第1516章流体输送设备和传热设备控制1
流体输送设备的控制
流体输送设备的控制引言流体输送设备在工业生产中起到了至关重要的作用。
控制流体输送设备的运行状态和流量是确保工艺流程正常运行的关键之一。
本文将介绍流体输送设备的控制方法和技术。
控制目标流体输送设备的控制目标包括： - 维持流体输送设备的稳定运行状态； - 控制流体输送设备的流量和压力； - 调节流体输送设备的启停和速度。
控制方法1. 开关控制开关控制是最基本的一种流体输送设备控制方法。
通过控制设备的启停，可以实现对流体输送设备的控制。
开关控制的优点是简单易实现，成本低廉。
然而，开关控制不能对流体输送设备的流量和压力进行精确控制，只能实现设备的基本启停。
2. 调速控制调速控制是流体输送设备的常见控制方法。
通过控制设备的转速，可以调节流体输送设备的流量。
调速控制可以实现对流体输送设备的精准控制，能够满足不同工艺流程对流量的要求。
常见的调速控制方法包括变频调速和电阻调速。
3. 压力控制压力控制是控制流体输送设备的另一种重要方法。
通过控制设备的压力，可以调节流体输送设备的流量。
压力控制可以实现对流体输送设备的精准控制，能够满足不同工艺流程对压力的要求。
常见的压力控制方法包括调节泵的出口压力、调节调压阀的开启度等。
4. 自动控制自动控制是现代流体输送设备的常见控制方式。
通过采用传感器和执行器，可以实现对流体输送设备的自动化控制。
自动控制可以根据设定的参数和条件，自动调节设备的运行状态和参数。
常见的自动控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
控制系统流体输送设备的控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和人机界面。
传感器用于采集设备的工作状态和参数，例如流量、压力、温度等；执行器用于控制设备的启停、转速、压力等；控制器用于对传感器和执行器进行数据处理和控制算法；人机界面用于操作和监控整个控制系统。
常见的控制系统架构包括单回路控制、双回路控制和分布式控制。
单回路控制适用于简单的流体输送设备控制，只需要一个控制回路即可；双回路控制适用于复杂的流体输送设备控制，通过两个控制回路实现对设备的精确控制；分布式控制适用于大型流体输送设备控制，通过多个控制节点实现对设备的协同控制。
流体输送设备的控制培训课程
流体输送设备的控制培训课程课程简介本控制培训课程旨在帮助学员了解流体输送设备的基本原理、控制方法和常见故障排除技巧。
通过本课程的学习，学员将能够熟悉流体输送设备的工作原理，掌握流体输送设备的控制技术，提升在实际工作中的应用能力和技术水平。
课程大纲第一章：流体输送设备概述• 1.1 流体输送设备的定义和分类• 1.2 流体输送设备的应用领域• 1.3 流体输送设备的基本原理第二章：流体输送设备的控制技术• 2.1 控制系统的基本组成• 2.2 流体输送设备的控制方法• 2.3 流体输送设备的控制器及其功能• 2.4 流体输送设备的控制策略第三章：流体输送设备的常见故障排除• 3.1 故障诊断的基本原理• 3.2 常见故障的排查方法• 3.3 故障排除的注意事项课程详情第一章：流体输送设备概述本章将介绍流体输送设备的定义、分类、应用领域和基本原理。
学员将了解不同种类的流体输送设备以及其工作原理。
同时，学员还将学习流体输送设备在工业生产中的应用场景。
第二章：流体输送设备的控制技术本章将深入讲解流体输送设备的控制技术。
学员将学习控制系统的基本组成，并了解流体输送设备的控制方法，包括调速控制、流量控制等。
此外，课程还将介绍流体输送设备的控制器及其功能，以及常用的控制策略。
第三章：流体输送设备的常见故障排除本章将着重介绍流体输送设备的常见故障排除方法。
学员将学习故障诊断的基本原理和常用的排查方法。
此外，课程还会提醒学员在故障排除过程中需要注意的事项，以避免进一步损害设备或造成安全事故。
培训方式本课程采用在线视频教学的方式进行培训。
学员可以根据自己的时间安排自主学习。
课程视频将提供实际案例分析和操作演示，帮助学员更好地理解和掌握相关知识和技能。
培训目标通过本课程的学习，学员将能够达到以下目标： 1. 掌握流体输送设备的基本原理和工作方式。
2. 理解流体输送设备的控制技术，包括调速控制和流量控制等。
3. 熟悉流体输送设备的控制器和常用的控制策略。
流体输送与传热技术-[一]项目1电子教材
![流体输送与传热技术-[一]项目1电子教材](https://img.taocdn.com/s3/m/71253ac532d4b14e852458fb770bf78a65293a94.png)
模块一流体流动及应用技术项目1 流体输送系统的认识一、教学目标能力目标1．认识各类流体输送阀门、管件的结构、工作原理及规格2．认识流体输送机械的用途、分类3．认识仪表及调节控制装置4．能识读流体输送系统的工艺流程图5．能进行液体输送的操作知识目标1．对流体输送过程产生感性认识，了解流体输送在化工生产中的应用2．了解化工管路的分类、构成及标准3．了解各种材质管子的特点、规格及选用4．掌握各种管件的作用、类型5．掌握各种阀门的作用、结构、特点，了解其型号及标识6．掌握流体输送系统的构成及液体的输送方式7．了解流体输送机械的用途、分类二、工作任务工作任务实施方法及教学环境相关知识认识各种流体输送方式案例教学流体输送实训装置液体输送方式认识流体输送系统现场教学各种管件、阀门实物化工单元操作实训装置化工管路基本知识流体输送机械作用、分类仪表及调节控制装置认识并联、分支管路流体输送系统液体输送的操作实际操作流体输送实训装置工业液体输送的方式管件、阀门基本知识流体输送系统的工艺流程图流体输送仪表及调节控制装置三、理论知识1.1 流体流动及输送在工业生产中的应用流体包括液体和气体，其特征是具有流动性。
液体的体积随压力和温度的变化很小，所以一般将液体称为不可压缩性流体；气体具有明显的热膨胀性和可压缩性，称为可压缩流体。
化工生产中所处理的物料大多为流体，由于工艺的要求，常常需要把流体从一个设备输送至另一个设备，从一个车间输送至另一个车间；此外，化工生产中的传热、传质以及化学反应大多数是在流动流体中进行的，与流体的流动形态密切相关。
因此流体流动及输送在化工生产中占有非常重要的地位，是化工过程中最为普遍的单元操作之一，对于保证生产的进行、强化设备的操作及产品的成本有巨大的影响。
研究流体流动和输送主要解决以下问题。
1．流体的输送在流体输送过程中，需要选择适宜的流动速度，以确定输送管路的直径；流体输送时常要用到输送机械，需要确定流体输送机械所需功率，合理选用输送设备。
化学工程手册.第6篇 .流体输送机械及驱动装置
化学工程手册.第6篇 .流体输送机械及驱动装置全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：化学工程是一门涉及化学反应、传热传质和流体输送等多方面知识的学科，其中流体输送机械及驱动装置是化学工程中至关重要的一部分。
流体输送机械主要包括泵、阀、管道等设备，其作用是将化工生产中需要输送的各种液体、气体或固体颗粒等介质从生产设备输送至下一个设备或储存容器中。
一、流体输送机械的种类1. 泵：泵是最常见的流体输送机械，其作用是将流体从低压区域输送至高压区域。
根据其工作原理和结构不同，泵可分为离心泵、容积泵等多种类型。
2. 阀：阀是控制流体流动的装置，根据阀门的不同结构和功能，可分为截止阀、调节阀、止回阀等。
3. 管道：管道是连接泵、阀、容器等设备的重要部件，主要起到传输介质、减少阻力和防止泄漏等作用。
二、流体输送机械的选型及运行原理1. 选型原则：在选择流体输送机械时，需要考虑介质的性质（如温度、粘度、腐蚀性等）、流量要求、压力要求、工作环境等因素，选择适合的设备。
2. 运行原理：泵主要通过机械转动或电动装置产生的动力，使叶轮旋转，吸入流体并通过管道输送；阀通过控制阀门的开闭状态来控制流体的流动；管道通过设计合理的布局和降低阻力来保证流体的顺畅输送。
三、传动装置的作用及种类1. 传动装置：传动装置是流体输送机械中的重要组成部分，其作用是将原动力（如电机、发动机等）的旋转运动转换成泵、阀等设备所需的线性或旋转运动。
2. 传动配件：传动装置主要包括齿轮传动、链传动、带传动等多种形式，其中齿轮传动常用于工作负载较大的场合，链传动适用于长距离输送，带传动适用于噪音和振动要求较高的场合。
流体输送机械及驱动装置在化工生产中发挥着不可替代的作用，正确选型和运行维护对于保证生产的顺利进行至关重要。
在化学工程手册中，对于流体输送机械及驱动装置的设计原理、选型方法、使用技巧等内容进行了详细的介绍，帮助工程师们更好地理解和运用这些设备，提高生产效率和安全性。
流体输送设备的控制培训课程
流体输送设备的控制培训课程1. 前言流体输送设备在现代工业生产中起到了重要的作用。
它们被广泛应用于化工、石油、冶金、建筑等行业，用于输送液体或气体。
为了保证设备的安全运行和高效性能，对流体输送设备的控制技术进行培训显得尤为重要。
本文将介绍流体输送设备的控制培训课程内容，帮助学员更好地理解和掌握这一领域的知识。
2. 培训内容2.1 流体输送设备的基础知识在开始学习流体输送设备的控制技术之前，首先需要了解流体输送设备的基础知识。
这包括液体和气体的特性、流体力学原理、流体输送设备的分类和组成部分等内容。
通过这一部分的学习，学员可以对流体输送设备有一个全面的了解，并为后续的学习打下基础。
2.2 流体输送设备的控制技术这一部分将深入介绍流体输送设备的控制技术。
首先将学习流体输送设备的传感器技术，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
学员将了解到不同传感器的工作原理、选择和安装方法。
接下来，将学习流体输送设备的控制元件，如阀门、泵和压缩机等。
学员将了解到控制元件的分类、特点和使用方法。
2.3 流体输送设备的控制系统在掌握了流体输送设备的基础知识和控制技术之后，学员将学习流体输送设备的控制系统。
这包括控制系统的组成和原理、控制策略的选择、控制系统的调试和维护等内容。
通过学习这一部分，学员将掌握流体输送设备的控制系统的设计和运行。
2.4 流体输送设备的安全控制流体输送设备的安全控制是流体输送设备控制技术中至关重要的一部分。
学员将学习流体输送设备的安全技术要求、安全控制系统的设计和实施。
重点介绍了常见的安全控制设备和安全控制策略，以及安全控制技术的应用和操作。
3. 培训方法3.1 理论培训理论培训是流体输送设备控制培训课程的重要组成部分。
通过课堂讲解，学员将掌握流体输送设备控制技术的基本原理和方法。
讲师将通过实例和案例分析，帮助学员更好地理解和应用所学知识。
3.2 实践操作除了理论培训外，培训课程还将包括实践操作环节。
流体输送控制
2014-1-17
6
4.2.1、离心泵的基本控制
一、离心泵的特性
离心泵的压头、排量、和转速之间的 函数关系，称为泵的特性。
H K1n 2 K 2Q 2
HL n3
H为泵的压头，即泵前后的
流体静压差； n 为离心泵转速； Q为泵的排出量。 HL为泵的最大输出功率线， 即在给定的转速下，H*Q在 该压头下达到最大。
4 流体输送设备的控制
4.1 概述
在石油、化工生产过程中，因工艺的需要， 常需要将流体由低处送至高处，由低压设 备送到高压设备，为了达到这些目的，必 须对流体做功，以提高流体的能量，完成 输送任务。 流体输送控制系统的控制目标是保持被控 流量保持恒定（定值控制）或跟随另一个 流体流量变化（比值控制） 保证流体输送设备的安全运行
2 1
力 Q1为压缩机吸入口气 体的体积流量,即压力为 P1 ，温度为T1条件下的气 体体积流量。K，a由压缩 机生产厂给出。
2014-1-17
过程控制 青海大学
32
4.3.2、防喘振操作线方程
3.0
极限
喘振
P2 /P1
安
全
操
n3 n2
P2 Q K a P T1 1
Q1为压缩机吸入口气体的 体积流量,即压力为P1 ， 温度为T1条件下的气体体 积流量。K，a由压缩机生
工作点的变化过程：QM →QN →QO →QP →QN →QO →...
2014-1-17
过程控制 青海大学
30
4.3.2、防喘振操作线方程
实际喘振线是过原点的一根抛物线
P2：出口压力 P1进口压
P2 Q K a P T1 1
P2 ab 表示工作在稳定区 1 P 1 P2 表示工作在非稳定 ab （喘振）区 1 P 1 Q12 Q12
流体输送设备的控制
流体输送设备的控制在化工生产中，各种物料大多数是在连续流动状态下，或是进行传热，或是进行传质和化学反应等过程。
为使物料便于输送、控制，多数物料是以气态或液态方式在管道内流动。
倘若是固态物料，有时也进行流态化。
流体的输送，是一个动量传递过程，流体在管道内流动，从泵或压缩机等输送设备获得能量，以克服流动阻力。
泵是液体的输送设备，压缩机则是气体的输送设备。
流体输送设备的基本任务是输送流体和提高流体的压头。
在连续性化工生产过程中，除了某些特殊情况，如泵的启停、压缩机的程序控制和信号联锁外，对流体输送设备的控制，多数是属于流量或压力的控制，如定值控制、比值控制及以流量作为副变量的串级控制等。
此外，还有为保护输送设备不致损坏的一些保护性控制方案，如离心式压缩机的“防喘振”控制方案。
一、离心系的控制方案离心泵是最常见的液体输送设备。
它的压头是由旋转翼轮作用于液体的离心力而产生的。
转速越高，则离心力越大，压头也越高。
离心泵流量控制的目的是要将泵的排出流量恒定于某一给定的数值上。
流量控制在化工厂中是常见的，例如进入化学反应器的原料量需要维持恒定、精馏塔的进料量或回流量需要维持恒等1．1离心泵的工作原理及主要部件离心泵是一种最常用的液体输送设备，离心泵是依靠离心泵翼轮旋转所产生的离心力，来提高液体的压力（俗称压头）。
转速越高，离心力越大，流体出口压力越高。
离心泵类型很多用于输送不同类型的液体有清水泵、热油泵、耐腐蚀泵等。
为达到不同的流量、压头范围在泵的构造上有单吸和双吸的，有单级和双级的；若按泵轴的位置则还可以分为立式和卧式的等等。
1．离心泵的基本结构（如图1-1所示）图1-1 离心泵结构示意图1.泵体2.叶轮3.密封轴4.轴套5.泵盖6.泵轴7.托架8.联泵器9.轴承10.轴封装置11.吸入口12.蜗形泵壳13.叶片14.吸入管15.底阀16.滤网17.调节阀18.排出管离心泵的基本构造是由六部分组成的分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。
《流体输送设备操作与控制》课程标准
《流体输送设备操作与控制》课程标准
二、学习项目划分及描述1
四、考核方式
建立过程考评（任务考评）与期末考评（课程考评）相结合的方法，强调过程考评的重要性。
过程考评占70分，期末考评占30分。
五、教学资源开发与利用
（1）教材选用符合“教学做一体化”要求的自编教材。
（2）理论知识、化工仿真模拟实训、现场操作实训等内容在实训教室和实训中心进行。
（3）采用多媒体课件讲解理论知识，提高学生的学习兴趣和感性认识。
（4）利用网络教学资源，通过课程资源库平台调用选择合适的素材和资源，实现教学方式的多样化。
流体输送设备的控制方案
-
目录
1 1. 工艺流程控制 2 2. 设备运行控制 3 3. 安全控制 4 4. 自动化控制 5 5. 环保控制
0
流体输送设备的控制方案
0
流体输送设备的控制方案
1. 工艺流程控制
流体输送设备的工艺流程是设备运行的基础，因此需要对工艺流程进行严格的控制。具体 来说，需要明确各工艺流程的步骤、设备参数和操作规程，并在实际操作中严格按照要求 执行
对设备进行定期检查和维护：确保其正 常运行
对设备的运行状态进行实时监控和记录 ：及时发现和处理设备故障或异常情况
对设备的运行参数进行优化和控制：提 高设备的运行效率和稳定性
0
流体输送设备的控制方案
3. 安全控制
流体输送设备的安全控制是保证设备安全运行的重要保 障。在安全控制方面，可以采取以下措施
安装安全装置和报警系统：如压力、温度、液位等 报警装置
对设备的排放进行检测和治理：确保符 合环保标准
采用环保材料和工艺：如采用环保润滑 剂、节能电机等
0
流体输送设备的控制方案
综上所述，流体输送设备的控制方案需要从工艺流程、 设备运行、安全、自动化和环保等方面进行全面考虑和
实施
通过制定合理的控制方案，可以提高设备的运行效率和 稳定性，降低人工成本和安全风险，同时也有利于企业
对设备进行安全风险评ห้องสมุดไป่ตู้和隐患排查：及时发现和 处理安全隐患
对操作人员进行安全培训和考核：提高操作人员的 安全意识和应急处理能力
0
流体输送设备的控制方案
4. 自动化控制
流体输送设备的自动化控制是提高设备效率和降低人工成本的重要手段。在自动化控制方 面，可以采取以下措施
采用PLC或DCS控制系统：实现设备的自 动化控制和监测
流体输送与传热技术1
21
粘度与温度的关系
22
四、 流体的表面张力(surface tension)
• 液体具有附着力和粘附力，两者都是分子的吸引力，附着 力使液体能够附着到另一个物体上，而粘附力使液体抵抗 切向应力。在液体和气体的交界面处和在两种互不相容液 体的界面处，分子间附着力和粘附力产生的向外的平衡吸 引力使液体形成了一个明显的表面液膜并在液膜表面内产 生了张力，液体的这个特性称为表面张力，用符号σ表示 ，其单位是N/m。水的表面张力在结冰点和沸点之间的变 化范围为0.0075～0.0589 N/m。
表面张力与毛细现象
23
表面张力和接触角
P0 P
气体
R
液体
表面张力: -----单位长度所受拉力 (N/m)
接触角概念: 当液体与固体壁面接触时, 在液体,固体壁面作 液体表面的切面, 此切面与固体壁在液体内部所夹部分的 角度 称为接触角, 当 为锐角时, 液体润湿固体, 当 为 钝角时, 液体不润湿固体
30
40 50
0.0187
0.0192 0.0196
16.6
17.6 18.6
140
160 180
0.0236
0.0242 0.0251
28.5
30.6 33.2
60
70 80
0.0201
0.0204 0.0210
19.6
20.5 21.7
200
250 300
0.0259
0.0280 0.0298
35.8
14
流体粘性形成原因:
(1)两层液体之间的粘性力主要由分子内聚力形成
(2)两层气体之间的粘性力主要由分子动量交换形成
第15、16章流体输送设备和传热设备控制2
Process Control Engineering
第15章 流体输送设备的控制 第16章 传热设备的控制
第 11 课 北京化工大学 信息科学与技术学院自动化系 宿翀
第15章
流体输送设备的控制
15.1 概述 15.2 泵和压缩机的控制 15.3 离心式压缩机的防喘振控制
教学进程
15.1 概述
教学进程
15.3.2 防喘振控制系统
（2） 可变极限流量 P280应用实例
教学进程
15.3.2 防喘振控制系统
教学进程
15.3.3压缩机串、并联运行及防喘振控制
通过一个LS ，不论哪个压缩机出现喘振，都可以把旁 路阀打开，以防止喘振。
LS
F1C
P1
∑
F2C
F1
A
P2
F2
∑
B
P3
图15.21 压缩机串联运行时防喘振控制方案
载热体
G2
TC
图16-9
工业 介质 G1
教学进程
16.3.2 蒸汽加热器的控制
蒸汽作为热载体，工业常用 ① 控制载热体流量
蒸汽发生相变，可同时通过ΔT和传热面积控制，只 是要注意出口液体能够连续排出。
蒸汽G2
TC
G1
图16-12
凝液
教学进程
16.3.2 蒸汽加热器的控制
② 控制冷凝液排量 热载体的出口控制，通过改变F控制 控制阀控制液体，口径可以小些，液体控制平稳， 缺点：滞后
式16-11 动态纯滞后环节
求解困难 经验公式近似描述：
T2i→T1o、 G1→T1o 、 G2→T1o
G(s)
K
e 2s
(1s 1)( 2 s 1)
《流体输送设备 》课件
05
CHAPTER
流体输送设备的发展趋势
高效率化
总结词
随着工业生产对效率的要求不断提高，流体输送设备的高效率化成为发展趋势。
详细描述
高效率化的流体输送设备能够加快生产速度，提高产能，降低生产成本，从而为企业创造更大的经济 效益。
智能化
总结词
智能化是流体输送设备的另一个重要 发展趋势，通过引入先进的技术和智 能化控制系统，实现设备的自动化和 智能化运行。
详细描述
智能化流体输送设备能够提高设备的 运行效率和稳定性，减少人工干预和 操作，降低事故风险，同时为企业的 信息化和数字化转型提供支持。
环保化
总结词
随着环保意识的不断提高，流体输送设备的环保化成为必然的发展趋势。
详细描述
环保化的流体输送设备在设计、制造、使用和废弃处理等环节充分考虑环保因素，采用 环保材料和节能技术，降低设备对环境的影响，同时满足日益严格的环保法规要求。
当叶轮旋转时，液体在叶轮叶片的作用下获得能 量，提高压力和流速。
液体离开叶轮后，经过泵壳的导流作用，以一定 原理
1
往复泵是利用活塞或柱塞在缸体内的往复运动来 输送液体的泵。
2
当活塞或柱塞向前运动时，将液体吸入缸体；当 活塞或柱塞向后运动时，将液体排出缸体。
3
通过活塞或柱塞的往复运动，实现液体的连续输 送。
常见故障及排除方法
故障一
流体输送设备无法启动。排除方法：检查电源是否正常，检查电机 是否损坏，检查控制电路是否正常。
故障二
流体输送设备运行不稳定。排除方法：检查设备的机械部分是否正 常，检查电机和泵的轴承是否损坏，检查流体是否正常。
故障三
流体输送设备泄漏。排除方法：检查设备的密封件是否老化或损坏， 检查连接处是否紧固，对损坏的密封件进行更换。
流体输送设备的控制简介
智能控制还可以 实现对流体输送 设备的远程监控 和诊断，提高设 备的维护和管理 水平。
控制装置
传感器：用于检测流体的压力、温度、流量等参数 控制器：根据传感器采集的数据，控制流体输送设备的运行状态 执行器：根据控制器的指令，调节流体输送设备的运行参数 显示器：显示流体输送设备的运行状态和参数，方便操作人员监控和控制
更加智能和自动化
智能化：通过人工智能技术实现设备自主决策和优化控制
自动化：减少人工干预，提高生产效率和稳定性
远程监控：实现远程监控和控制，提高设备管理效率
集成化：将多种控制功能集成到一个系统中，提高系统集成度 和可靠性
节能环保：采用节能技术和环保材料，降低能耗和污染排放
安全性：提高设备安全性，降低事故风险和损失
执行机构
电动执行器：通过电动机驱动，实现阀门的开关和调节 气动执行器：通过压缩空气驱动，实现阀门的开关和调节 液压执行器：通过液压油驱动，实现阀门的开关和调节 手动执行器：通过手动操作，实现阀门的开关和调节
压力传感器：测量流体压 力
检测元件
流量传感器：测量流体流 量
温度传感器：测量流体温 度
液位传感器：测量流体液 位
设计方法： 采用模块 化设计， 便于维护 和更换
设计材料： 选择经济 实用的材 料，如不 锈钢、铝 合金等
设计结构： 采用紧凑 型设计， 减少占地 面积和安 装费用
设计控制： 采用自动 化控制， 减少人工 操作和维 护成本
设计安全： 考虑设备 的安全性 能，减少 事故和维 修费用
易于维护和升级
模块化设计：便于更换和升级单个模块 标准化接口：便于连接和更换不同设备 易于诊断和修复：提供故障诊断和修复指南 易于升级：支持软件和硬件升级，提高设备性能和功流体输送设备控制的重要性
流体输送设备的控制
流体输送设备的控制引言流体输送设备是一种用于输送液体、气体和颗粒物料的设备，广泛应用于工业生产过程中。
对于流体输送设备的控制，可以实现对流体的流量、压力、温度等参数进行调控，从而保证生产过程的稳定和高效运行。
本文将介绍流体输送设备的控制方法和常见的控制技术，包括PID控制、频率变换控制、自适应控制等。
通过对这些控制方法的了解，可以提高流体输送设备的控制精度和响应速度，从而提升整个生产过程的效率。
PID控制PID控制（Proportional-Integral-Derivative Control）是最常用的流体输送设备控制方法之一。
该控制方法通过对输入信号的比例、积分和微分三个部分进行调节，实现对流体输送设备的控制。
PID控制的原理是根据设定值与实际值之间的误差来调整控制器的输出信号。
比例控制部分直接根据误差大小来调整输出信号，积分控制部分根据误差的累积来调整输出信号，微分控制部分根据误差的变化率来调整输出信号。
通过综合利用三个部分的调节，可以实现对流体输送设备参数的精确控制。
频率变换控制频率变换控制是一种通过改变流体输送设备的电机驱动频率来实现控制的方法。
该方法通常用于调节流体输送设备的流量和速度。
在频率变换控制中，通过改变输送设备的电机驱动频率，可以实现对输送设备的转速进行调节。
当需要调节流体输送设备的流量时，可以通过逐渐增加或减小驱动频率来实现。
同时，通过控制电机的频率，还可以调节流体输送设备的工作效率和运行状态。
自适应控制自适应控制是一种根据流体输送设备的实时工况进行调整的控制方法。
该方法通过实时监测流体输送设备的工作状态和参数，自动调整控制器的输出信号，从而适应流体输送设备的变化。
自适应控制通常通过传感器来获取流体输送设备的实时数据，然后通过控制算法对数据进行分析和处理，最终确定控制器的输出信号。
该控制方法具有较高的灵活性和适应性，可以根据实际情况对流体输送设备进行精确的控制。
总结流体输送设备的控制是工业生产过程中的重要环节之一。
传热设备的控制
q1 q2
2020/7/13
过程控制 青海大学
10
热交换过程的传热速率方程
K 为传热系数；Fm 为传热面积； qKF mTm ΔTm 为传热壁两侧流体的平均温差.
对于逆流单程换热器，Tm 可取对数平均值
(T2o T1i)(T2i T1o) lnTT22ioTT11oi
若 T2o T1i 在1/3 -3 之间，则可用算术平均近似
操纵变量是载热体流量G2，
主要扰动变量是冷流体热量G1、冷流体入
口温度T1i和载热体入口温度T2o。
2020/7/13
过程控制 青海大学
14
换热器的静态放大系数
（扰动通道一）
冷流体流量到出口温度通道的增益K1
T10~G1
y T1o T1i T2i T1i
x1
G1c1 KF m
该通道的静态放大系数K1〈0Biblioteka 输入输出间呈过程控制 青海大学
4
传热设备的特性
研究静态特性的目的：
过程扰动分析：作为控制阀选型和控 制方案设计的基础
计算放大系数：作为系统分析和控制 器参数整定的参考
分析对象特性：作为控制阀特性选择 的依据
2020/7/13
过程控制 青海大学
5
传热设备的特性
传热设备工艺计算的基本方程式（一）
热量衡算式：热流体放出热量=冷流体 吸收热量+热损失
2020/7/13
过程控制 青海大学
23
加热炉的单回路控制
PC
TC
回油 燃料油
雾化蒸汽
PC
工艺介质 FC
2020/7/13
过程控制 青海大学
24
加热炉的串级控制（一）
流体输送设备的控制简介
13.1 泵的常规控制
泵可分为离心泵和容积泵两大类 容积泵有往复泵、旋转泵之分。在石油 化工等生产过程中，离心泵的使用最为 广泛，下面主要介绍离心泵的特性及其 控制方案。
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21.6.1321.6.13Sunday, June 13, 2021
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午11时0分44秒 上午11时0分11:00:4421.6.13
June 2021
1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist)
天才只意味着终身不懈的努力。21.5.265.26.202108:3008:30:57May-2108:30
①气量控制系统；即排量或出口压力控制，也就是负 荷控制系统。控制方式与离心泵的控制类似，如直 接节流法，改变转速和改变旁路回流量等。
②防喘振控制系统；（需要专门介绍） ③压缩机油路控制系统；（不属于过程控制的范畴） ④压缩机主轴的轴向推力、轴向位移及振动的指示与
联锁保护系统（也不属于过程控制的范畴）。
↑ 压H 头
HL
HL C hv
hf
hL
hp 排出量Q→
管路特性曲线
当系统达到稳定工作 状态时，泵的压头H必然 等于HL，这是建立平衡的 条件。左图中泵的特性曲 线与管路特性曲线的交点C， 即是泵的平衡工作点。
工作点C的流量应符合 工艺预定的要求，可以通过 改变hv或其它手段来满足这 一要求，这是离心泵的压力 （流量）的控制方案的主要 依据。
流体传送设备控制
流体输送设备控制姓名：白桠楠学号：班级：07自动化2班流体输送设备控制在石油、化工生产过程中，因工艺的需要，常需要将流体由低处送至高处，由低压设备送到高压设备，为了达到这些目的，必须对流体做功，以提高流体的能量，完成输送任务。
用于输送流体和提高流体压头的机械设备通称为流体输送设备。
其中输送液体和提高其压力的机械称为泵，而输送气体并提高其压力的机械称为风机和压缩机。
由于流体输送设备的控制主要是保证物料平衡的流量控制，因此流量控制系统中的一些特殊性和需要注意的问题都会在此出现。
为此，需要把流量控制中的有关问题再作简要的叙述。
首先流量控制对象的被控变量与控制变量是同一物料的流量，只是处于管路的不同位置，因此控制通道的特性，由于时间常数很小，基本上是一个放大倍数接近1的放大环节。
于是广义对象特性中测量变送及控制阀的惯性滞后不能忽略，使得对象、测量变送和控制阀的时间常数在数量级上相同且数值不大，组成的控制系统可控性较差，且频率较高，所以控制器的比例度必须放得大些。
为了消除余差，需引入积分作用。
通常，积分时间在0.1分到数分钟的数量级。
同时，基于流量控制系统的这个特点，控制阀一般不装阀门定位器，以免因阀门定位器引入所组成的串级副环，其震荡频率与主环频率相近而造成强烈震荡。
其次，流量信号的测量常用节流装置，由于流体通过截流装置时，喘动加大，使被控变量的信号常有脉动情况出现，并伴有高频噪声。
为此在测量时应考虑对信号的滤波，在控制系统中控制器不能加入微分作用，避免将高频噪声放大而影响系统的平稳工作，常采用比例积分调节规律。
在工程上，有时还在变送器与控制器之间接入反微分器，以提高系统的控制质量。
此外，还需要注意的是：流量系统的广义对象的静态特性呈现非线性特性，尤其是采用节流装置而不加开方器进行流量的测量变送。
此时，常通过控制阀流量特性的正确选择，对非线性特性进行补偿。
至于对流量信号的测量精度要求，一般除直接作为经济核算用外，无需过高，只要稳定，偏差小就行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
●缺点： 机械效率低（消耗在阀上）
●场合： 常用，但排量小于正常排量的30%时要调整
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.1 离心泵的控制
（2）改变泵的转速 通过改变泵的转速改变工作点
目前主要通过变频器控制电机的转速
变频器近年发展比较快，功能、可靠性大大提高，价格下降。
管路总压力阻力 HL=hp+hL+hf+hv
系统稳定工作： H = HL 因此，可以通过hv或其他手段改变H压力（流量）
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.1 离心泵的控制
（1）直接节流法
改变直接节流阀的开度，改变平衡工作点的位置C
注意：控制阀一定要装在阀的出口位置，否则会出现 “气缚”和“气蚀”现象，对离心泵产生损坏。
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3 离心式压缩机的防喘振控制
15.3.1 喘振现象及原因
离心式压缩机的负荷低于一定的值后，气体的正常 输送被破坏，气量忽多忽少，发生强烈振荡——“气 喘”声音，严重破坏机器设备。
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3.1 喘振现象及原因
HL1 C1
HL2 C2 HL3
FC
H
C3
Q (a)流量特性
(b)控制方案
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.1 离心泵的控制
“气缚”——hv使得入口压力下降，使液体部分汽化， 使泵的出口压力下降，排量降至零
“气蚀”——hv使得部分汽化的气体到达出口，受压缩重新 凝聚成液体，对泵内机件产生冲击
不同的转速，离心泵的极限流量也不一样
p2/p1
喘振区
n3 n2 n1
Qp1 Qp2 Qp3 Q
产生喘振的直接原因是负荷的下降
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3.1 喘振现象及原因
另外，有些工艺原因也可以导致喘振 （1） 气体吸入状态的改变
喘振线
管路特性
p2/p1
T1 ， M1 ，p1
教学进程
15.2.1 离心泵的控制
（3）改变旁路回流
FC
●优点： 控制阀口径，调节方便
●缺点： 回路，能量消耗大
（未充分使用） ●场合： 有一定应用
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.2 容积式泵的控制方案
往复泵：活塞式、柱塞式 旋转泵：齿轮式、螺杆式 排量的大小与管路的阻力无关， 只取决于泵的冲程及往复频率 不能采用节流方法控制
p2/pl
T M
p2/pl～Q M1
QM 喘振产生的原因：
Q 图15.8 离心式压缩机工作曲线
T点右恻，稳定工作区
P2/P1 ↓ Q↑ P2/P1↑
T点左恻，不稳定工作区
P2/P1 ↓
T点对应的流量——极限流量
Q↓ P2/P1↓
喘振区
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3.1 喘振现象及原因
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3.2 防喘振控制系统（ Nhomakorabea）固定极限流量
Q1>Qp，旁路阀关死
Q1<Qp，旁路阀打开，
部分出口气体返回到入
口，使Q1>Qp
此种方案中，Qp是固定
吸
值，正确选择Qp值是关
入
键.
选 择 最 大 转 速 下 的 Qp 作为FC的设定值，
压缩机 FC
此方法也可以取代控制阀，实现流量控制
HL H
FC 调转速
n3 n1n2
电动机
(a)流量特性 Q
(b)控制方案
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.1 离心泵的控制
●优点： 机械效率高，节能 ●缺点： 调速设备费用高
●场合： 多用于大功率的离 心泵
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2 泵和压缩机的控制
15.2.1离心泵的控制 离心泵特性曲线
压头H
a
n4 n3 n2 n1
a
排出量Q 另外，管路系统的压力也对泵的特性有影响
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.1 离心泵的控制
管路阻力： （1）管路两端的静压差hp （2）管路两端的静液柱高度，即升扬高度hL （3）管路的摩擦损失hf （4）控制阀两端的节流损失hv
排出 循环
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3.2 防喘振控制系统
第1516章流体输送设备 和传热设备控制1
2020/11/25
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
第15章
流体输送设备的控制
15.1 概述 15.2 泵和压缩机的控制 15.3 离心式压缩机的防喘振控制
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.1 概述
流体：液体或气体 液体传送——泵 气体传送——风机或压缩机
H
n1 n2 n3
压 头
排出量 Q
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.2 容积式泵的控制方案
常见的控制方案：
（1） 变频调速 （2） 旁路法
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.3 压缩机的控制方案
气体增压及输送设备 离心式、往复式 离心式应用比较多
Q
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3.1 喘振现象及原因
（2） 管路阻力的变化
p2/p1
阻力
Q
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.3.2 防喘振控制系统
控制喘振： 限制压缩机流量不小于极限流量Q1>Qp，
方法： 部分回流，既满足工艺要求，又使Q1 >Qp
●优点： P273
●缺点： 需要保证运行的安全 性，如“喘振”、功率 大、转速快
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2.3 压缩机的控制方案
主要自控系统： （1）气量控制：与离心泵相似 （2）防喘振控制 （3）油路控制：油温、油压联锁安全 保护（电气控制） （4）轴推力、轴位移及连锁保护控制
控制目标：流量、压力控制，安全保护控制
第1516章流体输送设备和传热设备 控制1
教学进程
15.2 泵和压缩机的控制
15.2.1离心泵的控制
离心泵的叶轮在电动机的带 动下做高速旋转运动，产生离心力。
泵速越高，离心力越大，出口压 头越高。 出口流量增大，出口压力降低。
离心泵特性公式：
■ 性能
流量Q 140~1800m3/h 扬程H 9~125m 进口直径 150~600mm