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54. 换热器液位的超驰控制

54. 换热器液位的超驰控制 上海华理自动化系统工程有限公司
2022-10-14
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导读:用冷剂蒸发进行冷却的换热器,正常控制时按冷却物料出口温度的高低来调节进入换热器的冷剂。这可以由下图所示的一个

用冷剂蒸发进行冷却的换热器,正常控制时按冷却物料出口温度的高低来调节进入换热器的冷剂。这可以由下图所示的一个简单的温度控制回路实现。

但是当负荷出现特大上升,在冷剂增加到最大换热面积的液位后,如果冷却物料出口温度仍未能冷却到额定温度,控制回路势必进一步加大冷剂的供应量,这一增加根本不能加大冷却作用,反而会使气化的冷剂严重带液,以致在其重新压缩液化过程中,由于带液而造成压缩机损坏的重大事故,只好被迫停车。

由于影响安全,工厂首先想到的是在SIS系统中增加换热器的安全联锁,即当换热器液位超过安全上限后切断冷剂调节阀。这种方法肯定能保证装置安全但是需要付出装置停车的代价影响,有没有一种不停车又兼顾缓冲罐液位的控制策略呢?

有的工厂就想到了如下图所示的串级控制策略。这种串级控制策略存在问题:1)串级副回路可以克服控制侧的干扰,但是串级副回路会拖慢主回路的响应速度2)当使用串级控制时主回路控制器输出要设置合理的输出范围防止安全问题。

这也是我们常用的一类软保护控制策略,但是这不是最合理的控制策略。因为冷媒的冷却能力和换热器的液位稳定没有直接关系,而且串级控制会拖慢主回路的相应速度并由于安全保护不能完全发挥换热器的换热能力。


正确的控制策略如下图所示。即用一个与正常控制器并列的超驰保护控制器,其测量信号是换热器中冷剂的液位。两个控制器的输出同时接入低选,用选中的输出去指挥冷剂调节阀。在液位超过设定值后,保护控制器有一个更低的输出,经选择器将优先关小冷剂调节阀保证设备安全在液位脱离危险区恢复正常后,保护控制器又有很高的输出,经选择器又将控制任务归还给正常控制器。

使用换热面积控制换热的换热器,包括冷却器和再沸都首选超驰控制方案。控制策略选择不当是常见的一种设计错误。

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主要从事工业自动化领域的技术开发、技术服务、技术咨询以及相关技术的工程应用实施等业务。致力于用高科技改造传统流程工业,促进高新科技成果产业化,同时探索科研与生产、市场相结合的有效模式和运行机制,促进石油化工企业信息化、自动化和智能化发展
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