机械自动化系统在化工生产中的应用.docx

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1、机械自动化系统在化工生产中的应用 摘要：生产过程中，每个过程的物理量（或过程变量）都有肯定的限制要求。有些过程变量干脆代表产品的生产过程，是产品的数量和质量的确定性因素。例如，蒸馏塔或塔釜温度，为了获得合格的产品，一般必需保持相同操作压力；加热炉出口温度的波动超过允许范围，会影响后一反应温度的效果；为了效率能达到指标，化学反应器保持稳定。虽然某些过程变量不干脆影响产品的质量和数量，但保持其稳定性也是良好限制生产的先决条件。 关键词：机械自动化系统；化工生产；应用 一、锅炉汽包水位限制方面的探讨 蒸汽锅炉设备几乎是工业生产不行缺少的设备，保持锅炉汽包液位的高度是特别重要的。假如水位太低，会影响蒸

2、汽产生量，以及锅炉简单把水烧干从而发生事故；假如水位太高，生产出来的蒸汽会含有过多的水分，会影响蒸汽品质。因此，对汽包的液位进行严格的限制是保持锅炉正常生产的必要措施。 1.1单冲量限制系统 汽包水位的限制方法是限制给水量，依据这个原理，可以形成的单冲量限制系统，这里的“冲量”是指变量，汽包水位也就是单冲量。该限制系统是一种简洁常见的限制系统。当蒸汽负荷瞬间过度增大时，由于虚假水位的现象，限制器绝不行以通过开大给水阀来使给水量增大，从而保持锅炉的物料平衡；反而要收缩限制阀的开合度来削减给水量，始终到虚假水位的现象消逝后，因为蒸汽量的增加，供水量削减，所以会使水位严峻下降，波动严峻，甚至气包的水

3、位有可能会降到危急程度从而发生事故。所以那些停留时间较短、负荷状况改变大的，单冲量限制系统并不合适，而且水位也得不到保证。但是对于小型的锅炉，因为水能长时间在汽包中停留，所以当蒸汽负荷发生改变，虚假水位也不是特殊明显，所以配上合适的联锁报警装置，也能够保持平安作业，所以用这种限制系统也是能够适应生产要求的。 1.2双冲量限制系统 汽包水位的调控，蒸汽负荷的改变是最主要的干扰因素。通过校正蒸汽流量，就能削减因为“虚假水位”而产生失误，从而能适当地调整给水位限制阀的动作，进而改进限制质量，减小水位的改变。因为要引入蒸汽流量信号，从而就有了双冲量限制系统。双冲量限制系统即前馈限制和单回路反馈限制的复

4、合限制系统。我们所说的前馈仅仅是静态前馈，假如考虑蒸汽在两条通道动态上的差异，还要加上动态补偿的环节。 加法器的输出：I=CIICC2IFI0 上面的IC表示的是液位限制器的输出；IF表示的是蒸汽流量变送器的输出；I0表示的是初始偏置值；C1和C2都是加法器系数。C1的数值一般为1，C2的数值要考虑静态的前馈补偿，可以当场凑试，也可以通过理论推演出来。 在正常状况下，为了使限制器与加法器的输出有个合适的数值，从而设置I0。在志向的负荷条件下，I0与C2IF能相互抵消。 1.3三冲量限制系统 双冲量限制系统存在两个问题：限制阀的工作特性可能不是线性特性，假如想要静态补偿的话会相对困难，而且也克服

5、不了给水系统的干扰。依据这个缘由又可以引进给水流量信号，形成三冲量限制系统。 三沖量限制系统有许多的实施方案，其实就是前馈限制和串级限制相结合的复合限制系统。这里的汽包水位是主变量，协助变量是蒸汽和给水量。由于水在汽包中停留的时间段、“虚假水位”比较频繁，所以就要引进微分信号。该蒸汽量的信号则是负微分作用，从而削减因为负荷突然改变时，由于设定了较高或较低的水位偏离值而引起锅炉停车。 双冲量限制系统与三冲量限制系统中的加法器的运算关系是一样的，其中的系数是这样设置的：a的系数C1一般设置为1或者较小于1的值；假如b是气开阀的话，则C2是正数，依据物料的平衡关系可以计算出C2的数值；三冲量限制系统

6、I0的设置和双冲量限制系统的设置是一样的。 三冲量限制系统和常见的串级限制系统限制器的参数的整定方式是一样的。有某些设备，只是装置了一部限制器和一部加法器，而且加法器安装在限制器的前面的简易三冲量限制系统。加法器也可以安装在在限制器的后面，而加法器的正负号表示气关阀和正作用限制器的状况。加法器安装在限制器的前面的好处在于安装的仪表最少，只装一台多通道的限制器就可以。假如系数设置保证不了物料的平衡的话当负荷发生变更，水位就会产生余差，加法器安装在限制器的后面的好处是可以消退水位余差，可是安装的仪表就会比前者多，两者相比较的话，后者投运和系数设置会比前者麻烦。 二、冷却器限制方案的探讨 冷却器的热

7、载体是冷却剂，常采纳液态氨等介质作为冷却剂，利用它们在冷却器内蒸发进汲取工艺物料的大量热量，运用工艺物料的出口温度下降来达到生产工艺要求，工业用冷却器的一般限制方案有以下几种。 2.1限制冷却剂的流量 氨冷却器限制冷却剂流量的限制方案，它的原理就是通过变更导热面积来实现的。这个方法限制较为稳定，能够充分运用冷却剂量，而且没有变更压缩机的入口压力。因为蒸发空间保证不了，所以说这种方案是不够敏捷的，简单使气氨含有液体进而破坏压缩机。依据这个缘由可以运用串级限制方案，这种方案能有效限制最大液位，确保能有合适的蒸发空间。又或者运用选择性限制方案。 2.2限制气氨排量 限制气氨排量的限制方案是通过氨冷却

8、器来限制气氨排量的方案，原理是利用平均温度来调整工艺物料的出口温度，该方案限制反应快速，制冷系统要允许压缩机入口压力的波动。再者，冷却剂量的运用不够充分。为了系统能平安运行，仍要安装液位限制系统，目的是不让液氨跑进氨管道中从而损坏压缩机。 通过分析可以得到：通过运用自动限制装置与被控的工艺设备而建成了自动化限制系统。在操作室里操作工就可以监测到整个装置的改变，进而减小劳动强度，确保生产平安。 由于工业生产发展迅猛，环境污染严峻，如何减小污染也成为了过程限制的目标。因此，自动化限制是为了：1、确保生产平安与稳定；2、达到预期的产量和质量；3、降低能源损耗和削减原材料；4、降低环境污染。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页