流体输送设备控制
典型化工单元的控制案例—流体输送设备的控制(工业仪表自动化)
01
01 当干扰作用使被控变量（流量）发生变化偏离给定值时，控制 器发出控制信号，阀门动作，控制结果使流量回到给定值。
图1 改变泵出口阻力调流量
01
在一定转速下，离心泵的排出量Q与泵产生的压头H有一定的对应关系。 A称为泵的流量特性曲线。 1，2，3称为管路特性曲线。
控制阀一般应该安装在泵的出口管线 上，而不应该安装在泵的吸入管线上。
的离心式鼓风机，可在其出口直接用控制阀控制流量。 由于管径较大，执行器可采用蝶阀。 其余情况下，为了防止出口压力过高，通常在入口端控制流量。因
为气体的可压缩性，所以这种方案对于往复式压缩机也是适用的。
图1 分程控制方案
图2 分程阀的特性
01
对于压缩比很高的多段压缩机， 从出口直接旁路回到入口是不适宜 的。这样控制阀前后压差太大，功 率损耗太大。
该方案简单可行，应用最广泛，但是总的机
械效率较低，对于大功率的泵，损耗的功率
就相当大，因此是不经济的。
图2 泵的流量特性曲线与管路特性曲线
02
图3 改变泵的转速调流量
02
该方案不经济，因为旁路阀消耗一部分高压液体能量，使 总的机械效率降低，故很少采用。
图4 改变旁路阀调流量
思考题
1、如何进行离心泵的流量控制？
可以在中间某段安装控制阀， 使其回到入口端，用一只控制阀可 满足一定工作范围的需要。
图3 控制压缩机旁路方案
02
思考题
1、压缩机的控制方案有哪几种，各有什么特点？
流体输送的正确操作方法
流体输送的正确操作方法
流体输送的正确操作方法包括以下几点：
1. 稳定输送：在输送过程中要保证流体的稳定输送，避免液流的突然变化或急剧波动，以免造成管道堵塞或管道破裂。
2. 控制输送速度：流体输送的速度应该根据具体条件来控制，不能过快或过慢。
过快可能导致压力过高，过慢则会影响生产效率。
3. 检查管道：定期检查管道的状态和安装是否完好，避免出现管道漏水、渗水和老化等情况。
4. 清洗管道：在输送前应进行清洗管道，以避免管道内的杂质和污物对流体的污染和造成管道堵塞。
5. 控制温度：对于易挥发和易凝固的流体，在输送前和输送过程中应控制温度，以保证流体的稳定输送。
6. 选择合适管材：在选择管材时应根据输送物质的性质和压力要求来选择材料，避免在输送过程中出现管道破裂等问题。
7. 循环利用：在输送过程中应尽可能采用循环利用的方式，避免浪费和对环境
的污染。
11流体输送设备控制
容积式泵控制
• 容积式泵又称定排量式泵， 有各种类型。 • 根据机械运动方式的不同可分为往复式泵和旋转 式泵两大类。 • 往复式泵有活塞式、柱塞式等，旋转式泵有椭圆 齿轮式、螺杆式等。 • 容积式泵的运动部件与机壳之间的间隙很小(理 论上没有空隙)，流体不能在缝隙中流动。因此 排量的大小只与泵的工作有关，而与管路系统特 性无关。 • 往复式泵只取决于它的冲程大小和单位时间内的 活塞往复运动次数，旋转式泵则仅取决于转速。
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变频调速流量控制
• 采用变频调速控制方案时，在液体输送管线上 不安装控制阀，因此不存在阀门阻力损耗、机 械效率高，节能效果显著。 • 但采用变频调速，流量控制精度低。适合大功 率离心泵，并对流量控制要求低的场合使用。 • 这种方案技术较复杂，所需设备费用亦较高。 但由于节能效果显著，应用越来越多。 • 为提高采用变频调速流量控制精度，也可在管 道上串联控制阀。
H h1 hp h f hv
• H与离心泵输出流量Q之间的关系如图(b)中实线所示。
13
离心泵的工作点
• 管路特性与离心泵工作特性的交点 (A、B)是 离心泵的工作点。 • 随着控制阀开度的变化，管路特性也变化。 • 当控制阀开度增大时，阀门两端压差变小， 工作点从A向B移动[见图(b)]，排出流量增大， 压头下降；反之，工作点从B向A移动
19
调节泵转速的流量控制
•上两种控制方案共同的特点是简单，但都存在泵效率 低、能耗大的问题，因此适合小功率应用场合。 •为提高泵效率，采用改变泵的转速的控制方案，即调 速控制。 •可采用的调速方法有： （1）当汽轮机为原动机时，采用调节导向叶片角度或 蒸汽流量。 （2）当用直流电动机为原动机时，采用电动调速装置。 （3）用交流电动机为原动机时，采用变频调速器。
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。
流体输送设备控制系统的运行
生产过程 中的各 个生 产设 备 ， 都要 由管道 中的物 料 流将 它们连接 在一起 ， 以进行 各类化学 反应 、 分离 、 吸收等过程 ， 从 而生产 出期望 的产 品。除了开停 机、 的程序控制和信号连锁 泵 动作外 ， 对流体输送设备 的控 制 ， 其实质 是为 了实现物料 平衡 的流量 、 压力控制。在实 际的流量控 制 中， 有大量 的场合用 到 泵 。保证泵具有高效 、 宽广的运行范围成为衡量综合指标的重 要参数之一 ， 对泵的流量输出的合理控制成为 了必然 的要求 。
流体 输 送 设 备 控 制 系统 的运 行
李曼珍
（ 东华大 学 信 息学 院 ， 海 ２ １２ ） 上 ０ ６０
摘要 ： 泵是工业生产 中最广泛使用 的流体输送设备 ， 本文讨论 了流体输 送设备的流 量压 力的基本控制方案 。 针对 系统 中存在着 非线性等 特点 进 行 了分 析 ， 用仿 真 方 法 说 明 了非 线 性 因素 对 系统 品 质 的 影 响 。 出 了 提 稳 定 系统 运 行 相 应 的改 进 措 施 和 方 法 。
１９ ，４）６—７ ９９ （ ： ．
Ｔ ｏＬＪ ｏ
Ｔｏｏ Ｔ
［ ］徐景 昌． ３ 汽车车身 冲压技术 的现 状及 发展趋 势 ［ ］ 汽车工 Ｊ．
程 ，９４，６ １ ：８— ３ １９ １ （ ） ５ ６ ．
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［ ］邱继红 ． ４ 冲压 自 化及机器 人冲压 自动化 生产线 系统研究 ． 动 ［ ． Ｄ］ 中国科学 院子沈 阳自动化研所博士学位论文．
关 键 词 ：泵 ；非线 性 ； 制 器 ；测 量 噪 声 控 中 图分 类 号 ：Ｐ ０ Ｔ ２２ 文 献标 识 码 ：Ｂ
化工原理 流体输送机械
化工原理流体输送机械
流体输送机械，是化工工程中常用的一类设备，其主要功能是将液体或气体从一个地方输送到另一个地方。
常见的流体输送机械有管道、泵、阀门等。
管道是流体输送的基础设施。
管道可以分为直接埋设在地下的地下管道和架空或隧道中的地上管道。
管道的材料可以选择金属、塑料、橡胶等。
泵是常用的流体输送机械之一。
泵的工作原理是利用旋转运动或往复运动产生的压力差，将液体或气体推动到设定的位置。
泵的种类很多，常见的有离心泵、容积泵、螺杆泵等。
阀门在流体输送中起到控制流体流动的作用。
阀门可以分为手动阀、自动阀和电动阀等。
通过控制阀门的开关状态，可以调节流体的流动速度和流量。
除了上述常见的流体输送机械，还有一些其他的设备和工艺可以用于特定的流体输送需求。
例如，喷雾器可以将液体变成雾状或气雾状进行输送；干燥器可以将湿润的固体物料转化为干燥的状态进行输送。
在化工生产中，正确选择和使用流体输送机械是非常重要的。
不同的流体输送机械具有不同的工作原理和适用范围，需要根据具体的流体性质和输送要求进行选择。
同时，合理设计和布置流体输送系统，合理设置管道和阀门，也是确保流体输送稳定和安全的关键。
流体输送设备简介
流体输送设备简介引言流体输送设备是一种用于将液体、气体或粉末等物质从一处转移到另一处的工程设备。
它们在许多工业领域中发挥着重要的作用，包括石油化工、能源、冶金、食品加工等行业。
本文将介绍流体输送设备的常见类型、基本原理和应用领域等方面的内容。
常见类型流体输送设备可以根据输送介质的形态和性质的不同，分为以下几种类型：1.泵：泵是将液体或气体从一处输送到另一处的设备。
常见的泵包括离心泵、容积泵和轴流泵等，它们通过旋转或压缩来提供动力，将介质推向输送管道。
2.阀门：阀门是一种控制流体流动的装置，在流体输送系统中起着重要作用。
常见的阀门类型包括截止阀、调节阀和安全阀等，它们通过打开或关闭来控制流量、压力和流体方向。
3.输送管道：输送管道是将液体、气体或粉末等物质从一处输送到另一处的通道。
它们可以是由金属、塑料或复合材料制成的管道，具有一定的耐压和耐腐蚀能力。
4.空气压缩机：空气压缩机是将气体压缩到一定压力的设备，常用于工业生产中的动力源。
它们通过旋转式或往复式压缩机将大量气体压缩为高压气体，用于供应给其他设备或使用。
基本原理流体输送设备的工作原理是根据流体力学和热力学定律进行设计和操作的。
以下是常见流体输送设备的基本原理：1.泵的工作原理：泵通过转动叶轮或柱塞等装置，将液体或气体从低压区域吸入，然后通过增加压力将其推向高压区域。
这种压力差驱动液体或气体在管道中流动，从而实现输送的目的。
2.阀门的工作原理：阀门通过改变阀门的开启程度来调节流体的流量和压力。
当阀门打开时，流体可以自由通过；当阀门关闭时，流体被阻断，阻止其流动。
3.管道的工作原理：管道是流体输送的通道，其内部设计使流体能够顺畅地流动。
管道通常具有一定的直径、长度和角度，以确保流体在输送过程中没有太大的阻力。
4.空气压缩机的工作原理：空气压缩机通过旋转或往复运动的活塞将气体压缩成高压气体。
压缩机内部的气体流动和压力变化使气体的温度升高，从而提供了输送和供应的能力。
流体输送设备—压缩机的操作与控制
二、往复式压缩机的工作原理
图3 往复式压缩机的工作过程
项目三 流体输送设备
知识点9：压缩机的性能参数
化工流体输送单元操作
主要内容
一 排气量 二 排气温度 三 功率
四 压缩比
实践探索
一、排气量
往复压缩机的排气量又称为压缩机的生产能力，通常将压缩机在单
位时间内排出的气体体积换算成吸入状态下的数值，所以又称为压缩机 的输气量。
三、往复式空压机的停车
2、紧急停车 a.任意级排气压力超过允许值，并继续升高。 b.空气压缩机的轴功率超过额定值，并继续升高。 c.突然停水、断油，电机某相断电或部分断电。 d.有严重的不正常响声，或者发现机身或汽缸内有折断、裂纹等异常情况 。 e.发现电机有严重的火花、火球现象。 f.空气压缩机某部位冒烟、着火，或机器任一部位温度不断升高。 g.危及机器安全或人身安全时。
④ 手动缓慢打开PIC8241，开度调为40，将 四段出口压力降到14.5MPa以下，C02退出 合成系统；
⑤ 关闭C02入合成总阀0MP1003； ⑥ 继续开大PIC8241，开度调为84，缓慢降
低四段出口压力到8.0-10.0Mpa； ⑦ 调节HIC8205，开度调为78，将转速降至
6403rpm；
过程，多消耗了能量； ②气体在汽缸内湍动及通过阀门等的流动阻力要消耗能量； ③压缩机运动部件的摩擦也要消耗能量。 所以压缩机的轴功率：
N Naa
式中：
N—轴功率，kW； Na——理论功率，kW； ηa——总效率
四、压缩比
压缩比是指压送机械出口与进口气体的绝对 压强的比值。 压缩比表示气体被压缩的程度。
往复压缩机的理论吸气量： ➢ 单动往复压缩机：Vmin'=ASnr ➢ 双动往复压缩机：Vmin'=(2A-a)Snr
第八章 化工过程控制方案解读
11
第一节 流体输送设备的自动控制
1.直接控制流量
对于低压的离心式鼓风机，一般可在其出口直 接用控制阀控制流量。由于管径较大，执行器可采 用蝶阀。其余情况下，为了防止出口压力过高，通 常在入口端控制流量。因为气体的可压缩性，所以 这种方案对于往复式压缩机也是适用的。
为了减少阻力损失，对大型压缩机，往往不用 控制吸入阀的方法，而用调整导向叶片角度的方法。
4
第一节 流体输送设备的自动控制
2.控制泵的转速
图8-3中曲线1、2、3表示 转速分别为 n1 、 n2 、 n3 时的流 量特性，且有n1＞n2＞n3。 该方案从能量消耗的角度 来衡量最为经济，机械效率较 高，但调速机构一般较复杂， 所以多用在蒸汽透平驱动离心 泵的场合，此时仅需控制蒸汽 量即可控制转速。
Q KFtm
整理后，得
G2c2 t2 t1 G2c2 T1 T2 KFtm
KFt m t2 t1 G2c2
移项后改写为
19
第二节 传热设备的自动控制
如果载热体本身压力 不稳定，可另设稳压系统， 或者采用以温度为主变量、 流量为副变量的串级控制 系统。
图8-13 换热器串级控制系统
图8-14 用载热体旁路控 制温度
21
第二节 传热设备的自动控制
3.控制被加热流体自身流量
只能用在工艺介 质的流量允许变化 的场合。
图8-15 用介质自身流量调温度
22
第二节 传热设备的自动控制
4. 控制被加热流体自身流量的旁路
当被加热流体的总流 量不允许控制，而且换热 器的传热面积有余量时 ， 可将一小部分被加热流体 由旁路直接流到出口处 ， 使冷热物料混合来控制温 度。
典型化工单元的控制方案
2024/11/2
第十一章 典型化工单元控制方案
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第三节 精馏塔的自动控制
精馏操作对控制方案的要求
一． 尽量预先克服进塔前主要的可控干扰（如 进料量波动、进料温度波动等）
2024/11/2
第十一章 典型化工单元控制方案
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第三节 精馏塔的自 动控制
回流的作用是使塔内上层塔板的 蒸汽进行部分冷凝的冷却剂，以 确保精馏操作稳定进行。
2024/11/2
第十一章 典型化工单元控制方案
15
第三节 精馏塔的 自动控制
三．精馏操作的工艺要求
1. 操作要处于合适的工况，以保证塔的平稳操作， 确保产品质量，提高塔的效率。
PC：塔顶压力定值控制系统。通过调节冷剂量的大小来维持塔压恒定（为确保塔的平稳操作， 保持塔的稳定，塔压很关键。因为塔压波动，会破坏温度与成分的单值对应关系），以确保产品质 量。
从其作用而言，必须选PI。
（3）各控制器的正反作用
TC控制器：反作用
LC控制器：正作用
F1C控制器：反作用 PC控制器：反作用
第十一章 典型化 工单元的控制方案
概述 传热设备的自动控 制方案
流体输送设备的控 制方案
讲授内容 精馏塔的自动控制
2024/11/2
第十一章 典型化工单元控制方案
1
概述
化工单元 单元操作——物理过程 单元过程——化学反应过程
单元操作包括流体输送、分离（离心、过滤、沉降）、换热、 干燥、结晶、蒸发、精馏、吸收、萃取等。--《化工原理》所 涉及的内容，主要讲述其原理及操作。 单 元 过 程 包 括 缩 合 、 加 氢 、 卤 化 、 歧 化 、 聚 合 、 裂 解 等 。 -《工艺学》所涉及的内容，主要讲述原理及过程。
典型操作单元的控制方案
流体输送设备的基本任务是输送流体和提高流体的压头。
泵是液体的输送设备，压缩机则是气体的输送设备。 它的控制，主要是出口流量或压力的控制。 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、离心泵的控制方案
离心泵是最常见的液体输送设备。
二、往复泵的控制方案 往复泵是利用活塞在气缸中往复运动来输送流体。 多用于流量较小、压头较高的场合。
（一）工作原理 流量特性：
Q 60nFs (m3 / h)
n——每分钟往复次数； F——气缸截面积，m2； s——活塞冲程，m；
与管路特性无关，可通过改变 n、s来控制流量。
（二）往复泵的控制方案
1．改变原动机转速
与离心泵调转速相同。汽轮机作原 动机可改变蒸汽流量则改变往复次数n， 控制出口流量。
2．控制泵出口旁路 改变旁路阀开度控制实际排量。 因高压流体部分能量白白消耗在旁路上，故经济性较差。
3．改变冲程s
计量泵常采用改变冲程s进行流量控制。
Q 60nFs
4．改变出口阻力
Q 60nFs
离心泵可以用出口阀门来调节流量，但对往复泵此法 却不能采用。 因为往复泵的流量只与泵的几何尺寸和泵的往复次数有关，而 与管路特性无关。
在一定转速n下，随Q↓→H↑↑。因此改变出口管道阻 力既达不致机件破损或电机烧毁。又极易 导致泵体损坏。
FC FT
因调节阀前后压差大，流量小，控 制阀尺寸可比安装在控制出口管道上 小得多。
图16-5 改变旁路阀控制流量
特点：不经济，因旁路消耗一部分高压液体能量，使总 机械效率降低，故很少采用。
返回
4．控制出口压力
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。
流体输送设备讲义
流体输送设备讲义一、流体输送设备的概念流体输送设备是一种用来输送液体或气体的机械设备，它们能够将流体从一处输送到另一处，以满足工业生产过程中的流体输送需求。
二、流体输送设备的分类1. 泵：泵是一种用来输送液体的设备，通过机械或电力的作用，将液体从低压区域抽送至高压区域。
2. 阀门：阀门是用来控制流体流动的设备，通过打开或关闭阀门来控制流体的流量和流速。
3. 管道：管道是用来输送液体或气体的通道，一般由金属、塑料或橡胶等材料制成，通过连接多段管道来完成流体输送的功能。
4. 压缩机：压缩机是一种用来压缩气体的设备，将气体从低压区域压缩至高压区域，以便于输送和使用。
三、流体输送设备的应用1. 工业生产：在化工、石油、食品、制药等行业中，流体输送设备被广泛应用于液体和气体的输送和控制。
2. 建筑工程：在建筑工程中，流体输送设备用于建筑物的供水、供暖和空调系统中。
3. 农业灌溉：在农业生产中，流体输送设备被用于灌溉系统的设计和建设，确保农田得到合适的水源供给。
四、流体输送设备的选型和维护1. 选型：根据具体的输送需求和流体性质，选择适合的泵、阀门、管道和压缩机，以确保流体输送设备能够满足工业生产需求。
2. 维护：定期检查和维护流体输送设备，保证其正常运行，避免故障和漏漏。
五、流体输送设备的发展趋势1. 智能化：流体输送设备的智能化趋势明显，通过传感器和控制系统实现设备的自动化操作和监控。
2. 节能环保：随着节能环保理念的普及，流体输送设备的设计和制造越来越注重节能和环保性能。
3. 高效化：流体输送设备的技术水平不断提高，以提高设备的输送效率和可靠性。
六、未来发展趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的快速发展，流体输送设备将面临着新的挑战和机遇。
未来，流体输送设备有望在以下几个方面取得进一步发展：1. 新材料应用：随着新材料科技的不断发展，具有高强度、耐腐蚀和耐高温性能的新型材料将逐渐应用于流体输送设备的制造中，以提高设备的耐久性和可靠性。
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
流体输送机械的作用
流体输送机械的作用
流体输送机械是一类用于输送流体（如液体和气体）的设备，它们在各种工业、工程和科学应用中起着重要作用。
这些机械的主要作用包括：
1.泵送流体：泵是最常见的流体输送机械，它们被用来提供机械
能，以便将液体从一个地方输送到另一个地方。
泵可以用于提
供水供应、卫生设施、化工生产、石油开采等各种应用。
2.压缩气体：压缩机是用于增加气体的压力的机械设备。
它们常
用于将空气压缩成高压气体，以满足各种应用中的需求，如工
业自动化、制冷、气体储存等。
3.混合和搅拌：搅拌机和混合器用于混合不同成分的液体或气体，
以获得所需的混合物。
这在化工、食品加工、制药等领域中非
常重要。
4.分离：离心分离机和过滤器等设备用于将固体颗粒从液体中分
离出来，或者分离液体混合物中的不同组分。
这在废水处理、
矿业、食品加工等领域中有广泛应用。
5.控制流动：阀门和调节器等设备用于控制流体的流动，包括调
节流速、方向和压力，以满足特定的工艺要求。
6.能源转换：涡轮机、发电机和涡轮发动机等设备可将流体的能
量转化为机械能或电能，用于发电、动力传输和推进系统。
总之，流体输送机械在许多工业和科学领域中起着至关重要的作用，用于处理、输送和控制流体，以满足各种工艺和应用的需求。
这
些机械的性能和设计取决于具体的应用和流体特性。
蠕动泵的功能
蠕动泵的功能
蠕动泵是一种常用的流体输送设备，具有以下功能：
1、流体输送：蠕动泵可以将液体从一个容器输送到另一个容器，或者将液体从一个管道输送到另一个管道。
2、流量控制：蠕动泵可以通过调节泵的转速或泵管的大小来控制流体的流量，从而实现流量的精确控制。
3、混合：蠕动泵可以将两种或多种流体混合在一起，例如将试剂和样品混合在一起。
4、气泡去除：蠕动泵可以去除流体中的气泡，从而避免气泡对实验结果的影响。
5、防泄漏：蠕动泵采用密封设计，可以防止流体泄漏，从而避免对环境造成污染。
操作蠕动泵时，需要注意以下几点：
1、确保蠕动泵的安装正确，泵管的大小和长度合适，且无损坏。
2、启动蠕动泵前，先打开需要输送的流体容器，并将其与蠕动泵连接。
3、根据需要调整蠕动泵的转速或泵管的大小，以控制流体的流量。
4、在使用过程中，需要定期检查蠕动泵的工作状态，确保其正常运转。
5、使用完毕后，先关闭蠕动泵，再断开流体容器与蠕动泵的连接，并将泵管清洗干净。
阀门是流体输送系统中的控制部件（指南）
1概述阀门是流体输送系统中的控制部件 具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
用于流体控制系统的阀门 从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门 其品种和规格相当繁多。
阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。
阀门的公称通径从几mm的仪表针型阀到10m的工业管路用阀。
阀门的工作压力可从1.3×10 3MPa到1000MPa的超高压。
工作温度从 269℃的超低温到1430℃的高温。
阀门的启闭可采用多种控制方式 如手动、气动、电动、液动、电-气或电-液联动及电磁驱动等 也可在压力、温度或其他形式传感信号的作用下 按预定的要求动作 或者只进行简单的开启或关闭。
阀门的用途极为广泛。
无论是工业、农业、国防、航天 还是交通运输、城市建设、人民生活等部门都需要大量的、各种类型的阀门。
近年来 我国制造业的各类阀门不仅用于国内 而且也大量出口 几乎世界各国都有我国制造的阀门。
然而 随着阀门类型和品种规格的不断增加 如果选用阀门就成为广大用户迫在眉睫的问题。
阀门的用途阀门是一种管件。
它是用来改变通路断面和介质流动方向 控制输送介质流动的一种装置。
具体来讲 阀门有以下几种用途 1 接通或截断管路中的介质。
如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。
2 调节、控制管路中介质的流量和压力。
如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。
3 改变管路中介质流动的方向。
如分配阀、三通旋塞、三通或四通球阀等。
4 阻止管路中的介质倒流。
如各种不同结构的止回阀、底阀等。
5 分离介质。
如各种不同结构的蒸汽疏水阀、空气疏水阀。
6 指示和调节液面高度。
如液面指示器、液面调节器等。
7 其他特殊用途。
如温度调节阀、过流保护紧急切断阀等。
在上述的各种通用阀门中 用于接通和截断管路中介质流动的阀门 其使用数量约占全部阀门总数的80 。
阀门的分类阀门的种类繁多 随着各类成套设备工艺流程的不断改进 阀门的种类还在不断增加。
第五章 流体输送设备控制
2、离心式压缩机
原动机类型：电机，燃气轮机，蒸汽轮机或能量回收透 平，离心式压缩机和原动机的组合体称为离心式压缩机组 （1）离心式压缩机的优点： • • 压缩机的润滑油不会污染被输送的气体 调节性能好，调节气量的范围广
•
• •
运行率高，维修方便，不易损坏
体积小，流量大，重量轻 有较好的经济性能
（2）离心式压缩机的缺点： • • • • 喘振现象 轴向推力大 不适用于气量太小及压力比过高的场合 效率一般低于活塞式的
七、变频调速的应用
降低能耗（流量减小时很多能量消耗在调节阀上） 接受控制器信号—输出变量信号2.4～400Hz—改变泵的转速 变频+调节阀的控制方式（如图5-17 ）： 正常时采用变频；异常时用调节阀
西门子M420基本型变频器
200V-240V ±10%，两相/三相，交流， 0.12kW-5.5kW； 380V-480V±10%，三相，交流， 0.37kW-11kW； 模块化结构设计，具有最多的灵活性； 标准参数访问结构，操作方便。 数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟 量输出1个，继电器输出1个； 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP 通讯模块/Device-Net模板；
出口压力＞300kpa，往复式，离心式
1、往复式压缩机
适用于小排量，压缩比高的场合 控制方案：气缸余隙调节、顶开阀调节、旁路回流量调节， 转速调节 由于压缩机结构、制造、装配、运转等方面的需要，气缸 中某些部位留有一定的空间或间隙，将这部分空间或间隙 称为余隙容积。（又称有害容称或叫存气）。 （1）活塞运动排气行程终了时，其端面与气缸端面之间的 间隙； （2）气缸镜面与活塞外圆（从端面到第一道活塞环）之间 的间隙； （3）由于气阀至气缸容积的通道所形成的容积。
流体输送设备与操作
流体输送设备与操作流体输送设备与操作是现代生产、制造和能源生产中关键的技术环节。
流体输送设备是用来将各种介质，如气体、液体、半固体和混合介质等以一定的流速和流量输送到相应位置的一种设备。
流体输送设备主要包括管道、泵、阀门、压力容器等。
在使用流体输送设备的过程中，操作者需掌握相关知识和技能，以确保设备运行安全、高效和持久。
一、管道管道是一种将各种介质输送到相应位置的设备，其输送特点是无档次、低成本和高效率。
管道的主要材料包括钢管、混凝土管、塑料管、橡胶管等，其选用的主要考虑因素包括介质性质、输送距离和媒介温度等。
管道的设计要考虑介质的性质、流动状态以及输送的条件等。
在常温、低压、小流量的液体输送过程中，可采用重力水平管道交替布置的方式，以减少管道成本。
在大流量、超高压、高温等情况下，需采用钢管、合金管等耐压性好的管道材料，并根据介质和输送条件确定管道的尺寸和安装方式。
二、泵泵是一种将各种流体介质从低压区域或低能级输送到高压区域或高能级的机械设备。
泵的类型有多种，根据输入能源和形状可分为手动、电动、气动、液压泵等；按工作原理可分为容积泵、离心泵、推进泵、轴向流泵等。
不同类型的泵适用于不同的介质输送，如轴向流泵适用于低粘度的介质，而容积泵适用于更高粘度的介质。
在选择泵的时候，还应当考虑到泵的输送流量、扬程高度、旋转速度、耐腐蚀性以及泵房的工作条件等因素。
三、阀门阀门是一种用来控制流体介质流动的设备，它可用来控制介质的流量、压力、方向和流速。
阀门的主要类型有截止阀、调节阀、止回阀、安全阀等。
截止阀用来切断介质的流动；调节阀用来控制介质的流量；止回阀则用于防止逆流等意外情况的发生；而安全阀则是为了保护设备和运营人员的安全而设置的，可以通过防止管道或设备压力超过安全范围而保护操作人员的安全。
四、压力容器压力容器是用来承载压力的设备，可以输送压缩气体、液体、饱和水蒸气等。
它们通常由钢板和钢管制成，具有耐受高压和高温的能力。
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Pd 1
1
PM 1 1 zRT1
P d m( P2 P ) 1 1
m
M K 2 2 zR
防喘振控制系统（1）
压缩机
吸入
排出
FC
循 环
问题： 调节阀选型，控 制器作用方向选 择，与防积分饱 和方法？
当压缩机正常运行时，控制器的测量值恒大于设定值， 要求旁路阀全关；而当压缩机吸气量小于设定值时，要 求旁路阀打开，使压缩机总的吸入量等于或大于设定值.
气 压 机
蒸 汽 透 平
P2, m
PC
P2
U1
P2
U2
P1 -- ma
U3
m P1, m Pd
P2 P1
U4
GC
Pd P1
防积分饱和方法
（1）仪表PI控制器
E(s) Kc ＋ ＋ Uc(s) 1 Ti s 1 U(s)
正常情况下，
Ti s 1 U (s) K c E (s) Ti s
（2）数字PI控制器
III H 3 2 1 3 2 1 P O T N M H -- Q II I
(1) 泵刚启动时，液 位为1-1，对应管路 特性为I，工作点为 QM，QA>QM. (2) 工作点的变化过 程： QM → QN → QO → QP → QN → QO →...
QA
Байду номын сангаас
QA QO
QN QM
Q
防喘振操作线方程
3.0
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 机生产厂给出。
线
2 1
极限
2.0
1.0
Q2
作
n1
线
采用差压计测流量时的 安全操作线
P2 Q12 K a P T1 1
Q1
离心式压缩机的特性曲线
3.0
n3
P2 /P1
2.0 喘振区
n2 n1
P2 /P1 为压缩机出口压力 与进口压力（均为绝压） 之比，或称压缩比； n 为压缩机的转速； Q 为压缩机出口流量。
1.0
50
100
Q,%
其气量或出口压力的控 制系统与离心泵相近， 可用直接节流法、旁路 回流法与变频调速等。
流体输送设备的喘振现象
e(k) PI PID 增量式 Δ u(k) ＋ 控制器输出 变化率限幅 ＋
控制器输出 高低限幅 u(k)
u(k-1) z 1
调节原理：采用变 频调速器通过改变 泵的转速，以控制 管道流量。 特 点：节能，调 节平稳，但投资较 大。
采用旁路法的流量控制
FC
PC
x
r
x
r
特点：机械效率低，但适合于某些不能采用直接节 流法的容积式泵。
容积式泵的流量控制
FC
出口 原动机 往复泵 PC 入口
特点：容积式泵不能采用直接节流法。可采用旁路 法或调速法或上述控制方案（但应这两个回路的动 态关联）。
典型操作单元的控制
流体输送设备的控制
戴连奎
浙江大学智能系统与决策研究所 浙江大学信息学院控制系 2000/11/28
内 容
引 言 流量控制的特点 泵与管路流量控制 离心式压缩机的流量控制 离心式压缩机的防喘振控制
流量控制系统的特点
控制通道的对象时间常数小
只需采用PI调节器，无须引入微分作用；
测量信号通常带有高频噪声
应考虑对测量信号的滤波或在控制器与变送器 之间引入一阶滞后环节，以减小调节阀的振动；
静态非线性
应考虑选用合适的控制阀特性，使广义对象的 静态特性接近线性。
离心泵的特性
H K1n 2 K 2Q 2
HL n3
H
n1
n2
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。
Q
采用直接节流法的流量控制系统
HL1 C1 C2 C3 HL2 HL3
FC
H
Q
调节原理：通过改变相关管路的阻力系数，以控制管 道流量。注意：控制阀不应装在泵的吸入口；另外， 控制阀的开度不应过小或过大，即应合理选择控制阀 的尺寸。还有，检测元件宜装在控制阀的上游。
采用变频调速法的流量控制
FC 调转速
防喘振控制系统（2）
压缩机 吸入 排出
P1
∑ ×
P2 P2 --aP1 m m ( P2 -- aP1 )
循 环
问题： 若流量测量在出 口处，如何推导 得到防喘振安全 操作线？
P1 d
FC
防喘振控制系统实例
分析 该系统包括两个 控制回路： （1）采用调速 方法控制气压机 的入口压力； （2）采用可变 极限流量法的气 压机变防喘振控 制系统。