题目
12.在图 8-22 所示的控制系统中,被控变量为精馏塔塔底温度,控制手段是改变进入-|||-塔底再沸器的热剂流量,该系统采用2 ℃的气态丙烯作为热剂,在再沸器内释热后呈液态进-|||-入冷凝液贮罐。试分析:-|||-(1)该系统是一个什么类型的控制系统?试画出其方块图;-|||-(2)若贮罐中的液位不能过低,试确定控制阀的气开、气关型式及控制器的正、反作用-|||-型式;-|||-(3)简述系统的控制过程。-|||-C TC 烯-|||-气丙烯 bigcirc 沸-|||-LS LC 采出-|||-贮罐-|||-图 8-22 精馏塔控制系统
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定系统类型
该系统是一个连续型选择性控制系统，其中的温度控制回路是一个串级控制系统。在正常工况下，系统通过控制进入再沸器的热剂流量来调节塔底温度。当贮罐液位过低时，系统会切换到液位控制模式，以防止贮罐液位过低。
步骤 2：绘制方块图
根据题目描述，可以绘制出该系统的方块图。方块图中包括温度控制回路和液位控制回路，以及低选器LS，用于在正常工况和异常工况之间切换控制模式。
步骤 3：确定控制阀和控制器的型式
控制阀应选择气开型，以确保在气源中断时，阀门自动关闭，防止贮罐液位过低。液位控制器应选择正作用，因为当流出量增加时，贮罐液位会降低。流量控制器应选择反作用，因为当排出量增加时，气丙烯的流入量也会增加。主控制器TC应选择反作用，因为主变量塔釜温度增加或副变量气丙烯流量增加时，都需要关小控制阀。
步骤 4：简述控制过程
在正常工况下，温度控制系统起作用。若塔釜温度升高，反作用的TC输出降低，相当于FC的给定值降低，反作用的FC输出降低，气开阀关小，流入的热剂量减少，从而降低塔釜温度。在异常情况时，贮罐内的液位过低，正作用的LC输出大大降低，其输出信号被低选器LS选中，取代了正常工况下的温度控制。由于LC输出降低，会关小控制阀，使贮罐液位升高。待液位升到一定数值后，LC的输出增加，高于FC的输出后，其低选器选中FC的输出，又恢复正常工况下的温度控制。
该系统是一个连续型选择性控制系统，其中的温度控制回路是一个串级控制系统。在正常工况下，系统通过控制进入再沸器的热剂流量来调节塔底温度。当贮罐液位过低时，系统会切换到液位控制模式，以防止贮罐液位过低。
步骤 2：绘制方块图
根据题目描述，可以绘制出该系统的方块图。方块图中包括温度控制回路和液位控制回路，以及低选器LS，用于在正常工况和异常工况之间切换控制模式。
步骤 3：确定控制阀和控制器的型式
控制阀应选择气开型，以确保在气源中断时，阀门自动关闭，防止贮罐液位过低。液位控制器应选择正作用，因为当流出量增加时，贮罐液位会降低。流量控制器应选择反作用，因为当排出量增加时，气丙烯的流入量也会增加。主控制器TC应选择反作用，因为主变量塔釜温度增加或副变量气丙烯流量增加时，都需要关小控制阀。
步骤 4：简述控制过程
在正常工况下，温度控制系统起作用。若塔釜温度升高，反作用的TC输出降低，相当于FC的给定值降低，反作用的FC输出降低，气开阀关小，流入的热剂量减少，从而降低塔釜温度。在异常情况时，贮罐内的液位过低，正作用的LC输出大大降低，其输出信号被低选器LS选中，取代了正常工况下的温度控制。由于LC输出降低，会关小控制阀，使贮罐液位升高。待液位升到一定数值后，LC的输出增加，高于FC的输出后，其低选器选中FC的输出，又恢复正常工况下的温度控制。