流体输送中的自动控制

流体输送自动化控制流体输送自动化控制组员：黄登组员：黄登 蒋胡林蒋胡林 王旭平王旭平 杨树林杨树林 唐浩程唐浩程 邓杰邓杰 焦横焦横 肖红永肖红永 王诗元王诗元演讲：黄登演讲：黄登模板：唐浩程模板：唐浩程 王诗元王诗元PPTPPT制作：制作： 王旭平王旭平 焦横焦横资料收集：肖红永资料收集：肖红永 杨树林杨树林 邓杰邓杰 蒋胡林蒋胡林 1.1.离心泵离心泵的自动控制方案的自动控制方案2.2.往复泵的自动控制方案往复泵的自动控制方案3.3.压气机的自动控制方案压气机的自动控制方案流体输送设备的自动控制流体输送设备的自动控制生产过程自动生产过程自动化化v定义：定义：用自动控制装置来管理生产过程用自动控制装置来管理生产过程的方法，称为生产过程的自动控制的方法，称为生产过程的自动控制。实质：实质：如何用操纵变量如何用操纵变量q q作用对象克作用对象克服扰动信号服扰动信号f f的作用，维持被控变量的作用，维持被控变量y y稳定在其工艺设定值上。稳定在其工艺设定值上。离心泵工作特性离心泵工作特性：一：离心泵的基本控制一：离心泵的基本控制离心泵靠一个或几个叶轮旋转产生的离心离心泵靠一个或几个叶轮旋转产生的离心力来输送液体，液体在离心力的作用下获力来输送液体，液体在离心力的作用下获得动能，一部分转化为静压能另一部分动得动能，一部分转化为静压能另一部分动能则转化为热能而损失。能则转化为热能而损失。离心泵的自动控制方案离心泵的自动控制方案 离心泵流量控制的目的是要将泵的排出离心泵流量控制的目的是要将泵的排出流量恒定于某一给定的数值上。流量恒定于某一给定的数值上。 当干扰作用使被控变量（流量）发生变化当干扰作用使被控变量（流量）发生变化偏离给定值时，控制器发出控制信号，阀门动偏离给定值时，控制器发出控制信号，阀门动作，控制结果使流量回到给定值。作，控制结果使流量回到给定值。 v特点：特点：v控制阀安装在泵出口，可防止气缚和气控制阀安装在泵出口，可防止气缚和气蚀；蚀；v节流装置安装在阀上游，有利于提高测节流装置安装在阀上游，有利于提高测量精度；量精度；v实施简单，但控制阀两端压力降变化。实施简单，但控制阀两端压力降变化。注意注意：离心泵即使吸入管路上有阀门，也不：离心泵即使吸入管路上有阀门，也不用于流量调节，而是用泵的切换，工作时用于流量调节，而是用泵的切换，工作时应该保持全开。应该保持全开。 控制阀一般应该安装在泵的出口管线上，控制阀一般应该安装在泵的出口管线上，而不应该安装在泵的吸入管线上（特殊情况而不应该安装在泵的吸入管线上（特殊情况除外）。除外）。 改变泵出口阻力调流量改变泵出口阻力调流量2 2、控制泵的转速、控制泵的转速改变泵的转速调流量改变泵的转速调流量 图中曲线1、2、3表示转速分别为n1、n2、n3时的流量特性，且有n1n2n3。 v采用变频调速，从而改变工作点。 该方案从能量消耗的角度来衡量最该方案从能量消耗的角度来衡量最为经济，机械效率较高，但调速机为经济，机械效率较高，但调速机构一般较复杂，所以多用在蒸汽透构一般较复杂，所以多用在蒸汽透平驱动离心泵的场合，此时仅需控平驱动离心泵的场合，此时仅需控制蒸汽量即可控制转速。制蒸汽量即可控制转速。该方案有什么特点呢？该方案有什么特点呢？工作点未变，工作点未变， 将泵的部分排出量重新送回到吸入管路，将泵的部分排出量重新送回到吸入管路，用改变旁路阀开启度的方法来控制泵的实际排出量。用改变旁路阀开启度的方法来控制泵的实际排出量。 控制阀装在旁路上，压差大，流量小，因此控制阀的控制阀装在旁路上，压差大，流量小，因此控制阀的尺寸较小，但机械总效率低。流量测量困难时，可改用压尺寸较小，但机械总效率低。流量测量困难时，可改用压力控制，但应保证泵出口阻力基本不变，也用于分支路的力控制，但应保证泵出口阻力基本不变，也用于分支路的流量控制。流量控制。 该方案不经济，因为旁路阀消耗一部分高压液体能量，该方案不经济，因为旁路阀消耗一部分高压液体能量，使总的机械效率降低，故很少采用。使总的机械效率降低，故很少采用。 改变旁路阀调流量检测器检测器执行执行器器执行执行器器检测器检测器量控量控制器制器执行执行器器二：往复泵的自动控制方案二：往复泵的自动控制方案 往复泵往复泵多用于流量较小、压头要求较高的多用于流量较小、压头要求较高的场合，它是利用活塞在汽缸中往复滑行来输送场合，它是利用活塞在汽缸中往复滑行来输送流体的。流体的。 往复泵特性：往复泵特性：与转速、冲程大小及活塞截面与转速、冲程大小及活塞截面积等有关积等有关 该方案适用于以蒸汽机或汽轮该方案适用于以蒸汽机或汽轮机作原动机的场合，此时，可借助机作原动机的场合，此时，可借助于改变蒸汽流量的方法方便地控制于改变蒸汽流量的方法方便地控制转速。转速。 该 方 案 由该 方 案 由于高压流体的于高压流体的部分能量要白部分能量要白白消耗在旁路白消耗在旁路上，故经济性上，故经济性较差。较差。 改变旁路流量改变旁路流量 计量泵常用改变冲程计量泵常用改变冲程s s来进行流量控来进行流量控制。冲程制。冲程s s的调整可在停泵时进行，也的调整可在停泵时进行，也有可在运转状态下进行的。有可在运转状态下进行的。活塞在泵内左右移动的断点叫活塞在泵内左右移动的断点叫“死死点点”，两个死点间的距离为活塞从左，两个死点间的距离为活塞从左向右运动的最大距离，叫向右运动的最大距离，叫冲程冲程。压力机的分类压力机的分类根据其作用原理不同可分为离心式（流量大，体积流量大，体积小，效率高，维护方便小，效率高，维护方便）和往复式（流量小，压缩比高场合流量小，压缩比高场合）两大类；按进出口压力高低的差别，可分为真空泵、鼓风机、压缩机等类型。 三：压气机的自动控制方案三：压气机的自动控制方案 对于低压的离心式鼓风机，一般对于低压的离心式鼓风机，一般可在其出口直接用控制阀控制流量。可在其出口直接用控制阀控制流量。由于管径较大，执行器可采用蝶阀。由于管径较大，执行器可采用蝶阀。其余情况下，为了防止出口压力过高，其余情况下，为了防止出口压力过高，通常在入口端控制流量。因为气体的通常在入口端控制流量。因为气体的有可压缩性，所以这种方案对于往复有可压缩性，所以这种方案对于往复式压缩机也是适用的。式压缩机也是适用的。 为了减少阻力损失，对大型压缩为了减少阻力损失，对大型压缩机，往往不用控制吸入阀的方法，而机，往往不用控制吸入阀的方法，而用调整导向叶片角度的方法用调整导向叶片角度的方法。 对于压缩比很高的多对于压缩比很高的多段压缩机，从出口直接旁段压缩机，从出口直接旁路回到入口是不适宜的。路回到入口是不适宜的。这样控制阀前后压差太大，这样控制阀前后压差太大，功率损耗太大。功率损耗太大。 为了解决这个问题，为了解决这个问题，可以在中间某段安装控制可以在中间某段安装控制阀，使其回到入口端，用阀，使其回到入口端，用一只控制阀可满足一定工一只控制阀可满足一定工作范围的需要。作范围的需要。 控制压缩机旁路方案控制压缩机旁路方案 压气机的流量控制可以通过调压气机的流量控制可以通过调节原动机的转速来达到，这种方节原动机的转速来达到，这种方案效率最高，节能最好。案效率最高，节能最好。 在于调速机构一般比较在于调速机构一般比较复杂，没有前两种方法简便。复杂，没有前两种方法简便。 “喘振喘振”现象现象 当负荷降低到一定程度时当负荷降低到一定程度时, ,气体的排送气体的排送会出现强烈的振荡会出现强烈的振荡, ,从而引起机身的剧烈振从而引起机身的剧烈振动。这种现象称为动。这种现象称为“喘振喘振”。 喘振会造成事故喘振会造成事故, ,操作中必须防止喘振操作中必须防止喘振现象产生。现象产生。 防喘振的方法就是采取部分回流的办防喘振的方法就是采取部分回流的办法，使之适应工艺低负荷生产要求。法，使之适应工艺低负荷生产要求。自动控制系统自动控制系统的组成框图的组成框图考点考点锅炉汽包自动控制锅炉汽包自动控制被控变量被控变量y y 液位高度液位高度操操纵纵变变量量q q 给给水水量量选气开式还是气关式呢选气开式还是气关式呢？谢谢谢