换热器热流出口温度控制
化工单元操作试卷B(答案)
《化工单元操作技术》职业技能鉴定试卷 B 答案一填空题1.水、电、蒸汽、风的消耗属于（动力消耗）。
2.分馏塔的操作费用主要决定于重沸器的（加热蒸汽或其它（加热介质）消耗量）及冷凝器的冷却水（或其它冷却介质）的消耗量。
3.精馏与蒸馏的的区别在于（回流）4.相对挥发度愈大，液体混合物分离愈（容易）5.回流比是影响分馏操作（操作费用）和（投资费用）的重要因素。
6.正常操作时，塔板阀孔的泄漏量不应大于液体流量的（ 10% ）。
7.浮阀在安装时，要求开启（灵活），开度（一致），没有卡涩现象。
8.液体负荷太大引起的淹塔应减小进料量及（调小回流量）。
9. 需检修的管道，设备与生产系统隔绝的方法有（加盲板法）和（拆除管线法），决不能采用加水封或关闭阀门的办法。
10.灭火的基本方法是（隔离法），（窒息法），（冷却法）（抑制法）。
11.燃烧具备的三个条件（可燃物），（助燃物），（火源）。
12.爆炸的形式（物理性爆炸），（化学性爆炸），（核爆炸）。
13.消防上的三懂（懂火灾危险性），（懂扑救方法），（懂预防措施）。
14.在分馏塔中沸点最（低）或（饱和蒸汽压）最高的组分最易从塔顶馏出。
15.回流比为回流量与(顶产品量)之比。
二选择题1.须进行三级安全教育的对象，最准确说法是（ c ）a、新入厂职工b、外来人员c、新入厂职工，外来人员及厂内调换新岗位的在职职工2.蒸汽锅炉爆炸属于（ a ）a、物理爆炸b、化学爆炸c、核爆炸3.关于燃烧，正确的说法是（ a ）ａ、发热发光剧烈的化学反应ｂ、发热发光的现象ｃ、剧烈的化学反应4.下列符号中表示毒物毒性指标的是（ a ）a、ld50b、macc、ct5.安全阀应（ b ）安装，并应装设在容器或管道气相界面上。
a、水平b、垂直c、倾斜6.安全阀的开启压力应调节为容器最高操作压力的（ c ）a、 1.0 倍b、 1.05 倍c、 1.1 倍7.在缺氧的环境下你应选用下列那种防毒面具（ c ）ａ、防尘口罩8.当相对挥发度（ b ｂ、防毒口罩ｃ、长管式防毒面具）时，不能用普通精馏的方法分离混合液。
换热运行工安全操作规程范本
换热运行工安全操作规程范本一、引言换热器是工业生产中常见的设备，其作用是进行热量传递。
为了确保换热器的正常运行和人身财产的安全，制定本安全操作规程，明确换热运行过程中的各项注意事项和操作要求。
二、换热器的日常巡检及维护1. 进行巡检前，必须确保换热器已停止运行，并且冷却至安全温度以下。
巡检前，必须确保工程师已对换热器进行了封堵，老化的管道和设备已得到相应修复。
2. 巡检时，必须按照相关规定使用个人防护装备，如防护镜、耳罩和手套等，以确保巡检人员的安全。
3. 检查换热器表面有无明显的泄漏迹象，并检查与管道连接的紧固螺丝是否松动。
如发现泄漏或螺丝松动的情况，应立即上报并进行维修。
4. 定期检查换热器冷却系统的运行情况，确保冷却液的循环正常。
同时也要检查换热器支承架是否稳固，及时进行补充和调整。
5. 防止换热器过载运行，必须定期检查换热面积、换热介质流量和温度的监测仪表的准确性，并进行相应的调整。
三、换热器的启动和停机操作要求1. 启动时，应确认换热器内部无人员作业，并采取适当的安全措施，如设置有效的警示标识，确保他人不会误入操作区域。
2. 启动过程中，应逐步开启换热介质进出口阀门，确保流量的平稳过渡。
同时要观察换热器运行参数，确保各项指标达到安全范围。
3. 停机前，必须将所有介质阀门关闭，并确保换热器内部压力已排空。
停机后应进行必要的设备检查和维护，并安排专业人员对换热器进行定期保养。
四、换热器事故应急处理1. 一旦发生换热器泄漏，应立即切断介质供应，并及时启动泄漏报警装置。
同时，采取紧急措施以防止泄漏物进一步蔓延。
2. 在无特殊指示或无特别的安全保护措施下，禁止进行修复、封堵或拆卸工作。
必须等待专业人员到达现场，并按照相关程序进行处理。
3. 必须配备适当的泄漏应急处理设备，如泄漏清除器、泄漏控制器等，以在事故发生时快速处置。
五、换热器操作时的安全注意事项1. 在进行换热器操作前，必须严格按照操作规程和工艺要求进行操作，并经过相关人员的审批。
传热学_郑州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
传热学_郑州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.流体由直管流到弯曲管或螺旋管，对流换热系数将参考答案:增大2.一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知【图片】=0.5【图片】，【图片】=0.6，则【图片】=参考答案:0.33.下述几种方法中，无法强化传热的方法是哪一种?参考答案:增大当量直径_夹层抽真空_加遮热板4.按照是否添加外部动力，强化传热技术可分为有源技术和无源技术两大类。
参考答案:正确5.自然界和工程中的下列现象哪个不是非稳态导热过程？参考答案:管壳式换热器正常运行过程6.“善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射力越大，其吸收比也越大。
参考答案:错误7.下面属于黑体辐射基本定律的是参考答案:兰贝特定律_斯忒藩-玻尔兹曼定律_普朗克定律_维恩定律8.能够全部吸收各种波长辐射能的理想物体称为:参考答案:黑体9.普朗克定律揭示了黑体光谱辐射力按和变化的分布规律。
参考答案:波长，热力学温度10.热量传递过程的推动力是：参考答案:温度差11.内节点离散方程的建立只能利用泰勒级数法。
参考答案:正确12.内节点离散方程的建立可以运用哪些方法？参考答案:热平衡法；_泰勒级数法；13.以下属于代数方程组求解方法的是参考答案:消元法14.描述黑体的光谱辐射力与波长和绝对温度之间的函数关系称为参考答案:普朗克定律15.加热炉外壁面与环境间的传热属于下述哪种传热方式？参考答案:复合传热16.物体能够发射热辐射的最基本条件是下述哪一个?参考答案:温度大于0K17.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是：参考答案:热辐射18.流体刚流入恒温壁的管道作层流流动时，其局部对流换热系数沿管长参考答案:减小19.矩形管道内、椭圆形管道内、环形通道内、三角形通道内等的流动传热，用于计算雷诺数、努谢尔特数的特征尺度一般都取长边的尺寸。
参考答案:错误20.两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为120℃和400℃的铁板上，400℃铁板上的水滴将先被烧干参考答案:错误21.只要壁面温度高于系统压力对应的饱和温度，流体就会发生沸腾参考答案:错误22.冷凝过程中主要热阻来源为液膜导热热阻参考答案:正确23.竖壁倾斜后凝结换热系数将会增加参考答案:错误24.实际工程中发生的膜状凝结过程，往往比较复杂，受各种因素的影响。
列管式换热器工艺流程
1、压力、温度、流量、液位的代号 2、显示、控制的代号
【答案】
1、压力P、温度T、流量F、液位L 2、显示I、控制C
〖新课导入〗
通过前面的课程学习，我们认识了一些仪表 、控制器，以及控制器的控制方法。在工厂 中还有其它仪表、控制器，而且某些控制器 的控制方式也有些不同，本节将继续学到一 些。
动画1_5_8_2列管式换热器工艺流程
二、主要的仪表
列管式换热器中重要仪表及相关参数如下： 表1_5_8_2主要仪表参数
位号 FIC101 TIC101 PI101 TI101 PI102 TI102 TI103 TI104 FI101 FI102 Evap.rat
说明 冷流入口流量控制 热流入口温度控制 冷流入口压力显示 冷流入口温度显示 热流入口压力显示 冷流出口温度显示 热流入口温度显示 热流出口温度显示 流经换热器流量 未流经换热器流量 冷物流出口气化率
一、列管式换热器工艺流程
本节利用管式换热器学习换热工艺的操作。由一种沸点:198.25℃的 冷物流，初温92℃时由泵P101A/B送至换热器E101的壳程，通过与 管程热物流温度交换后加热至145℃输送入后续单元,并有20%物流 被汽化。冷物流流量由流量控制器FIC101控制,正常流量为 12000kg/h。而225℃热物流经过泵P102A/B一部分输送到换热器 E101与注经壳程的冷物流进行热交换,另一部分热物流与经过换热 后的热物流混合后输送下一单元，并由TIC101控制温度为177℃。
〖答案〗 1、TIC101开度为50，FIC101、FIC102的流量均为10000kg/h。 2、TIC101开度为0，FIC101流量减小直至消失；FIC102流量增大至20000kg/h。 3、TIC101开度为100，FIC102流量减小直至消失；FIC101流量增大至20000kg/h。
06 换热器热流出口温度控制
15
实验步骤
整定控制器参数。
当比例增益Kc取1时，改变热流出口温度TI1104的SP，如从 120℃变为130℃，当TI1104稳定后再将SP从130℃改为 120℃，观察并记录TI1104的响应曲线。
控制器参数 Ti ----
0.85Tk 0.5Tk
Td ------0.13Tk
计算出控制器参数之后，先将K---c放在比计算值稍小一些
（一般小20%）的数值上，再依次放上Ti和Td的值，最后再
将K---c放回到计算值上即可。修改SP的值加入阶跃干扰，观
察1104的响应曲线，看衰减比是否达到4:1。
0.5Ts 0.3Ts
Td ------0.1Ts
计算出控制器参数之后，先将Kc放在比计算值稍小一些（一
般小20%）的数值上，再依次放上Ti和Td的值，最后再将Kc放
回到计算值上即可。施加扰动，观察换热器热流出口温度的
响应情况。
30
PID控制器参数的工程整定法
衰减振荡法
1.将TI1104设定值从120变为130，记录TI1104的响应曲线。 2.待TI1104稳定后，将TI1104设定值从130再变为120，记录 TI1104的响应曲线。 3.待系统稳定之后，手工将FV1105开度设置为40，观察 TI1104曲线的变化趋势。 4.当TI1104稳定后，再将FV1105开度调回到30，等待TI1104 稳定。
根据比例控制器的特点，不断修改Kc的值，每修改一次都要 通过改变SP来加入阶跃扰动，直到热流出口温度曲线出现4:1 衰减。观察并记录TI1104的响应曲线，同时记录下此时Kc的 值。
(自由练习作业)河北科技大学化工系统工程-课程作业
课程作业一：换热网络设计设计一个换热网络，该系统包含的工艺物流为3个热物流和3和冷物流，物流数据如下表所示，规定最小的允许传热温差为20℃。
假设热交换过程无相变，无热损失。
要求按照公用工程最省的原则设计出换热网络，并计算换热面积。
课程作业二：换热网络设计设计一个换热网络，该系统包含的工艺物流为3个热物流和3和冷物流，物流数据如下表所示，规定最小的允许传热温差为30℃。
假设热交换过程无相变，无热损失。
要求按照公用工程最省的原则设计出换热网络，并计算换热面积。
课程作业三：流程模拟策略由氯气和乙烯制二氯乙烯的流程见下图。
已知氯气（含96%氯、4%不凝性惰性气体）和乙烯的进料流量均为80kmol/h，设无副反应，乙烯的反应转化率为90%，分离塔为锐分离器，分割比u（放空分率）为5%，不考虑温度和压力的影响。
分别用序贯模块法和联立方程法求系统中所有流股的状态（包括流量、各组分的摩尔分率）。
8课程作业四：ASPEN模拟模拟二氯二甲烷（DEC）催化裂解制氯乙烯（VCM）的反应工艺，流程图如下：70 F390 psi 10 deg F subcooling已知条件：反应式为 CH2CL-CH2CL ——HCL + CHCL=CH2；CH2CL-CH2CL转化率=0.55；计算方法： RK-SOAVE；原料二氯二甲烷的进料量、温度和压力以及反应器、冷凝器、泵的操作条件在流程图中已给出，下面给出精流塔COL1、COL2的操作条件：COL1：塔板数15 stages、回流比RR=1.082、D:F=0.354、进料板:tray 7、压力为367 psiCOL2：塔板数10 stages、回流比RR=0.969、D:F=0.550、进料板:tray 6、压力为115 psi要求：1．由上述已知条件建立一个流程模块并给出下列结果：（保存为aspen-1.bkp）反应器(REACTER)热负荷：冷却器(QUENCH)热负荷：冷却器(QUENCH)出口温度：COL2塔顶冷凝器和塔底再沸器热负荷：在产品中VCM的浓度：2．在反应器中DEC的转化率在0.50-0.55之间变化，做一个灵敏度分析，被调节变量为反应器的热负荷和冷却器的热负荷。
热交换器温度控制系统课程设计
热交换器温度控制系统一．控制系统组成由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。
图1换热器出口温度控制系统流程图控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。
被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。
二、设计控制系统选取方案根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。
其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。
对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。
以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。
换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。
热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。
冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。
在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。
在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。
多级离心泵的转速由便频器来控制。
换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。
换热器热流出口温度控制
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以工业上常用的列管式换热器为例,热流体和冷流体通过对流热传导达到换热的目的,从而使换热器物料出口温度满足工业生产的需求。
但由于目前制造工艺的限制,控制方式的单一性,换热器普遍存在控制效果差,换热效率低的现象,造成能源的浪费。
如何提高换热器的控制效果,提高换热效率,对于缓解我国能源紧张的状况,具有长远的意义。
本课题来源于对SMPT—1000实验平台换热器的研究，对于换热器热流出口温度的控制，使用PID控制来进行调节，通过不断的调整其参数，确定一个比较准确的参数值，通过调整冷水阀的开度调整其流量来控制热流的出口温度。
本设计利用PCS7来完成整个系统自动控制，通过PCS7软件对系统进行硬件和软件组态，完成控制出口温度的编程，最后通过人机界面监控维护控制系统正常运行。
关键词换热器;温度;PID控制;PCS7AbstractHeat exchanger as a standard process equipment has been widely used in the field of power engineering and other process industries. In the industry commonly used shell and tube heat exchanger, for example, the hot fluid and cold fluid heat transfer by convection heat transfer to achieve the purpose, so that the heat exchanger outlet temperature of the material to meet the needs of industrial production. However, as the manufacturing process constraints, control unity, common heat exchanger control is poor, the phenomenonof low heat transfer efficiency, resulting in waste of energy. How to improve the control performance of the heat exchanger to improve heat transfer efficiency, to ease China's energy shortage situation, have long-term significance.The design comes from the SMPT-1000 test platform research exchanger for heat exchanger outlet temperature control, the use of PID control to adjust, through continuous adjusting its parameters to determine a more accurate parameter values by adjusting opening of the cold water valve to control the flow of adjustment of the outlet temperature of the heat flow.This design uses PCS7 to complete the system of automatic control by PCS7 software on the system hardware and software configuration, complete control of the outlet temperature of the programming, the last operating normally by HMI monitoring and control system.Keywords Heat;temperature; PID control; PCS7目录 TOC \o "1-3" \h \z \uHYPERLINK \l "_Toc421781690" 摘要 PAGEREF_Toc421781690 \h IHYPERLINK \l "_Toc421781691" Abstract PAGEREF_Toc421781691 \h IIHYPERLINK \l "_Toc421781692" 目录 PAGEREF_Toc421781692 \h IIIHYPERLINK \l "_Toc421781693" 第1章绪论 PAGEREF_Toc421781693 \h 1HYPERLINK \l "_Toc421781694" 1.1换热器设备 PAGEREF_Toc421781694 \h 1HYPERLINK \l "_Toc421781695" 1.2 选题背景及意义 PAGEREF _Toc421781695 \h 1HYPERLINK \l "_Toc421781696" 1.3国内外研究现状及发展史PAGEREF _Toc421781696 \h 2HYPERLINK \l "_Toc421781697" 1.4本设计主要内容 PAGEREF_Toc421781697 \h 4HYPERLINK \l "_Toc421781698" 1.5 本章小结 PAGEREF_Toc421781698 \h 4HYPERLINK \l "_Toc421781699" 第2章系统工艺流程及算法控制PAGEREF _Toc421781699 \h 5HYPERLINK \l "_Toc421781700" 2.1 SMPT-1000实验平台及换热器PAGEREF _Toc421781700 \h 5HYPERLINK \l "_Toc421781701" 2.2 换热器 PAGEREF_Toc421781701 \h 6HYPERLINK \l "_Toc421781702" 2.2.1 高阶换热器 PAGEREF_Toc421781702 \h 6HYPERLINK \l "_Toc421781703" 2.2.2换热器工作原理 PAGEREF _Toc421781703 \h 6HYPERLINK \l "_Toc421781704" 2.3 PID控制 PAGEREF_Toc421781704 \h 7HYPERLINK \l "_Toc421781705" 2.3.1 PID基本介绍 PAGEREF_Toc421781705 \h 7HYPERLINK \l "_Toc421781706" 2.3.2 参数整定 PAGEREF_Toc421781706 \h 10HYPERLINK \l "_Toc421781707" 2.3.3 主要功能和应用 PAGEREF _Toc421781707 \h 12HYPERLINK \l "_Toc421781708" 2.4控制系统的设计 PAGEREF_Toc421781708 \h 13HYPERLINK \l "_Toc421781709" 2.4.1温度控制特点 PAGEREF_Toc421781709 \h 13HYPERLINK \l "_Toc421781710" 2.4.2 换热器温度控制系统PAGEREF _Toc421781710 \h 13HYPERLINK \l "_Toc421781711" 2.5本章小结 PAGEREF_Toc421781711 \h 15HYPERLINK \l "_Toc421781712" 第3章基于PCS7实现系统控制PAGEREF _Toc421781712 \h 16HYPERLINK \l "_Toc421781713" 3.1 PCS7简介 PAGEREF_Toc421781713 \h 16HYPERLINK \l "_Toc421781714" 3.2 PCS7作用 PAGEREF_Toc421781714 \h 16HYPERLINK \l "_Toc421781715" 3.3 PCS7控制系统结构 PAGEREF _Toc421781715 \h 17HYPERLINK \l "_Toc421781716" 3.4工程项目的建立 PAGEREF_Toc421781716 \h 18HYPERLINK \l "_Toc421781717" 3.5 控制系统硬件设计与组态PAGEREF _Toc421781717 \h 19HYPERLINK \l "_Toc421781718" 3.5.1 硬件系统组成 PAGEREF _Toc421781718 \h 19HYPERLINK \l "_Toc421781719" 3.5.2 硬件选型选型以及通讯PAGEREF _Toc421781719 \h 20HYPERLINK \l "_Toc421781720" 3.5.3 操作员站组态 PAGEREF _Toc421781720 \h 22HYPERLINK \l "_Toc421781721" 3.5.4 网络连接组态 PAGEREF _Toc421781721 \h 23HYPERLINK \l "_Toc421781722" 3.6软件组态 PAGEREF_Toc421781722 \h 23HYPERLINK \l "_Toc421781723" 3.6.1系统软件程序 PAGEREF_Toc421781723 \h 23HYPERLINK \l "_Toc421781724" 3.6.2与硬件地址的连接 PAGEREF _Toc421781724 \h 24HYPERLINK \l "_Toc421781725" 3.6.3系统报警软件程序 PAGEREF _Toc421781725 \h 25HYPERLINK \l "_Toc421781726" 3.7人机界面创建 PAGEREF_Toc421781726 \h 25HYPERLINK \l "_Toc421781727" 3.8 过程趋势画面的创建 PAGEREF _Toc421781727 \h 26HYPERLINK \l "_Toc421781728" 第4章控制系统的投运 PAGEREF _Toc421781728 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781729" 4.1运前的准备工作 PAGEREF_Toc421781729 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781730" 4.2副环参数整定 PAGEREF_Toc421781730 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781731" 4.3主环参数整定 PAGEREF_Toc421781731 \h 28HYPERLINK \l "_Toc421781732" 4.4控制系统的仿真运行 PAGEREF _Toc421781732 \h 29HYPERLINK \l "_Toc421781733" 4.4.1 热流出口温度 PAGEREF _Toc421781733 \h 29HYPERLINK \l "_Toc421781734" 4.4.2 系统扰动测试 PAGEREF _Toc421781734 \h 30HYPERLINK \l "_Toc421781735" 第5章总结 PAGEREF_Toc421781735 \h 31HYPERLINK \l "_Toc421781736" 参考文献 PAGEREF_Toc421781736 \h 32HYPERLINK \l "_Toc421781737" 谢辞 PAGEREF_Toc421781737 \h 34第1章绪论1.1换热器概述换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。
顺逆流换热器部分冷热流体温度凸凹变化的数学解析
顺逆流换热器部分冷热流体温度凸凹变化的数学解析热工学中，换热器是一种重要的设备，它主要作用是使两种流体在温度不受外界影响的情况下，快速而又稳定地相互传递热量，从而达到节约能源的目的。
然而，在顺换热器中，热热流体和冷流体的温度在换热过程中会出现凸凹变化，对此凸凹变化定量地分析及解析十分必要。
一般情况下，顺换热器的结构可以分为三个部分：进口部、中央部和出口部。
流体在进口部分的温度比出口部温度要高，而中央部分的温度比进口部温度要低，因此，温度在进口部到出口部之间会出现凸凹变化的情形。
在探讨顺换热器冷热流体温度凸凹变化的数学解析时，必须首先考虑换热器的内热流、外热流、内热质流以及外热质流之间的关系。
这些关系可以用四个不等式比较清楚地表示出来，即：热流=外热流热质流热质流热流热流热质流>外热质流根据以上公式可以看出，内热流和外热流的大小可以用内热质流和外热质流之间的差值来表示，因此，可以用该差值来表示换热器内外流体温度的凸凹变化。
通过数学解析，可以建立一个关于换热器内外流体温度凸凹变化的方程：即：T_i=T_o+Aexp(-bt)其中，T_i表示换热器进口部分流体的温度，T_o表示换热器出口部分流体的温度，A与b分别表示换热器内外流体温度凸凹变化的幅度和速度，t表示换热器内外流体温度的凸凹变化的时间。
上述数学解析的方程可以用来描述换热器内外流体温度的凸凹变化，但是该方程仍有许多变量，因此需要通过实验确定A和b的值，才能在实际工程中正确地使用该解析方程。
综上所述，以《顺换热器冷热流体温度凸凹变化的数学解析》为标题，可以通过对换热器内热流、外热流、内热质流以及外热质流之间的关系进行分析，确定一个关于换热器内外流体温度凸凹变化的解析方程，从而定量地分析凸凹变化的情形。
也就是说，该数学解析方程可以有效地表述换热器内外流体温度的凸凹变化，对于提高换热器的热效率有着重要的意义。
因此，除了对换热器内外流体温度凸凹变化的数学解析，在提高换热器的热效率方面，应该从其他角度来考虑，比如换热器的结构设计、内外流体的传热特性以及环境因素等等。
基于DCS的换热器蒸汽出口温度控制
变给 定值 和 施 加 扰 动等 测试 实现 了 对 温度 参数 Ｔ Ｉ １ ０ ４的 精 确 控 制 。
关键词 ． Ｐ Ｃ Ｓ ７ 蒸 汽 温度 控制 组 态
中图 分 类 号
Ｔ Ｈ ８ ６ ２ ． ６
文 献 标 识 码 Ｂ
文 章 编 号 １ ０ ０ ０ — ３ ９ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ９ １ ７ － ０ ３
锅 炉 是 石 油 化 工 和 电 厂 工 业 过 程 中非 常 重 要
的动力 设备 ， 换 热器是 锅 炉系统 的重 要设 备 之一 ，
换 热器 可分 为 加 热器 和冷 却 器 两类 ， 加 热 器 主要 用 于冷 流 体 升 温 ； 冷却器则 用于热流体 降温…。 Ｄ Ｃ Ｓ是 计算 机技 术 、 控制 技 术 和 网络技 术 高度 结
点 Ｊ 。该 系统 的所 有 硬件 都 基 于 统 一 的 硬件 平
台， 所 有软 件也都 全 部集 成 在 Ｓ Ｉ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｃ程 序 管理
器下。
图１ 换 热 器 热 流 出 口温 度 控 制 流 程
１ 温 度 控 制 流 程 简 述
模块 连接 到 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ 总 线 上送 至 主控 制 器 。从 结
往 现 场 的执 行 信 号 通 过４ ８ ５ 通 信 由Ｐ Ｍ１ ２ ５ 转 换
收稿 １ ３期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ ． １ ５ （ 修改稿 ） 基金项目 ： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ６ １ ０ ７ ４ ０ ２ ２ ）
第 ７期
王
燕等． 基于 Ｄ Ｃ Ｓ的换 热器 蒸 汽 出 口温度 控 制
９ １ ９
３ 控 制 效 果
换热器工作原理
换热器工作原理引言概述：换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它通过传导、对流和辐射等方式，实现热量的传递和平衡。
本文将详细介绍换热器的工作原理，包括热量传导、对流换热、辐射换热、换热器的类型和应用。
一、热量传导1.1 热传导的基本原理热传导是指热量通过物质内部的分子振动和碰撞传递的过程。
它遵循热量从高温区向低温区传递的规律，符合热力学第二定律。
热传导的速率与物质的导热性能有关，导热性能好的物质能够更快地传递热量。
1.2 热传导的影响因素热传导的速率受到多个因素的影响，包括物质的导热系数、温度差、物质的厚度和面积等。
导热系数是物质传导热量的能力，不同物质的导热系数差异很大。
温度差越大，热传导速率越快。
物质的厚度和面积越大，传导热量的能力越强。
1.3 热传导的应用热传导在换热器中起着重要作用。
通过合理设计换热器的传热面积和材料选择，可以提高热传导效率，实现热量的高效传递。
在工业生产中，热传导广泛应用于蒸汽发生器、冷凝器等热交换设备。
二、对流换热2.1 对流换热的基本原理对流换热是指热量通过流体的对流传递的过程。
在对流换热中，热量通过流体的传导和对流两种方式进行传递。
对流换热的速率与流体的流速、温度差、流体的物性等有关。
2.2 对流换热的影响因素对流换热的速率受到多个因素的影响，包括流体的流速、温度差、流体的物性、流体的流动方式等。
流速越大，对流换热速率越快。
温度差越大，热量传递越快。
流体的物性如导热系数、比热容等也会影响对流换热的效果。
2.3 对流换热的应用对流换热广泛应用于换热器中，例如散热器、冷却塔等。
通过合理设计换热器的流体通道和流速，可以提高对流换热效率，实现热量的快速传递。
在工业生产中，对流换热被广泛应用于空调系统、汽车发动机冷却系统等领域。
三、辐射换热3.1 辐射换热的基本原理辐射换热是指热量通过电磁辐射传递的过程。
所有物体都会发射电磁辐射，辐射的强度与物体的温度有关。
管壳式换热器流场温度模拟
管壳式换热器流场温度模拟管壳式换热器是一种常见的换热设备，其工作原理是通过将热介质在内外两个流体之间传递热量，以达到加热或冷却的目的。
在管壳式换热器的设计和工作中，对其流场的温度分布进行模拟研究可以帮助我们更好地理解其工作原理和优化其性能参数，提高换热效率和节能效果。
管壳式换热器的流场温度模拟需要考虑多种因素，如流体流动情况、管壳材料和厚度、进出口流量和温度等。
以下是一个基于总体能量平衡和质量守恒定律的简单模拟方法：首先，我们需要建立管壳式换热器的几何模型，并确定其材料和尺寸参数。
然后，根据设定的进出口流量和温度，求解内部流体的速度、温度和压力分布。
使用流体动力学模拟方法，如CFD（Computational Fluid Dynamics）模拟，可以计算出管壳式换热器内的流场参数，包括流速、流量、压力、梯度、温度和热传导率等。
同时，在进行流体力学模拟的过程中，还需要考虑流体中的传热、传质和化学反应等物理现象，并建立相应的物理模型和数学方程式。
根据传热学理论，可以使用热传导方程和对流方程求解管壳式换热器内的温度分布。
在这些方程式中，需要输入相应的物性参数，如流体热导系数、比热容、密度和黏度等。
为了在模拟中考虑流体与壳体之间的热传导影响，还需要对管壳内部的材料特性进行建模分析。
根据材料学原理，可以使用热传导方程求解管壳内的温度分布，并考虑材料的导热系数、比热容、密度和热膨胀系数等参数，以评估壳体的抗热性和保温效果。
在对管壳式换热器流场的温度模拟中，还需要考虑流体的多相流动情况。
多相流是指在流体中混杂着气体、液体或固体颗粒的情况，例如在汽油或化工工业中流体中时常被混入了空气、气泡或颗粒。
在这种情况下，我们需要将管壳式换热器的流体流动建模为多相流动，并采用相应的数学模型和计算方法，如VOF（Volume of Fluid）方法或欧拉、拉格朗日方法。
最后，通过对管壳式换热器流场的温度模拟研究，我们可以得到不同工况下的温度分布图和热流密度分布图，以及热交换效率和压降等性能参数。
板式换热器的工作原理
板式换热器的工作原理
板式换热器是一种用于传热的设备，其主要工作原理是通过将两种流体（通常是热流体和冷流体）分别通过平行排列的板状换热片进行换热。
以下是板式换热器的工作原理：
1. 流体流动：热流体和冷流体分别通过换热器的进口管道进入换热器内部，然后沿着平行排列的板状换热片通过。
2. 热量传递：当热流体和冷流体在换热片之间流动时，两者之间会发生热量传递。
热流体会将热量传递给冷流体，使冷流体升温，而热流体则冷却下来。
3. 流体分离：在流动过程中，由于热流体和冷流体分别位于不同的板状换热片之间，两者之间是分离的，不会直接混合。
4. 换热效率：板式换热器通常采用薄板材质制作换热片，这使得换热片之间的传热距离较小，热量传递效率较高。
5. 出口流体：热量传递完成后，热流体和冷流体分别从换热器的出口管道流出，此时冷流体温度升高，而热流体温度降低。
总体而言，板式换热器通过将两种流体分别通过并沿热交换板流动，使热量从热流体传递到冷流体，实现了热量的转移和控制。
这种换热器结构紧凑、换热效率高，广泛应用于工业生产中的热能转换和流体冷却领域。
热交换器原理与设计
绪论1.在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备，称为热交换器。
2.热交换器的分类：1）按照材料来分：金属的，陶瓷的，塑料的，是摸的，玻璃的等等2）按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。
3）按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式，逆流式，错流式，混流式4）按照传送热量的方法来分：间壁式，混合式，蓄热式间壁式I：热流体和冷流体间有一固体表面，一种流体恒在壁的一侧流动，而另一种流体恒在壁的他侧流动，两种流体不直接接触，热量通过壁面而进行传递。
混合式!：这种热交换器内依靠热流体与冷流体的直接接触而进行传热。
蓄热式I：其中也有固体壁面，但两种流体并非同时而是轮流的和壁面接触，当热流体流过时，把热量储蓄于壁内，壁的温度逐渐升高；而当冷流体流过时，壁面放出热量，壁的温度逐渐降低，如此反复进行，以达到热交换的目的。
第一章, ,1.Mc称为热容量，它的数字代表流体的温度没改变1°C是所需的热量，用W表示。
两种流体在热交换器内的温度变化与他们的热容量成反比；即热容量越大，流体温度变化越小。
2.W一对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。
3.1平均温差指整个热交换器各处温差的平均值。
4.顺流和逆流情况下平均温差的区别：在顺流时，不论W］、W2值的大小如何，总有p >0, 因而在热流体从进口到出口的方向上，两流体间的温差At总是不断降低；而对于逆流，沿着热流体进口到出口方向上，当W1<W2时，p >0，At不断降低，当W1>W2时，p V 0，At不断升高。
5.P—冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率，称为温度效率。
（定义式P12）物理意义：流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升比，所以只能小于1。
6.R—冷流体的热容量与热流体的热容量之比。
化工总控工职业技能鉴定试题库(含答案)
化工总控工职业技能鉴定试题库（含答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、微生物的生物净化作用主要体现在( )。
A、分泌抗生素、杀灭病原菌B、吸收各种有毒气体C、将有机污染物逐渐分解成无机物D、阻滞和吸附大气粉尘正确答案：C2、对于CO+2H2=CH3OH，正反应为放热反应。
如何通过改变温度、压力来提高甲醇的产率？( )A、升温、加压B、降温、降压C、升温、降压D、降温、加压正确答案：D3、按照中石化20 世纪80 年代传热推动力较好水平，已知某纯逆流换热器冷流出入口温度为80～100℃，热流出口为110℃，则热流入口最接近的温度为( )℃。
A、130B、135C、120D、140正确答案：B4、阀门由于关闭不当，密封面接触不好造成密封面泄漏时应( )A、定期研磨B、修理或更换密封面C、缓慢、反复启闭几次D、更换填料正确答案：C5、在生产中发生触电事故的原因主要有：缺乏电气安全知识；违反操作规程；偶然因素；维修不善；( )。
A、电路设计不合理B、电气设备安装不合理C、电气设备不合格D、生产负荷过大正确答案：C6、离心泵的轴功率是( )A、在压头最大时最大B、在工作点处为最小C、在流量为零时最小D、在流量为零时最大正确答案：C7、气体的导热系数数值随温度的变化趋势为( )A、T变化，λ不变B、T升高，λ可能增大或减小C、T升高，λ减小D、T升高，λ增大正确答案：D8、间歇反应器的一个生产周期不包括( )A、出料时间B、设备维修时间C、加料时间D、反应时间正确答案：B9、只加入一种试剂，一次就能鉴别NH4Cl、KCl、Na2CO3、(NH4)2SO4四种溶液的( )A、NaOHB、AgNO3C、HClD、Ba(OH)2正确答案：D10、饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，则( )：其相对湿度φ（），绝对湿度H（），露点td（）。
A、增加、减小、不变B、无法确定C、降低、不变、不变D、不变、减小、不变正确答案：D11、吸收法广泛用来控制气态污染物的排放，它基于各组分的( )。
换热(冷)设备安全操作规程
换热（冷）设备安全操作规程
1、换热（冷）设备在工作过程中应有固定的操作人员看管，看管人员必须具有一般技术常识及对本换热（冷）设备性能熟悉者。
2、换热(冷）设备投用前的检查确认：
2.1检查确认冷换设备周围环境整洁。
2.2检查确认配套管线、阀门、法兰、压力表、温度计等无泄漏。
3、换热（冷）设备投用步骤：
3.1放净壳程内的积水，关闭管、壳程所有的放空阀；
3.2循环水出口阀全开，入口阀稍开，然后开热流出入口阀；
3.3根据工艺指标，调节循环水入口阀开度，控制热流出口温度；
4、换热（冷）设备投用时应：
4.1检查各出入口阀门、放空阀、蒸汽阀、冷却器大盖、管箱法兰等处有无泄漏。
4.2注意换热（冷）温度、压力变化，调节好流量，发现异常情况及时处理。
5、换热（冷）设备停用步骤：
5.1换热设备先开副线，再关出入口阀，先停热流，后停冷流。
5.2换热设备停用后先扫配套管线，再扫换热器。
5.3换冷设备先将热流改走副线，后关闭热流进出冷却器的阀门；
5.4换冷设备吹扫前，管程的存水应全部排空。
6、换热（冷）设备应确保保温完好；停车时消除设备本体法兰、焊口以及配套管线、法兰、阀门等泄漏点。
21 基于PCS7的换热器热流出口温度控制
CFC组态
2、将块插入到CFC中
1）切换到Libraries（库）选项卡，在树形视图中，打开PCS7 Library V71（PCS7 V7.1库）→Blocks + Templates\ Blocks（ 块+模板/块）→All blocks（所有块）文件夹。
8
CFC组态
2）打开DRIVER文件夹，将CH_AI [FC275: Analog Input]块、 CH_AO [FC276: Analog Output]块分别从目录拖放到CFC图表中 。操作过程如图所示：
Entire program（整个 程序）选项将会被自动 选中，因为这是第一次 开始编译。 Generate module drivers（生成模块驱动 块）选项必须选中。
30
Entire program（整个程序）选项将会被自动选中，因为这是第一次开始编译。
Generate module drivers（生成模块驱动块）选项必须选中。
CFC组态
8、在CFC中测试小锅和小P的通信
3）在CFC图表中可以监视对各种数值所做的全部更改。下面我们 将TIC1104控制器从手动状态切换到自动状态，并施加干扰，测试 一下控制器的工作效果。
35
Entire program（整个程序）选项将会被自动选中，因为这是第一次开始编译。
Generate module drivers（生成模块驱动块）选项必须选中。
Properties...】（对象属性）选项。
弹出Properties-Input/Output （属性-输入/输出）对话框：
25
CFC组态
选中块，选择菜单命令【Edit】→【Object Properties…】（对 象属性…），打开Properties-Block – XXXX（CFC图标名）\ X （块名）（属性-块）对话框，在I/Os（输入/输出）选项卡上，显 示的是该块全部参数。
换热站出水温度标准
换热站出水温度标准换热站是热网系统中的重要组成部分，起着将热源产生的热能传输到用户处的作用。
而换热站出水温度标准是指热网系统中换热站出口的热水温度应符合的要求。
本文将从热网系统的基本原理、换热站的功能以及换热站出水温度标准的意义等方面进行探讨。
热网系统是将热源产生的热能通过热水的形式输送到用户处的热能传输系统。
热网系统一般包括热源、热水管道、换热站和用户设备等组成部分。
其中，热水管道起着热能传输的通道作用，而换热站则是热水管道中的重要节点，负责将热能从热水管道传递给用户设备。
换热站一般由热水泵、换热器、阀门、仪表等设备组成，通过控制阀门的开关和热水泵的运行，实现热水的供热和热能的传递。
换热站的出水温度标准是指在特定工况下，换热站出口的热水温度应满足的要求。
具体的标准会根据不同的热网系统而有所不同，一般是根据用户的需求、环境温度以及热源的热水温度等因素综合考虑确定的。
出水温度标准的设定对于热网系统的运行和用户的舒适度都有重要影响。
首先，换热站出水温度标准的设定与用户需求密切相关。
不同的用户对于热水的温度要求不同，例如，居民供暖需要的热水温度一般较低，而工业生产中的热水需求则可能较高。
因此，根据不同用户的需求，合理设定出水温度标准可以满足用户的舒适度要求，提高热网系统的运行效果。
其次，换热站出水温度标准的设定与环境温度有关。
环境温度的变化会影响用户对热水的需求，例如在寒冷的冬季，用户对热水的需求会增加，此时需要提高出水温度以满足用户的需求。
而在温暖的夏季，用户对热水的需求较低，此时可以适当降低出水温度以节约能源。
因此，根据不同季节的环境温度变化，合理设定出水温度标准可以满足用户的需求，提高热网系统的能效。
此外，换热站出水温度标准的设定还与热源的热水温度有关。
热源的热水温度是热网系统的基础，一般由锅炉或热泵等设备提供。
根据热源的热水温度，可以确定换热站出水温度的上限。
如果热水温度过高，不仅会增加能源的消耗，还可能对用户设备造成损坏。
加热炉出口高温联锁值
加热炉出口高温联锁值
加热炉出口高温联锁值是指在加热炉运行过程中，为了确保设备和工艺的安全，设置的一个温度上限值。
当加热炉出口温度达到或超过这个联锁值时，系统会自动采取相应的保护措施，以防止温度过高对设备和产品造成损坏或危险。
确定加热炉出口高温联锁值需要考虑多个因素，包括加热炉的设计规格、所处理物料的特性、工艺要求以及安全标准等。
一般来说，联锁值的设定应该基于以下原则：
1. 保护设备：联锁值应低于设备所能承受的最高温度，以避免设备过热、变形、损坏或引发火灾等危险情况。
2. 确保产品质量：对于某些工艺，过高的温度可能会对产品的质量产生负面影响。
因此，联锁值应根据产品的要求进行设定，以保证产品质量。
3. 遵守安全标准：根据相关的安全标准和法规要求，确定加热炉出口高温联锁值，以确保操作人员的安全和环境的安全。
在实际操作中，加热炉出口高温联锁值通常由工程技术人员根据设备制造商的建议、工艺要求和安全标准进行设定，并在操作手册或相关文件中进行明确规定。
操作人员需要严格遵守这些规定，确保加热炉的安全运行。
需要注意的是，具体的加热炉出口高温联锁值会因不同的工艺和设备而有所差异。
如果你需要了解特定加热炉的高温联锁值，建议参考相关的设备文档、操作手册或咨询设备制造商或专业技术人员。
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This design uses PCS7 to complete the system of automatic control by PCS7 software on the system hardware and software configuration, complete control of the outlet temperature of the programming, the last operating normally by HMI monitoring and control system.
KeywordsHeat;temperature;PID control; PCS7
第
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。换热器按传热面的结构分类为以下几种：
中国换热器产业起步较晚。1963年抚顺机械设备制造有限公司按照美国TEMA标准制造出中国第一台管壳式换热器，1965年兰州石油机械研究所研制出我国第一台板式换热器，苏州新苏化工机械有限公司（原苏州化工机械厂）在20世纪60年代研制出我国第一台螺旋板式换热器。之后，兰州石油机械研究所首次引进德国斯密特（Schmidt）换热器技术，原四平换热器总厂引进法国维卡勃（Vicarb）换热器技术，国内换热器行业在消化吸收国外技术的基础上，开始获得较快发展。
1.4
本课题主要设计并实现换热器热流的出口温度的控制系统，控制系统的主要目的是实现换热器热流出口温度的自动控制，换热器出口温度的测量、指示、记录和控制对于生产过程十分重要，温度动态特性的特点是惯性大、容量滞后大、多容，控制起来不灵敏，因此温度控制系用需要增加微分和积分作用，所以本课题用PID控制系统来分析，PID控制系统参数调整方便，使换热器控制精度更高、动态偏差小，被控对象的时间滞后较大问题得到了解决，通过适当的调整PID参数,可以获得比较满意的控制效果。主要设计手段是利用PCS7软件完成PLC和本机以及SMPT-10000设备的连接通讯，然后对系统进行设计编程并且利用WinCC完成设计界面，通过操作源站来控制监视整个系统的自动运行情况。
(2)直接接触式换热器在这类换热器中，冷热两种流体直接接触进行换热。这对工艺上允许两种流体混合的情况而言，既方便又有效，所用设备也较简单。如凉水塔是用来冷却循环水的，在凉水塔内，空气与水直接接触进行换热。又如在气压冷凝器中，蒸汽与水直接接触使蒸汽冷凝等等。
(3)蓄热式换热器该换热器是借助热容量较大的固体蓄热体（如耐火砖等），将热量从高温流体传递给低温流体的热交换器。当蓄热体与高温流体接触时，从高温流体处接受热量，蓄热体温度升高，然后与低温流体接触，将热量传递给低温流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。这类换热器结构较简单，可耐高温，故常用于高温气体热量的利用或冷却。其缺点是设备体积较大，同时也难免两种流体在一定程度上相混合。
60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。
自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。
70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备等近30多种产业[2]，相互形成产业链条。数据显示2010年中国换热器产业市场规模在500亿元左右，主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域。其中，石油化工领域仍然是换热器产业最大的市场，其市场规模为150亿元，;电力冶金领域换热器市场规模在80亿元左右;船舶工业换热器市场规模在40亿元以上;机械工业换热器市场规模约为40亿元;集中供暖行业换热器市场规模超过30亿元，食品工业也有近30亿元的市场。另外，航天飞行器、半导体器件、核电常规岛核岛、风力发电机组、太阳能光伏发电多晶硅生产等领域都需要大量的专业换热器，这些市场约有130亿元的规模。
最近几年，我国还在大型管壳式换热器、大直径螺纹锁紧环高压换热器、高效节能板壳式换热器、大型板式空气预热器方面获得了重大突破。飞速发展的柏恩品牌（BHE）诞生于2004年。2008年8月，由中国石化集团上海工程公司与中国第一重型机械公司、兰州石油机械研究所、镇海炼化公司共同承担研制的镇海炼化百万吨/年乙烯项目-EO/EG装置大型管壳式换热器国产化研制通过技术鉴定，标志着我国在大型管壳式换热器领域获得了重大突破。该换热器是国内正在制造的首台换热面积超过10000m2的超大型管壳式换热器。
毕业设计说明书
GRADUATETHESIS
论文题目：换热器热流出口温度控制
学院：电气工程学院
摘
换热器作为一种标准工艺设备已经被广泛应用于动力工程领域和其他过程工业部门。以工业上常用的列管式换热器为例,热流体和冷流体通过对流热传导达到换热的目的,从而使换热器物料出口温度满足工业生产的需求。但由于目前制造工艺的限制,控制方式的单一性,换热器普遍存在控制效果差,换热效率低的现象,造成能源的浪费。如何提高换热器的控制效果,提高换热效率,对于缓解我国能源紧张的状况,具有长远的意义。
(1)表面式换热器又称为间壁式换热器。在此类换热器中，温度不同的两种流体，在被一固体壁面分开的不同空间里流动。热流体放出的热量通过固体壁面传给冷流体。如列管式换热器，一种流体在管内（管程）流动，另一种流体在管外〔壳程）流动。这类换热器类型多，应用广.化工生产中所用换热器绝大多数属于此类，如列管式换热器、夹套式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、板式换热器等等。
关键词换热器;温度;PID控制;PCS7
Abstract
Heat exchanger as a standard process equipment has been widely used in the field of power engineering and other process industries. In the industry commonly used shell and tube heat exchanger, for example, the hot fluid and cold fluid heat transfer by convection heat transfer to achieve the purpose, so that the heat exchanger outlet temperature of the material to meet the needs of industrial production. However, as the manufacturing process constraints, control unity, common heat exchanger control is poor, the phenomenon of low heat transfer efficiency, resulting in waste of energy. How to improve the control performance of the heat exchanger to improve heat transfer efficiency, to ease China's energy shortage situation, have long-term significance.
近年来，跟着我国石化、钢铁等行业的快速发展，热交换器的需求水平大幅上涨，但海内企业的供应能力有限，导致热交换器行业呈现供不应求的市场状态，巨大的供应缺口需要入口来弥补[3]。我国能源利用率大约只有33%,其利用率还很低,比发达国家低约10个百分点。国内换热器行业在节能增效、提高传热效率、减少传热面积、降低压降、提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器行业在未来一段时期内将保持稳定增长，2011年至2020年期间，我国换热器产业将保持年均10-15%左右的速度增长，到2020年我国换热器行业规模有望达到1500亿元。由此可见,在节能方面,我国还存在着非常大的潜力。
本课题来源于对SMPT—1000实验平台换热器的研究，对于换热器热流出口温度的控制，使用PID控制来进行调节，通过不断的调整其参数，确定一个比较准确的参数值，通过调整冷水阀的开度调整其流量来控制热流的出口温度。
本设计利用PCS7来完成整个系统自动控制，通过PCS7软件对系统进行硬件和软件组态，完成控制出口温度的编程，最后通过人机界面监控维护控制系统正常运行。
20世纪80年代后，中国出现了自主开发传热技术的新趋势，大量的强化传热元件被推向市场，国内传热技术高潮时期的代表作有折流杆换热器、新结构高效换热器、高效重沸器、高效冷凝器、双壳程换热器、板壳式换热器、表面蒸发式空冷器等一批优良的高效换热器。
入二十一世纪以来，我国的板式换热器研究取得了长足的进步，在借鉴国外先进经验的同时，也逐渐形成了自己的一套设计开发模式，与世界领先技术的差距进一步缩小。我国板式换热器的制造厂家有四五十家、年产各种板式换热器数千台计，但是我国的板式换热器的应用远不及国外，这与人们对板式换热器的了解程度、使用习惯以及国内产品的水平有关。七十年代，板式换热器主要应用于食品、轻工、机械等部门；八十年代也仅仅是应用到民用建筑的集中供热；八十年代中期开始，在化工工艺流程中较苛刻的场合也出现了板式换热器的身影。由于人们对板式换热器工作原理、热力计算、校验等不熟悉的原因，使得板式换热器在开发到应用的时间跨度上，花费了较多的时间。