递过程中伴有能量形式的转化，与导热和 对流传热的差异在于不需要任何介质进行传递。 工业上的两固体之间的相互热辐射，当一固体发射 热，另一固体只能部分吸收并部分反射，多次吸收和 反射的过程，使得热从高温传向低温物体。 净传热量与两物体的温度、形状、相对位臵以及物 体本身的性质有关。
第9章 典型工业生产过程控制系统
为了保证出口温度平稳，满足工艺生产的要求，必须对传热 量进行调节。有以下几个途径： ⑴ 调载热体的流量 目的：改变传热速率方程中的传热系数和平均温差。 ① 载热体在传热过程中不发生相变，主要改变传热系数； ② 载热体在传热过程中发生相变，主要改变平均温差。
TC 101
① 工艺介质流量过小或中 断，切断燃料气； ② 某种原因灭火时，切断燃 料气； ③ 燃料气压力不能过低，流 量不能太小； ④ 燃料压力不能过高，否则 会引起脱气灭火。
LS：低选器； BS：火焰检测器； GL1：燃料气流量过低联锁装臵； GL2：进料流量过低联锁装臵。
第9章 典型工业生产过程控制系统
TC
进料 出料
燃料油
第9章 典型工业生产过程控制系统
举例：常减压装臵加热炉控制系统
工艺：把原油加热到一定温度送至常压塔分馏。 要求：炉出口温度稳定。 常压塔 TT TT TC 温度控制：炉出口温度对炉 101 103 103 膛温度的串级控制 TT TT TC 加热炉 102 104 104 负荷控制：单回路流量控制
101 凝
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑷ 采用旁路控制
部分工艺介质经换热器，另一部分走旁 路。 特点：反应迅速及时，该方案不适用于 介质流量较大的场合，适合于能量回 收系统。 采用一般直通阀，设计时旁路流量占总 流量的10~30%。 阀位控制系统（如右下图所示） 旁通量动态响应较快、控制及时，存在 能量浪费。 旁路流量响应较快，提高了系统的动态 品质，VPC的特点是作用缓慢，逐渐 改变载热体阀的开度。最终的目标使 旁路阀开度最小。
Gd (s)
TC 101
Gd ( s)
TC 101 TT 101 FC 102 FT 102
FT 101
TT 101
FT 101
第9章 典型工业生产过程控制系统
3、加热炉的安全联锁 保护系统
联锁保护系统的作用：为安 全生产、防止事故。
进料 出料
TC BS GL2 燃料 GL1 PC LS
⑴ 燃气加热炉
PC
工艺 介质 燃料
TC
工艺介质
FC
第9章 典型工业生产过程控制系统
流量波动较大时，单回路不能保证良好雾 化，可采用右下图两方案： ① 用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来 调节雾化蒸汽； ② 燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力比值控制 。（前提条件：管道应畅通）此外，还可 采用流量比值控制。 由于加热炉负荷大、时间常数和滞后 时间较大，故单回路控制很难满足要求， 炉出口温度波动较大。
101
FSL
雾化蒸汽
PT 102
102
102
第9章 典型工业生产过程控制系统
9.2 精馏过程控制
冷剂
冷凝器 L LD
板式塔 筛板塔、泡罩塔、
精 浮阀塔、穿流塔、 进料 馏 浮喷塔、浮舌塔 F,zF 塔
开关 PC PC 回油罐 燃料油 去瓦斯罐 干气 ( 热裂解气 )
第9章 典型工业生产过程控制系统
反馈控制 实际生产中，有时会遇到进料量、进料温度变化频繁、幅度较大， 炉子时间常数大、滞后时间长等情形。用单回路或串级均很难满足要 求。 设计前馈 — 反馈控制系统 这里前馈主要用来克服进料流量（或温度）干扰。
第9章 典型工业生产过程控制系统 二、换热器的控制
换热的目的有以下4种： ① 使工艺介质达到规定的温度使生产过程正常进行； 如：重油催化裂化原料油预热，要求温度在 160~220℃之间。 ② 在过程进行中加入吸收的热量或除去放出的热量； 如：催化裂化再生器温度控制。 ③ 在工艺过程中改变物料状态； 如：常减压装臵加热炉。 ④ 热量回收。 如：分馏塔塔底换热器。
TC
FC 进料 出料
燃料油
TC
PC
进料 出料
燃料油
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑷ 采用压力平衡式控制阀 这种阀本身兼有压力控制器 功能，相当于炉出口温度对燃料 压力的串级。 例如：催化裂化装臵加热炉 控制系统 要求：把原料油加热到一定温度送给 反应器。 操作：开工时燃料为气体，出口温度 控制浮动阀；而正常生产后燃料 改为重质油，采用炉出口温度与 燃料阀后压力串级。
⑵ 燃油加热炉
① 工艺介质流量过小或中 断，切断燃料油； ② 燃料油压力过低会回火， 流量不能太小； ③ 燃料油压力过高会脱火； ④ 雾化蒸汽压力过低或中 断，造成燃料油雾化不良无法 燃烧。
TT 101 TC 101 PC 101 PT 101
LS
加热炉
FT 102
燃料油
BS 101 FT 101
PSL FSL
工艺 介质
燃料
PC TC
TT 101
回油 燃料油 工艺介质 雾化蒸汽
PC
FC
第9章 典型工业生产过程控制系统
1、加热炉的单回路控制
1）扰动分析 主要控制指标：工艺介质的出口温度。 操作手段：燃料油或燃料气的流量。 干扰因素：负荷量、进料温度、组分；燃料 油(气)压力、性质、雾化状况；空气量， 喷嘴阻力等。 2） 控制回路 PC ⑴ 主要控制系统：出口温度控制。 ⑵ 辅助控制系统： ① 工艺介质的流量控制系统；FC控制 回油 ② 燃料压力控制系统；P1C控制 燃料油 ③ 燃料油雾化蒸汽压力控制。P2C控制 燃料油流量较平稳时，②、③两个回 雾化蒸汽 路即可满足工艺要求。
第9章 典型工业生产过程控制系统
在实际进行的传热过程中，很少是以一种传热方式 单独进行，而是由两种或三种方式综合而成。 例如 间壁式传热：对流或热传导 管式加热炉：辐射室以辐射传热为主，对流室以对流 为主。
第9章 典型工业生产过程控制系统
3）传热设备的动态特点
（1）传热设备的分布参数特征 对象的输出（被控变量）不仅与时间有关，而且是物理位臵 的函数。 分布参数的分类： A、传热壁面两侧流体都无相变地进行传热，且两侧流体都没有轴向 混合时，两侧的温度将是距离和时间的函数，也就是说，两侧都 是分布参数对象，列管式、套管式换热器均属于此类。 B、两侧物流在传热过程中都有相变，两侧的温度可近似为集中参数 ，流体温度取决于所处的压力，而不是传热量。
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑵ 炉出口温度对燃料流量的串级（右 下图所示） 优点：有利于克服燃料量变化。还可 做出口温度、炉膛温度、燃料量三 参数串级（如右上图所示）。 特点：关联回路多，实施困难。 ⑶ 出口温度对燃料阀后压力的串级 优点：当燃料量小、粘度大时，流量 测量困难；而压力测量却比较方便 。（如右下图所示） 特点：应用较广。 应注意管道堵塞
第9章 典型工业生产过程控制系统
C、一侧物流有相变，则相变侧为集中参数，另一侧视为混合情况而 定。 不少传热对象具有分布参数对象，遇到分布参数时须用偏微 分方程来表示，但处理起来比较麻烦，此时也可用集中参数特性 来近似，如可将进出口温度平均值作为流体温度来看待（简单， 精度差）。 （2）纯滞后及滞后（时间常数）较大 工艺要求传热过程物质不接触，无物质交换，所以采用间壁 式换热器。传热的过程属于多容对象，带有较大的滞后，可近似 认为是具有纯滞后的多容对象。 测温元件的滞后，其保护套的滞后，给传热设备的自动控制 增加了滞后时间。
Gff (s)
FT 101
TC 101 TT 101
方案二
方案三
第9章 典型工业生产过程控制系统
⑵ 调节传热平均温度差
注意：气氨出口调节阀的作用 阀开度变化时，汽化温度的变化改变了 传热平均温差。 液位控制回路的目的：维持液位不超限， 保证足够的蒸发空间。 特点：滞后小，反应迅速。
氨 气
TC
LC
TT 101
蒸 汽
TC
方案一
凝液
第9章 典型工业生产过程控制系统
特点：方案简单、适用于载热体上游压力平稳及负荷变化小 的场合。 载热体上游压力不平稳时，采用温度与流量的串级控制（方 案二） 当主要扰动为负荷、且对出口温度控制要求高，采用前馈-反 馈控制（方案三）
FT 101 FC 101 TC 101 TT 101
TC 101
TT 101
VB
出口 温度
TT 101
VPC
S
VA
TC 101
第9章 典型工业生产过程控制系统
三、加热炉的控制
加热炉是石油化工生产过程的主要设备之 一。 作用：工艺介质的升温或气化 结构形式：箱式炉、立式炉、圆筒炉 工作原理：燃料(油)分几路(雾化喷嘴)进入 炉膛燃烧，炉膛火焰辐射给炉管，炉管 经热传导和对流再传热给工艺介质。 对象特点：炉膛热容量大、时间常数大、 滞后时间长；属多容过程；可用一阶加 纯滞后环节近似描述；理论分析比较困 难。 操作特点：温度过高使炉管内物料可能分 解、结焦，因此，严格控制加热炉出口 温度。