Вопрос 8 Цель регулирования- поддержание постоянства температуры продукта на выходе из печи.

Автоматизация трубчатых печей. Прокачиваемый через змеевик трубчатой печи продукт нагревается за счет тепла, образующегося при сжигании топливного газа.
Цель регулирования трубчатых печей — поддержание постоянной температуры продукта на выходе из печи. Возмущениями объекта являются расход и температура исходного продукта, теплотворная способность топлива, количество и температура воздуха, подаваемого для сжигания топлива, потери тепла в окружающую среду и ряд других. Эти возмущения можно
скомпенсировать с помощью АСР температуры продукта на выходе из печи, управляющей подачей топлива в печь. Однако
трубчатые печи обладают запаздыванием по передаче тепла от дымовых газов через стенку змеевика к проходящему по нему продукту, кроме того, переходный процесс по каналу «расход топлива — температура продукта на выходе» продолжается несколько часов. Поэтому при использовании одноконтурной АСР динамическая ошибка и время регулирования достигают
больших значений.
Вместе с тем температура газов над перевальной стенкой достаточно быстро реагирует на изменение режима работы печи, обусловленное изменением количества топливного газа, подаваемого на сжигание. Поэтому существенное улучшение качества регулирования температуры продукта на выходе из печи может быть достигнуто применением системы каскадного регулирования (рис. VII-I5,a), состоящий из регулятора температуры продукта на выходе из печи (корректирующий регулятор), воздействующего на задание регулятора температуры газов над перевальной стенкой (стабилизирующий регулятор), который управляет подачей топлива в печь. Стабилизирующий регулятор начинает компенсировать возникающие возмущения, влияющие на процесс сгорания топлива, прежде чем они приведут к изменению температуры продукта.

№9

Регулирование теплообменников смешения заключается в поддержании постоянства температур  суммарного потока на выходе .Входными величинами теплообменника являются расходы жидкостей на входе (  и )и их температуры (  и ).Если , а также если удельные теплоёмкости и плотности жидкостей обеих потоков одинаковы ,то зависимость   от выходных величин находиться из уравнения теплового баланса (потерями пренебрегаем):

= + *(

Температуру   обычно стабилизируют посредством изменения расхода одного из входных потоков. Теплообменники смешения обладают малым запаздыванием и значительным самовыравниванием .

№ 10

Регулирование поверхностных теплообменников, заключается в поддержании постоянства температуры одного из теплоносителей на выходе из теплообменника, например, температуры (рис.10). Полученная зависимость в виде кривых приведена на рис.11 где показано влияние массовых расходов теплоносителей на температуру .

Из этих зависимостей следует, что температура  зависит от расходов и . Поскольку поток нагреваемого продукта представляет собой нагрузку объекта, для поддержания постоянства температуры  может быть рекомендована схема регулирования ,приведенная на (рис.12-а )по которой температуру продукта на выходе из теплообменника регулируют путём воздействия на расход другого теплоносителя . Однако из зависимостей, приведённых на рис.11 следует, что температура  более чувствительна к нагрузке холодного теплоносителя ,чем к расходу горячего теплоносителя. В связи с этим затрудняется качественное регулирование теплообменников в широком интервале изменения расходов теплоносителей и требуются регуляторы с дифференциальной составляющей.                                                                                                                      

Объект регулирования-ректификационная установка. Цель автоматизации-поддержание постоянства состава кубового остатка. Составить многоконтурную схему регулирования технологических переменных.

Задача управления процессом ректификации состоит в получении целевого продукта заданного состава при установленной    производительности установки и минимальных затратах теплоагентов.

Исходная смесь нагревается в теплообменнике 1 водяным паром до температуры кипения и поступает в ректификационную колонну 3 на тарелку питания. Находящаяся в кубе колонны жидкость испаряется в выносном кипятильнике 2, обогреваемом паром, в виде паровой фазы проходит вверх по колонне. Паровой поток, выходя из колонны, попадает охлаждаемый хладагентом, например, водой, дефлегматор 4, где пары конденсируются. Образовавшаяся жидкая фаза стекает в флегмовую емкость 5, откуда насосом 6 нагнетается в верхнюю часть колонны на орошение в виде флегмы и частично отводится с установки в виде дистиллята. Флегма стекает вниз по колонне.

При многократном контакте в ректификационной колонне парового и жидкого потоков, движущихся навстречу друг другу и имеющих разные температуры, паровая фаза обогащается более легколетучими низкокипящими компонентами (НКК), а жидкая фаза-труднолетучими высококипящими компонентами(ВКК). Часть кубового продукта ректификационной установки могут быть дистиллят или кубовый остаток, что определяется технологической схемой.