精馏塔釜温度串级控制系统设计(共7页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上Hefei University无机非班:测量仪表及自动化过程考核之三设计题 目:题目自拟:包括1、体系,如燃烧炉、精馏塔等;2、控制点,单点如温度、压力等,多点可以用综合控制等词;3、控制方案,如PID控制,简单控制,串级控制等,系 别:化学材料与工程系班 级:11无机非(1)姓 名:陶焱学 号:教 师:胡 科 研日 期:2013-10-26精馏塔釜温度串级控制系统设计摘要:在石油、轻工、化工等生产过程中,常常需要将原料、中间产物或粗产品中的组成部分进行分离,而精馏是最常用的方法。精馏是石油、化工等众多生产过程中广泛应用的传质过程,通过精馏过程,使混合物料中的各组分
2、分离,分别达到规定的纯度。分离的机理是利用混合物中各组分的挥发度不同(沸点不同),使液相中的轻组分(低沸点)和汽相中的重组分(高沸点)相互转移,从而实现分离。精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等组成。精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程,内在机理较为复杂、动态响应迟缓、变量之间相互关联,不同的塔结构差别很大,而工艺对控制的要求又较高,所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题。我们此次设计就是要设计一个精馏塔温度的控制系统。要求当物料进入精馏塔时,塔釜的温度可控并且温度恒定,保 证生产的连续性。关键词:精馏、多输入多输出、动态响应。 精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典
3、型分离设备。它是依据精馏原理对液体进行分离,即在一定压力下,利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同,使轻组份(即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分)汽化。经多次部分液相汽化和部分气相冷凝,使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高,也就是说在提馏段上升的轻组分的易挥发组分逐渐增多,难挥发组分逐渐减少,而下降液相中易挥发组分逐渐减少,难挥发组分逐渐增多,从而实现分离的目的,满足化工连续化生产的需要。精馏塔塔釜温度控制的稳定与否直接决定了精馏塔的分离质量和分离效果,控制精馏塔的塔釜温度是保证产品高效分离,进一步得到高纯度产品的重要手段。维持正常的塔釜温度,可以避免轻约分流失,提高物料的回收率
4、;也可减少残余物料的污染作用。 影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰(如进料流量,温度及成分等的变化对温度的影响)。一般情况下精馏塔塔釜的温度,我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。灵敏板是当外界条件或负荷改变时精馏塔内温度变化最灵敏的一块塔板。以往调节只是采用灵敏板温度调节器单一回路调节,调节反应慢,时间滞后,对精馏操作而言,产品的纯度很难保证。从上述干扰分析来看,有些干扰是可控的,有些干扰是不可控的。从而选择一种可靠并且稳定的控制系统是非常重要的。一、总体设计方案单回路控制系统框图串级控制系统框图二、系统器件选择(包括器件参数)温度传感器选择: 热点偶作为温度传感元件,
5、能将温度信号转换成电动势(MV)信号,配以测量毫伏的只是仪表或变送器可以实现温度的测量只是活温度信号的转换。具有稳定、复现性好、体积小、响应时间较小等优点、热电偶一般用于500度以上的高温,可以在1600度高温下长期使用。 铂铑10-铂热点偶传感器测温范围在01600度,WRP型铂铑10-铂热电阻性能可靠、耐高温、抗氧化,可长期工作在0-1600度环境下。调节器与执行器、传感器的选型 调节器、执行器、变送器的控制信号均采用国际标准信号制,即420MA直流电流和15伏直流电压。信号电流和电压的转换电阻为250欧。调节器 温度传感器 调节阀818型PID调节器 WRP系列热电偶传感器 ML7420
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