加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計

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1、廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計說明書課題名稱：加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計姓名：吳雨冬專業(yè)：過程控制班級：自動化1031起止日期2011年12月1日～2011年12月30日指導(dǎo)教師：黎鴻坤-16-廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計說明書題目：加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-16-目錄前言………………………………………………………1第一章設(shè)計的目的及意義…………………………………2第二章控制系統(tǒng)工藝流程及控制要求……………………22.1生產(chǎn)工藝介紹2.2控制要求第三章總體設(shè)計方案………………………………………33.1系統(tǒng)控制方案3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程圖第四章控制系統(tǒng)設(shè)計…

2、……………………………………54.1系統(tǒng)控制參數(shù)確定第五章控制儀表的選型和配置……………………………65.1一體化溫度變送器5.2DX2000型無紙記錄儀5.3調(diào)節(jié)器5.4執(zhí)行器5.5電/氣閥門定位器ZPD-015.6安全柵5.7配電器5.8薄膜氣動調(diào)節(jié)閥ZMBS-16K第六章聯(lián)鎖保護……………………………………………11第七章系統(tǒng)控制接線圖……………………………………12第八章收獲和體會…………………………………………13參考文獻-16-前言在工業(yè)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。其中溫度控制也也越來越重

3、要。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對環(huán)境中的溫度進行控制。在石油工業(yè)中，加熱爐尤為重要，加熱爐應(yīng)用非常明顯。而對加熱爐進行溫度控制在整個工藝生產(chǎn)中的重要性尤為突出。-16-第一章設(shè)計的目的及意義加熱爐被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中。由于這類對象使用方便，可以通過調(diào)節(jié)輸出功率來控制溫度，進而得到較好的控制性能，故在冶金、機械、化工等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在一些工業(yè)過程控制中,工業(yè)加熱爐是關(guān)鍵部件,爐溫控制精度及其工作穩(wěn)定性已成為產(chǎn)品質(zhì)量的決定性因素。對于工業(yè)控制過程,PID調(diào)節(jié)器具有原理簡單、使用方便、穩(wěn)定可靠、無靜差等優(yōu)點,因此在控制

4、理論和技術(shù)飛躍發(fā)展的今天,它在工業(yè)控制領(lǐng)域仍具有強大的生命力。在產(chǎn)品的工藝加工過程中，溫度有時對產(chǎn)品質(zhì)量的影響很大，溫度檢測和控制是十分重要的，這就需要對加熱介質(zhì)的溫度進行連續(xù)的測量和控制。在冶金工業(yè)中，加熱爐內(nèi)的溫度控制直接關(guān)系到所冶煉金屬的產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，溫度控制不好，將給企業(yè)帶來不可彌補的損失。為此，可靠的溫度的監(jiān)控在工業(yè)中是十分必要的。-16-第二章控制系統(tǒng)工藝流程及控制要求2.1生產(chǎn)工藝介紹加熱爐是石油化工、發(fā)電等工業(yè)過程必不可少的重要動力設(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動透平的動力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。

5、隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，作為動力和熱源的過濾，也向著大容量、高參數(shù)、高效率的方向發(fā)展。加熱爐設(shè)備根據(jù)用途、燃料性質(zhì)、壓力高低等有多種類型和稱呼，工藝流程多種多樣，常用的加熱爐設(shè)備的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是由給水泵、給水控制閥、省煤器、汽包及循環(huán)管等組成。本加熱爐環(huán)節(jié)中，燃料與空氣按照一定比例送入加熱爐燃燒室燃燒，生成的熱量傳遞給物料。物料被加熱后，溫度達到生產(chǎn)要求后，進入下一個工藝環(huán)節(jié)。用泵將從初餾塔底得到的拔頂油送入加熱爐中加熱到360℃～370℃后，再送入常壓分餾塔中。經(jīng)分餾，在塔頂可得到低沸點汽油餾分，經(jīng)冷凝和冷卻到30℃～40℃時，一部分作

6、為塔頂回流液，另一部分作為汽油產(chǎn)品。此外，還設(shè)有1～2個中段回流。在常壓塔中一般有3～4個側(cè)線，分別餾出煤油、輕柴油。側(cè)線產(chǎn)品是按人們的不同需要而取的不同沸點范圍的產(chǎn)品，在不同的流程中并不相同。有的側(cè)線產(chǎn)品僅為煤油和輕柴油，而重油為塔底產(chǎn)品；有的側(cè)線為煤油、輕柴油和重柴油，而塔底產(chǎn)品為常壓渣油。初底油用泵加壓后與高溫位的中段回流、產(chǎn)品、減渣進行換熱，一般換后溫度能達到260°C以上，如果換熱流程優(yōu)化的好，換熱溫度可達到310°C左右。初底油在進入常壓爐進一步加熱至365°C（各裝置設(shè)定的爐出口溫度隨所煉不同原油的組成性質(zhì)而差異，一般都在360

7、°C至370°C之間）。最后初底油進入常壓塔進行分離。加熱爐設(shè)備主要工藝流程圖如圖2-1所示。-16-圖2-1加熱爐設(shè)備主要工藝流程圖2.2控制要求加熱爐設(shè)備的控制任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)負荷的需要，供應(yīng)熱量，同時要使加熱爐在安全、經(jīng)濟的條件下運行。按照這些控制要求，加熱爐設(shè)備將有主要的控制要求：加熱爐燃燒系統(tǒng)的控制方案要滿足燃燒所產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)物料負荷的需要，保證燃燒的經(jīng)濟型和加熱爐的安全運行，使物料溫度與燃料流量相適應(yīng)，保持物料出口溫度在一定范圍內(nèi)。-16-第三章總體設(shè)計方案3.1系統(tǒng)控制方案隨著控制理論的發(fā)展，越來越多的智能控制技術(shù)，如自適應(yīng)控

8、制、模型預(yù)測控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，被引入到加熱爐溫度控制中，改善和提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。本加熱爐溫度控制系統(tǒng)較為簡單，故采用數(shù)字PID算法作為系統(tǒng)的控制算法