1、 课程设计任务书 课程 自控工程课程设计 题目 常压炉控制系统设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容： 1.掌握利用 Auto-CAD 绘制常减压装置常压炉控制工艺流程图。 2.掌握节流装置的计算方法和计算机辅助设计计算方法,完成常压加热炉燃料油指 示。 3.掌握调节阀的选型及口径计算方法，完成对常压加热炉燃料油的调节。 基本要求： 1.在工程设计中，必须严格贯彻执行一系列国家技术标准和规定。 2.边学习标准和规定，边上机设计。 3.必须按阶段完成任务。 4.设计完成后交出一份包括上述三个部分符合撰写规范的设计报告。 主要参考资料： 1HG/T2063620639-1998，化工装
2、置自控工程设计规定(上下卷)S . 2GB/T2624-1993，流量测量节流装置 S . 3奚文群，翁维勤.调节阀口径计算指南M.兰州：化工部自控设计技术中心站， 1991. 4董德发，张天春.自控工程设计基础M.大庆：大庆石油学院，1999. 5王骥程，祝和云.化工过程控制工程M .北京：化学工业出版社，2003. 完成期限 2013.11.42013.11.15 指导教师 专业负责人 2013 年 11 月 20 日 目录目录 第 1 章 工程实例 . 1 1.1 常压炉工程背景及说明 1 1.2 CAD 流程图 . 2 第 2 章 控制系统方案设计 . 3 2.1 常压炉工作过程 3
3、2.2 回路干扰因素 3 2.3 回路控制方案 4 第 3 章 控制系统仪表选型 . 6 3.1 检测元件选型 7 3.2 调节阀的选型 9 3.3 常压炉计算实例 .11 第 4 章 课程设计心得 . 12 参考文献 . 13 附录 . 14 自控工程课程设计 1 第第 1 章章 工程实例工程实例 1.1 常常压炉工程背景及说明压炉工程背景及说明 所谓常压炉，应定义为锅炉开口与大气相通，使锅炉水位线处的压力，任何时候都等 于大气压力。常压锅炉是指锅炉顶部通大不承受供热系统的水柱静压力，锅炉本体中两个 最主要的部件是炉膛和锅筒，锅炉是具有高温、高压的热能设备，是特种设备之一，在机 关、事业企业
4、及各行各业广泛使用，是危险而又特殊的设备。 常压炉比较安全，与大气相通，不承受压力，在一定程度上消除爆炸的可能性。常压 炉的管理简化，由于常压锅炉比较安全，对常压锅炉的使用设计、制造、安装的管理抖比 较简化，对锅炉房的要求也有所降低。在约低于三层建筑物的供暖系统中，采用承压热水 锅炉与采用常压热炉比，其运行费用基本相当。常压炉可以利用报废锅炉，节省钢材，简 化制造工艺。我国的工业锅炉，每年有许多锅炉报废，如能利用承压报废高炉改装为常压 炉，由于受压部件的减小，亦可节约大量优质锅炉钢材，而且制造工艺亦可简化，节约了 人力、物力、财力。因此，常压炉得到应用和发展。 自控工程课程设计 2 1.2 C
5、AD流程图流程图 自控工程课程设计 3 第第 2 章章 控制系统方案设计控制系统方案设计 2.1 常压炉常压炉工作过程工作过程 燃料油流量发生波动，干扰作用于副环，开始阶段因炉膛容积较大，故被加热介质出 口温度暂不变化，主调节器因检测不到过程 PV 值的变化而输出不变；但流量调节器因过 程量改变输出一调节信号至阀来克服燃料油量的波动，迫使燃油量逐渐向原给定方向靠 近，故此阶段完全等同于单回路调节。虽然流量的干扰经副环得到了初期和主要的克服， 但不可能得到完全解决，一定时间后，燃料油变化通过温度对象渐渐影响介质出口温度， 这样主调节器必然进入调整状态，通过改变副调节器的给定，副调在 PV 和 S
6、V 值的同时 变化中克服燃油波动的作用更加迅速和强大，最终使出口温度回至起初的设定上。 被加热介质流量、介质热焓及燃料气压力和流量的波动、空气流量和温度、湿度、火 嘴物理性能等发生变化，当这些干扰进入主回路中，使炉出口温度受干扰影响而变化，这 样，温度调节器就因偏差 e10 而产生输出变化量来克服干扰作用对被控变量的影响，继而 使流量调节器的偏差 e2不为零，产生控制输出来改变阀开度，调节的最终目的使温度回至 给定值。无论干扰进入主回路还是副回路，控制的手段都是通过阀的调节作用来主动实施 反干扰。 当主、副回路同时受到干扰作用时，即燃料油流量和温度都发生变化，若被加热介质 流量增加，而燃油量减小，这时主调节器输出增大，两者产生给流量调节器的输入偏差同 向，使阀门开度有较大的增加；若燃料气量减小，而燃料油量增加，这时温度调节器输出 使副环 SV 增加，而因燃油量增大副调节器 PV 增加，这时调节器则根据总的偏差正负来 决定输出是增大还是减小阀门的开度；若
