第10章 过程控制系统应用举例-2009
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图10-9 汽包水位系统示意图
汽包水位反映了 锅炉蒸气流量与给水 量之间的平衡关系， 是锅炉运行中一个非 常重要的监控参数。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-9 汽包水位系统示意图
汽包水位过高 影响汽水分离效果 使蒸气带液，过热器结 垢，影响过热器效率； 如果带液蒸气进入汽轮 机，会损坏气轮机叶片。 汽包水位过低 会破坏水循环而损 坏锅炉。
过程控制仪表及系统 第10章 过程控制系统应用举例
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10.1 精馏塔过程控制系统
精馏是利用混合液中不同组分挥发温度的差 异将各组分分离的过程。 精馏塔是精馏过程的关键设备，是一个多参 数的被控过程。不同工艺要求的精馏塔结构不相 同，工艺参数、变量之间存在多种组合，控制方 案繁多；另外，精馏工艺控制要求较高，控制相 对困难。只有对生产工艺进行深入分析，才能设 计出合理的控制系统。
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10.1 精馏塔过程控制系统
图10-2 精馏塔物料流程示意图
进料F从精馏塔中段 某一塔板上进入塔内，这 块塔板就称为进料板。 进料板将精馏塔分为 上下两段，进料板以上部 分称精馏段；进料板以下 部分称提馏段。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
锅炉是发电、炼油、化工等工业部门的重要 能源、热源动力设备。 按所用燃料分类，有燃煤锅炉、燃油锅炉、 燃气锅炉，还有利用残渣、残油、释放气等为燃 料的锅炉。按所提供蒸汽压力不同，又可分为常 压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高 压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉等类 型。虽然不同类型的锅炉的燃料种类和工艺条件 各不相同，但蒸汽发生系统和蒸汽处理系统的工 作原理是基本相同的。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-8 锅炉工业流程图
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来自百度文库0.2 工业锅炉自动控制系统
10.2.1 锅炉汽包水位控制系统
水位控制的任务 使给水量与锅炉 蒸发量相适应，维持 汽包中水位在工艺规 定的范围内。 汽包水位控制也 称锅炉给水控制。
图10-9 汽包水位系统示意图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
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10.2 工业锅炉自动控制系统
10.2.1.3锅炉汽包水位控制系统几种基本结构
1．单冲量汽包水位控制系统 在单冲量控制系统中，当锅炉蒸汽 负荷（流量）突然大幅度增加时， 由于假水位现象，调节器不但不及 时开大给水阀来增加给水量，反而 去关小调节阀的开度，减小给水量。 这样，由于蒸汽量增加，给水量减 小使汽包存水量减少。等到假水位 消失后，汽包水位会严重下降，甚 至会使汽包水位降到危险程度，以 致发生事故。
蒸气温度控制系统可 直接选择过热蒸气温 度θ作为被控参数。 影响过热蒸气出口温 度θ的扰动因素主要 有蒸气流量D、烟气 热量QH、减温水流量 QW。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-21 过热蒸气温度串级控制系统
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2．双冲量汽包水位控制系统
汽包水位的主要干扰是蒸汽流量变化。利用蒸汽流量变 化信号对给水量进行补偿控制。这种思路设计的双冲量 液位控制系统如图10-14所示，系统框图如图10-15所示。
前馈－反馈复合控制系统框图
图10-14 双冲量水位控制系统示意图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
双冲量水位控制系统中增加了针对主要干扰-蒸汽流量扰动的补 偿通道，使调节阀及时按照蒸汽流量扰动进行给水量补偿，而其 他干扰对水位的影响由反馈控制回路克服，这是一个前馈-反馈 复合控制系统。 前馈－反馈复合控制系统框图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-19 锅炉水－气系统流程示意图
锅炉出口的过热 蒸气温度是蒸气的重 要指标。 过热蒸气温度控 制系统的目的就是维 持过热出口温度在允 许范围内，保护设备 安全。并使生产过程 经济、高效地持续进 行。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-19 锅炉水－气系统流程示意图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
10.2.1.3锅炉汽包水位控制系统几种基本结构
1．单冲量汽包水位控制系统 以汽包水位为被控参数，给水量作为控制变量可 构成图10-12单回路水位控制系统，工程上也称为单冲 量控制系统，图10-13为单冲量控制系统框图。
单回路水位控制系统框图
图10-12 单冲量水位控制系统示意图
汽包水位反映了 锅炉蒸气流量与给水 量之间的平衡关系， 是锅炉运行中一个非 常重要的监控参数。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-9 汽包水位系统示意图
汽包水位过高 影响汽水分离效果 使蒸气带液，过热器结 垢，影响过热器效率； 如果带液蒸气进入汽轮 机，会损坏气轮机叶片。 汽包水位过低 会破坏水循环而损 坏锅炉。
过程控制仪表及系统 第10章 过程控制系统应用举例
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10.1 精馏塔过程控制系统
精馏是利用混合液中不同组分挥发温度的差 异将各组分分离的过程。 精馏塔是精馏过程的关键设备，是一个多参 数的被控过程。不同工艺要求的精馏塔结构不相 同，工艺参数、变量之间存在多种组合，控制方 案繁多；另外，精馏工艺控制要求较高，控制相 对困难。只有对生产工艺进行深入分析，才能设 计出合理的控制系统。
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10.1 精馏塔过程控制系统
图10-2 精馏塔物料流程示意图
进料F从精馏塔中段 某一塔板上进入塔内，这 块塔板就称为进料板。 进料板将精馏塔分为 上下两段，进料板以上部 分称精馏段；进料板以下 部分称提馏段。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
锅炉是发电、炼油、化工等工业部门的重要 能源、热源动力设备。 按所用燃料分类，有燃煤锅炉、燃油锅炉、 燃气锅炉，还有利用残渣、残油、释放气等为燃 料的锅炉。按所提供蒸汽压力不同，又可分为常 压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高 压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉等类 型。虽然不同类型的锅炉的燃料种类和工艺条件 各不相同，但蒸汽发生系统和蒸汽处理系统的工 作原理是基本相同的。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-8 锅炉工业流程图
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来自百度文库0.2 工业锅炉自动控制系统
10.2.1 锅炉汽包水位控制系统
水位控制的任务 使给水量与锅炉 蒸发量相适应，维持 汽包中水位在工艺规 定的范围内。 汽包水位控制也 称锅炉给水控制。
图10-9 汽包水位系统示意图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
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10.2 工业锅炉自动控制系统
10.2.1.3锅炉汽包水位控制系统几种基本结构
1．单冲量汽包水位控制系统 在单冲量控制系统中，当锅炉蒸汽 负荷（流量）突然大幅度增加时， 由于假水位现象，调节器不但不及 时开大给水阀来增加给水量，反而 去关小调节阀的开度，减小给水量。 这样，由于蒸汽量增加，给水量减 小使汽包存水量减少。等到假水位 消失后，汽包水位会严重下降，甚 至会使汽包水位降到危险程度，以 致发生事故。
蒸气温度控制系统可 直接选择过热蒸气温 度θ作为被控参数。 影响过热蒸气出口温 度θ的扰动因素主要 有蒸气流量D、烟气 热量QH、减温水流量 QW。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-21 过热蒸气温度串级控制系统
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2．双冲量汽包水位控制系统
汽包水位的主要干扰是蒸汽流量变化。利用蒸汽流量变 化信号对给水量进行补偿控制。这种思路设计的双冲量 液位控制系统如图10-14所示，系统框图如图10-15所示。
前馈－反馈复合控制系统框图
图10-14 双冲量水位控制系统示意图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
双冲量水位控制系统中增加了针对主要干扰-蒸汽流量扰动的补 偿通道，使调节阀及时按照蒸汽流量扰动进行给水量补偿，而其 他干扰对水位的影响由反馈控制回路克服，这是一个前馈-反馈 复合控制系统。 前馈－反馈复合控制系统框图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-19 锅炉水－气系统流程示意图
锅炉出口的过热 蒸气温度是蒸气的重 要指标。 过热蒸气温度控 制系统的目的就是维 持过热出口温度在允 许范围内，保护设备 安全。并使生产过程 经济、高效地持续进 行。
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10.2 工业锅炉自动控制系统
图10-19 锅炉水－气系统流程示意图
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10.2 工业锅炉自动控制系统
10.2.1.3锅炉汽包水位控制系统几种基本结构
1．单冲量汽包水位控制系统 以汽包水位为被控参数，给水量作为控制变量可 构成图10-12单回路水位控制系统，工程上也称为单冲 量控制系统，图10-13为单冲量控制系统框图。
单回路水位控制系统框图
图10-12 单冲量水位控制系统示意图