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过程控制工程第十五章.ppt

发布:2018-03-07约2.02千字共27页下载文档
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* 流体输送设备的控制 15.1 流体输送设备的控制 15.2 泵和压缩机的控制 15.3 离心式压缩机的防喘振控制 第15章 教学进程 15.1 概述 流体:液体或气体 液体传送——泵, 气体传送——风机或压缩机 控制目标:流量、压力控制,安全保护控制 15.2 泵和压缩机的控制 离心泵的控制 15.2.1 离心泵的叶轮在电动机的带 动下做高速旋转运动,产生离心力。 泵速越高,离心力越大,出口压头越高。 出口流量增大,出口压力降低。 离心泵特性公式: ■ 性能   流量Q 140~1800m3/h   扬程H 9~125m   进口直径 150~600mm 15.2 泵和压缩机的控制 离心泵的控制 15.2.1 离心泵特性曲线 排出量Q 压头H a n3 n4 n2 n1 a 另外,管路系统的压力也对泵的特性有影响 因此,可以通过hv或其他手段改变H压力(流量) 离心泵的控制 15.2.1 管路阻力: (1)管路两端的静压差hp (2)管路两端的静液柱高度,即升扬高度hL (3)管路的摩擦损失hf (4)控制阀两端的节流损失hv 管路总压力阻力 HL=hp+hL+hf+hv 系统稳定工作: H = HL 注意,控制阀一定要装在阀的出口位置,否则会出现“气缚”和“气蚀”现象,对离心泵产生损坏。 (b)控制方案 (a)流量特性 FC H Q HL1 HL2 C1 C2 HL3 C3 离心泵的控制 15.2.1 (1)直接节流法 改变直接节流阀的开度,改变平衡工作点的位置C 离心泵的控制 15.2.1 “气缚”——hv使得入口压力下降,使液体部分汽化, 使泵的出口压力下降,排量降至零 “气蚀”——hv使得部分汽化的气体到达出口,受压缩重新 凝聚成液体,对泵内机件产生冲击 ●优点: 调解方便 ●缺点: 机械效率低(消耗在阀上) ●场合: 常用,排量小于正常排量的30%时要调整 FC 调转速 原动机 HL n3 n2 n1 H Q (a)流量特性 (b)控制方案 离心泵的控制 15.2.1 (2)改变泵的转速 通过改变泵的转速改变工作点 目前主要通过变频器控制电机的转速 变频器近年发展比较快,功能、可靠性大大提高,价格下降。 此方法也可以取代控制阀,实现流量控制 离心泵的控制 15.2.1 ●优点: 机械效率高,节能 ●缺点: 调速复杂(离心泵较多时使用) ●场合: 少用,用于大功率的离心泵 (3)改变旁路回流 离心泵的控制 15.2.1 FC ●优点: 控制阀口径?,调节方便 ●缺点: 回路,能量消耗大 (未充分使用) ●场合: 有一定使用 容积式泵的控制方案 15.2.2 不能采用节流方法控制 n1 n2 n3 排出量 Q H 压头 往复泵:活塞式、柱塞式 旋转泵:齿轮式、螺杆式 排量的大小与管路的阻力无关, 只取决于泵的冲程及往复频率 常见的控制方案: (1)??? 变频调速 (2)??? 旁路法?????? 容积式泵的控制方案 15.2.2 压缩机的控制方案 15.2.3 需要保证运行的安全 性,如“喘振”、功率大、转速快 气体增压及输送设备 离心式、往复式 离心式应用比较多 ●优点: ●缺点: (4)轴推力、轴位移及连锁保护控制 压缩机的控制方案 15.2.3 主要自控系统: (1)气量控制:和离心泵相似 (2)防喘振控制 (3)油路控制:油温、油压联锁安全 保护(电气控制) 15.3 离心式压缩机的防喘振控制 喘振现象及原因 15.3.1 离心式压缩机的负荷低于一定的值后,气体的正常输送被破坏,气量乎多忽少,发生强烈振荡——“气喘”声音,严重破坏机器设备。 T点对应的流量——极限流量 喘振现象及原因 15.3.1 p2/pl p2/pl~Q M1 M T QM Q 图 离心式压缩机工作曲线 喘振产生的原因: T点右恻,稳定工作区 P2/P1 ↓ Q↑ P2/P1↑ T点左恻,不稳定工作区 P2/P1 ↓ Q↓ P2/P1↓ 喘振区 产生喘振的直接原因是负荷的下降 Q Qp1 Qp2 Qp3 p2/p1 n1 n2 n3 喘振区 喘振现象及原因 15.3.1 不同的转速,离心泵的极限流量也不一样 (1)?气体吸入状态的改变 管路特性 喘振线 T1 , M1 ,p1 p2/p1 Q 喘振现象及原因 15.3.1 另外,有些工艺原因也可以导致喘振 (2)?管路阻力的变化 阻力 p2/p1
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