1、tt流體輸送設(shè)備的控制tt,戴連奎 浙江大學(xué)智能系統(tǒng)與決策研究所 2001/11/28,流體輸送設(shè)備控制自學(xué)思考題,對(duì)于離心式流體輸送設(shè)備（泵、壓縮機(jī)），如何實(shí)現(xiàn)流量控制？ 對(duì)于容積式泵設(shè)備，如何實(shí)現(xiàn)流量控制？ 對(duì)于離心式壓縮機(jī)，說(shuō)明喘振現(xiàn)象與產(chǎn)生原因； 掌握常用的防喘振方法與相應(yīng)的控制系統(tǒng)；,流量控制系統(tǒng)的特點(diǎn),控制通道的對(duì)象時(shí)間常數(shù)小 只需采用PI調(diào)節(jié)器，無(wú)須引入微分作用； 測(cè)量信號(hào)通常帶有高頻噪聲 應(yīng)考慮對(duì)測(cè)量信號(hào)的濾波或在控制器與變送器之間引入一階滯后環(huán)節(jié)，以減小調(diào)節(jié)閥的振動(dòng)； 靜態(tài)非線性 應(yīng)考慮選用合適的控制閥特性，使廣義對(duì)象的靜態(tài)特性接近線性。,離心泵的特性,H為泵的壓頭，即泵前后

2、的流體靜壓差； n 為離心泵轉(zhuǎn)速； Q為泵的排出量。,HL為泵的最大輸出功率線，即在給定的轉(zhuǎn)速下，H*Q在該壓頭下達(dá)到最大。,采用直接節(jié)流法的流量控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)原理：通過(guò)改變相關(guān)管路的阻力系數(shù)，以控制管道流量。注意：控制閥不應(yīng)裝在泵的吸入口；另外，控制閥的開度不應(yīng)過(guò)小或過(guò)大，即應(yīng)合理選擇控制閥的尺寸。還有，檢測(cè)元件宜裝在控制閥的上游。,采用變頻調(diào)速法的流量控制,調(diào)節(jié)原理：采用變頻調(diào)速器通過(guò)改變泵的轉(zhuǎn)速，以控制管道流量。 特 點(diǎn)：節(jié)能，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，但投資較大。,采用旁路法的流量控制,特點(diǎn)：機(jī)械效率低，但適合于某些不能采用直接節(jié)流法的容積式泵。,容積式泵的流量控制,特點(diǎn)：容積式泵不能采用直接節(jié)流法。

3、可采用旁路法或調(diào)速法或上述控制方案。,離心式壓縮機(jī)的特性曲線,P2 /P1 為壓縮機(jī)出口壓力與進(jìn)口壓力（均為絕壓）之比，或稱壓縮比； n 為壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速； Q 為壓縮機(jī)出口流量。 其氣量或出口壓力的控制系統(tǒng)與離心泵相近，可用直接節(jié)流法、旁路回流法與變頻調(diào)速等。,流體輸送設(shè)備的喘振現(xiàn)象,(1) 泵剛啟動(dòng)時(shí)，液位為1-1，對(duì)應(yīng)管路特性為I，工作點(diǎn)為QM，QAQM. (2) 工作點(diǎn)的變化過(guò)程： QM QN QO QP QN QO .,產(chǎn)生喘振的條件,流體輸送設(shè)備的特性曲線為駝峰型 即管路特性與輸送設(shè)備的特性曲線存在兩個(gè)交點(diǎn)； 管線中存在能貯存和釋放能量的容器。,防喘振操作線方程,Q1為壓縮機(jī)吸入口氣

4、體的體積流量,即壓力為P1 ，溫度為T1條件下的氣體體積流量。K，a由壓縮機(jī)生產(chǎn)廠給出。,采用差壓計(jì)測(cè)流量時(shí)的安全操作線,固定極限防喘振控制系統(tǒng),當(dāng)壓縮機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，控制器的測(cè)量值恒大于設(shè)定值，要求旁路閥全關(guān)；而當(dāng)壓縮機(jī)吸氣量小于設(shè)定值時(shí)，要求旁路閥打開，使壓縮機(jī)總的吸入量等于或大于設(shè)定值.,問(wèn)題： 調(diào)節(jié)閥選型，控制器作用方向選擇，與防積分飽和方法？,可變極限防喘振控制系統(tǒng),問(wèn)題： 若流量測(cè)量在出口處，如何推導(dǎo)得到防喘振安全操作線？,防喘振控制系統(tǒng)實(shí)例,分析 該系統(tǒng)包括兩個(gè)控制回路： （1）采用調(diào)速方法控制氣壓機(jī)的入口壓力； （2）采用可變極限流量法的氣壓機(jī)變防喘振控制系統(tǒng)。,練習(xí)題 1,對(duì)于下圖所示的離心泵系統(tǒng)，其管路網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)分支。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)以穩(wěn)定每個(gè)支路的流量，并考慮如何消除或減弱兩分支之間的耦合問(wèn)題。,練習(xí)題 2,在可變極限流量防喘振控制中，如果壓縮機(jī)入口管線上不允許測(cè)量流量，只能在出口處測(cè)量，并假設(shè)用孔板進(jìn)行測(cè)量，試推導(dǎo)得到該情況下與 相對(duì)應(yīng)的防喘振曲線表達(dá)式。,換熱設(shè)備控制自學(xué)思考題,1、針對(duì)逆流單程列管式換熱器，當(dāng)兩側(cè)液體均無(wú)相變時(shí)，試推導(dǎo)得到工藝介質(zhì)出口溫度與輸入條件之間的靜態(tài)關(guān)系； 2、了解夾套式（集中參數(shù)系