[精选]传热设备的控制技术.pptx

传热设备的控制
戴连奎
浙江大学智能系统与决策研究所
1/14/2020
工业过程控制
换热设备控制思考题
1、针对逆流单程列管式换热器，当两侧液体均无相变时，试推导得到工艺介质出口温度与输入条件之间的静态关系；
2、了解夹套式（集中参数系统）与套管式换热器（分布参数系统）的动态模型建立方法；
3、掌握换热器的控制问题与常用的控制方案；
4、掌握加热炉出口温度的控制问题与串级方案。
1/14/2020
工业过程控制
内 容
引 言
换热器的静态特性
换热器的动态特性
换热器的控制
加热炉的控制
锅炉设备的控制
1/14/2020
工业过程控制
换热器的静态特性
问题：针对逆流单程列管式热交换器，巳知入口条件（G1, T1i, G2, T2i）,要求计算稳定条件下工艺介质与载热体的出口温度（T1o, T2o）。其中c1, c2分别为相应介质的比热。
1/14/2020
工业过程控制
热交换过程的热量平衡方程
假设工艺介质与载热体均无相变，而且没有热损失。即
被加热物料得到的热量/单位时间
= 载热体放出的热量/单位时间
1/14/2020
工业过程控制
热交换过程的传热速率方程
K 为传热系数；Fm 为传热面积；
ΔTm 为传热壁两侧流体的平均温差.
对于逆流单程换热器，
可取对数平均值
若
在1/3 ~ 3 之间，则可用算术平均近似
1/14/2020
工业过程控制
热交换过程的静态方程
1/14/2020
工业过程控制
热交换过程的静态特性分析
严重非线性，若其它环节为线性，调节阀需选用等百分数阀。
1/14/2020
工业过程控制
换热器的控制问题
被控变量
(1) 被加热/冷却介质的出口温度（无相变）；
(2) 加热/冷却所需的热量（有相变），如精馏塔底再沸器的蒸发量。
控制变量
(1) 调载热体的流量；(2) 调节传热平均温差；
(3) 调传热面积； (4) 将工艺介质分路，一路经换热，另一路走旁路。
1/14/2020
工业过程控制
换热器的控制方案
1/14/2020
工业过程控制