化工控制原理解析實驗

1.課程設計目的

通過對本任務書所指定的課題，模擬的進行完整的設計，理論聯系實際，運用和鞏固在《化工過程控制工程》課程和本專業的其他相關課程所學的知識，培養獨立思考、分析和解決實際問題的能力。通過本次設計使學生熟悉工程設計的思維方式和步驟，并了解如何進一步根據確定的設計方案合理選擇自動化儀表，培養學生查閱資料，獨立獲取知識，新信息的能力。

2.題目描述和要求

2.1題目描述

加氫加熱爐溫度控制系統：原料油（加氫裂化尾油）經過加氫進料泵P101A/B抽出、升壓進入加氫進料加熱爐F201進行加熱升溫，控制物料出F201的溫度達到要求溫度后，進入加氫反應器F201進行加氫反應。

該加熱爐的重要操作在于控制穩定的加熱爐出口溫度，這樣可以使后序加氫反應達到預期效果。

2.2題目要求

加氫尾油處理裝置中，加熱爐是重要裝置的設備之一，它的任務是把原油加熱至一定溫度，然后進行加氫反應。加熱爐出口溫度是否平穩直接影響加氫反應效果。因此要求加熱爐的出口溫度要嚴格控制。

要求設計符合要求的控制系統。畫出控制原理圖，選擇合適的自動化儀表，進行系統的連接和所選儀表作用方式的確定。

原料：加氫裂化尾油。

工藝要求：加熱出口溫度，318℃

3. 加氫加熱爐溫度控制系統設計報告內容

3.1 設計方案的選定與說明。

串級控制系統-----兩只調節器串聯起來工作，其中一個調節器的輸出作為另一個調節器的給定值的系統。

串級控制系統--------應用于容量滯后較大的過程；應用于純時延較大的過程；應用于擾動變化激烈而且幅度大的過程；應用于參數互相關聯的過程；應用于非線性過程。

3.1.1 基本概念即組成結構

串級控制系統采用兩套檢測變送器和兩個調節器，前一個調節器的輸出作為后一個調節器的設定，后一個調節器的輸出送往調節閥。

前一個調節器稱為主調節器，它所檢測和控制的變量稱主變量（主被控參數），即工藝控制指標；后一個調節器稱為副調節器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被控參數），是為了穩定主變量而引入的輔助變量。

整個系統包括兩個控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測變送、副調節器、調節閥和副過程構成；主回路由主變量檢測變送、主調節器、副調節器、調節閥、副過程和主過程構成。

3.1.2 串級控制系統的工作過程

當擾動發生時，破壞了穩定狀態，調節器進行工作。根據擾動施加點的位置不同，分種情況進行分析：

1擾動作用于副回路

2擾動作用于主過程

3擾動同時作用于副回路和主過程

分析可以看到：在串級控制系統中，由于引入了一個副回路，不僅能及早克服進入副回路的擾動，而且又能改善過程特性。副調節器具有“粗調”的作用，主調節器具有“細調”的作用，從而使其控制品質得到進一步提高。

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