14-流体输送设备控制.ppt

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,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,2001/11/28,流体输送设备控制自学思考题,对于离心式流体输送设备（泵、压缩机），如何实现流量控制？,对于容积式泵设备，如何实现流量控制？,对于离心式压缩机，说明喘振现象与产生原因；,掌握常用的防喘振方法与相应的控制系统；,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,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。,H,L,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。,采用直接节流法的流量控制系统,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,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,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,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。,离心式压缩机的特性曲线,P,2,/,P,1,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。,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,(1)泵刚启动时，液位为1-1，对应管路特性为I，工作点为,Q,M,，,Q,A,Q,M,.,(2),工作点的变化过程：,Q,M,Q,N,Q,O,Q,P,Q,N,Q,O,.,产生喘振的条件,流体输送设备的特性曲线为驼峰型,即管路特性与输送设备的特性曲线存在两个交点；,管线中存在能贮存和释放能量的容器。,防喘振操作线方程,Q,1,为压缩机吸入口气体的体积流量,即压力为,P,1,，温度为,T,1,条件下的气体体积流量。,K,，,a,由压缩机生产厂给出。,采用差压计测流量时的安全操作线,固定极限防喘振控制系统,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.,问题,：,调节阀选型，控制器作用方向选择，与防积分饱和方法？,可变极限防喘振控制系统,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？,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。,练习题 1,对于下图所示的离心泵系统，其管路网络有两个分支。请设计一个控制系统以稳定每个支路的流量，并考虑如何消除或减弱两分支之间的耦合问题。,练习题 2,在可变极限流量防喘振控制中，如果压缩机入口管线上不允许测量流量，只能在出口处测量，并假设用孔板进行测量，试推导得到该情况下与,相对应的防喘振曲线表达式。,换热设备控制自学思考题,1、针对逆流单程列管式换热器，当两侧液体均无相变时，试推导得到工艺介质出口温度与输入条件之间的静态关系；,2、了解夹套式（集中参数系统）与套管式换热器（分布参数系统）的动态模型建立方法；,3、掌握换热器的控制问题与常用的控制方案；,4、掌握加热炉出口温度的控制问题与串级控制方案；,