催化裂化装置反应再生部分控制系统设计
过程控制综合实践
催化裂化装置反应再生部分
控制系统设计
第十二组
目录
第一章系统分析 (1)
一、工艺流程 (1)
二、控制需求分析 (2)
三、对象特性分析 (2)
1.控制系统特点 (2)
2.控制系统扰动 (2)
3.控制难点 (2)
第二章控制系统详细的设计 (3)
一、系统变量设置 (3)
二、控制回路设计 (3)
三、安全联锁报警设计 (4)
四、I/O表 (5)
第三章设备选型与图纸绘制 (6)
一、控制器选型 (6)
二、调节阀选型 (6)
三、测量变送装置选型 (7)
四、PLC接线图 (7)
1.CPU224接线端子图 (7)
2.EM235接线端子图 (8)
3.控制柜接线图 (8)
4.控制柜柜门设计图 (9)
五、系统图纸绘制 (9)
1.P&ID图图纸规格 (9)
2.P&ID图的内容 (9)
3.P&ID图中设备 (10)
4.P&ID图中管道 (10)
5.P&ID图代号和图例 (10)
6.其它 (10)
第四章MATLAB仿真研究 (11)
一、基于MATLAB的控制对象仿真 (11)
1.参考模型FCC——Linear (11)
2.对象特性的阶跃响应测试 (12)
二、数字控制器的设计 (12)
三、控制参数对控制性能的影响及参数整定 (13)
1.PID的三个调整参数对控制系统的影响 (13)
2.参数整定结果 (14)
第五章MATLAB与组态王的DDE连接 (17)
一、动态数据交换 (17)
二、组态王DDE功能 (17)
三、MATLAB与组态王建立连接 (17)
第六章组态王监控软件的详细设计 (20)
一、组态王监控软件的界面设计 (20)
二、监控软件功能设计 (20)
1.工艺流程画面 (20)
2.总体实时监控画面 (21)
3.各个回路独立监控画面 (21)
4.数据报表画面 (22)
5.报警画面及报警查询画面 (23)
6.总控制室画面 (23)
7.标签画面 (23)
三、设计过程 (23)
1.建立组态王新工程 (23)
2.创建组态画面 (24)
3.定义I/O设备 (24)
4.构造数据库 (24)
5.建立动画连接 (24)
6.运行和调试 (24)
第七章实验结果及分析 (25)
一、系统使用流程 (25)
二、实际运行效果 (25)
1.阶跃响应实时曲线 (26)
2.性能指标整理 (26)
3.鲁棒性实验 (27)
三、控制系统性能分析 (28)
1.控制方案优点 (28)
2.控制方案缺点 (28)
3.模型改进 (29)
第八章感受和建议 (30)
一、设计感受 (30)
二、遇到的一些问题 (30)
第一章系统分析
催化裂化（Fluid Catalytic Cracking）是原油二次加工的核心工艺。该过程是蜡油和渣油在高温和催化剂作用下，在提升管式反应器中进行快速反应，把较大分子的烃类裂化为较小分子烃类，再经分馏、吸收等工序生产汽油、柴油、液态烃干汽等产品的炼油生产过程。
该装置分反应-再生、分馏、吸收稳定脱硫、再生烟气能量回收、余热锅炉、回炼油过滤器等6个部分。
一、工艺流程
反应再生是催化裂化的关键部分，其主要过程是原油裂解反应，催化剂循环再生。具体工艺流程如下：原料送入
原料从罐区送入，经过换热器换热，重质原料换热到180~240℃，轻质原料换热至150~180℃，各原料换热后经高效喷嘴和雾化蒸汽混合，以小油滴形式进入提升管。
原油与催化剂的反应与分离
工艺回炼油和来自再生塔的高温催化剂接触汽化，发生高温短接触迭合反应。接着催化剂沿提升管匀速上升，与新鲜原油接触汽化反应，反应汽油携带催化剂继续上升，与终止剂混合，经过粗旋（未画出）后油气与催化剂分离。油气经旋风分离器后进入分馏塔。回收下来的催化剂腿料流入气提段上部与气体蒸汽接触，去除催化剂中的油气。
图1.1催化裂化装置反应—再生部分流程图
催化剂再生循环
绝大部分脱除油气的催化器经再生斜管进入烧焦罐高效快速烧焦。之后进入再生器分为三路：一路经再生斜管进入提升管反应器，完成反-再系统的催化剂循环。催化剂循环量的大小由提升管出口温度控制再生滑阀开度进行控制。一路经外取热上斜管进入外取热器（未画出），降温后的催化剂通过外取热下斜管返
回烧焦罐。另一路，经循环斜管、循环滑阀进入烧焦罐，以提高烧焦罐内的起始温度。而再生烟气经两级旋风分离器，回收烟气携带的催化剂细粉后，进入三旋（未画出）。
二、控制需求分析
控制系统设计目标：保证原油与催化剂高效反应并尽量分离，同时保证生产安全。系统应有一定的鲁棒性和自适应性，能够适应压力和进料温度等波动的影响，系统静动态特性应当符合工艺生产要求。
从工艺流程需求来看，催化裂化反应装置的核心目标在于控制原油高效快速的裂解，而温度是影响反应的关键因素，工艺生产要求反应温度控制在500~510℃。
从安全角度来看，在这个反应—再生过程中，同时存在着易燃物(反应油气)、助燃物(压缩空气)和烧焦明火三个要素。所以在实际操作中必须严格控制反应器和再生器的压力，防止催化剂倒流，将空气带入反应器与原油接触。
另外，物料平衡也是影响系统反应和安全的重要因素，反应装置的料位高度，直接影响催化剂的循环动力，料位稳定是催化剂流量控制的前提，因而需要对料位进行控制。
三、对象特性分析
1.控制系统特点
提升管对象特性：出口温度随再生斜管催化剂流量增大而增大，正作用；
反应器料位对象特性:待生滑阀开度增大，出口催化剂流量增大，物位降低，反作用；
沉降器压力对象特性:汽轮蒸汽流量增大，压力降低，反作用；
再生器料位特性：循环斜管催化剂循环量增大，料位降低，反作用；
两器压差对象特性：双动滑阀开度增大，压差减小，反作用。
2.控制系统扰动
进料流量波动，烧焦罐温度大幅度波动，原料预热温度大幅度波动，主风量波动等等
3.控制难点
反应再生系统中涉及到三大平衡:物料平衡、热量平衡和压力平衡，三大平衡的实现是一个基本难点。另外，催化裂化(FCC)装置控制对象是一个多变量，高耦合的复杂系统。因而控制过程中要权衡各个变量的静动态特性，因而实际控制性能会比单个回路控制增加许多难度。很多时候为了保证每个回路的稳定，各个回路的动作应当相对缓慢，以免对其他回路造成大影响，而这样处理的结果就是各个回路的响应速度有所变慢，动态特性也稍差。
第二章控制系统详细的设计
一、系统变量设置
由第一章的控制需求分析可知，主要的控制目标是反应温度、容器压力、料位三个目标。
对于反应温度，一般都选取出提升管口温度作为被控变量[2]。对沉降器顶部压力进行控制以稳定反应器压力，为防止压力不平衡，催化剂倒流，对反应器、再生器的压差进行控制控制。对于物位控制，反应器、再生器和烧焦罐三个容器仅仅控制其中二者就行，剩下的一个由于物料平衡自然也就稳定了。
具体选择的被控变量及其操纵变量和扰动的选择如下：
表2.1 被控变量、操纵变量、扰动变量的选择
二、控制回路设计
由于问题的复杂性，在没有足够依据的情况下，我们没有采取任何复杂控制系统，而是仿照参考模型，5个回路单独采取单回路控制，控制算法采用了标准的增量型数字PID算法
控制回路方框图
（1）气提段藏量控制回路
（2）提升管出口温度控制回路
（3）两器压差控制回路
（4）沉降器顶部压力控制回路
（5）二密相床藏量控制回路
三、安全联锁报警设计
催化联锁主要包括主风联锁、增压风联锁。其中切断进料由主风联锁带动，且可在未切除主风的情况下，手动切断进料，取消了进料低流量联锁。经过装置开工前的流化实验表明，两器差压在25kpa~60kpa的条件下，催化剂均不会倒流。控制催化剂倒流的手段由两器差压联锁改为由再生滑阀（提升管出口温度与再生滑阀压降低选控制）、待生滑阀（沉降器料位与待生滑阀压降低选控制）、再生滑阀（一再料位与半再生滑阀压降低选控制）来实现。每个滑阀相当于一个孔板，通过其压降大小，就可以判断催化剂的流化状况。当因为两器差压超标，使催化剂有倒流的趋势时，通过滑阀压降控制器自动关小滑阀开度，通过改变催化剂的流通面积改变其流化状态，就可避免催化剂倒流。避免因为联锁的投入，对装置的操作产生较大的影响，通过低选控制取消两器差压自保，对装置影响较小[2]。
表2.2 安全联锁动作表
四、I/O表
由于实验是利用组态王中的仿真PLC(虚拟PLC) ——“亚控PLC”进行仿真控制的，下面就给出仿真PLC的IO 表(具体的选取原则在仿真环节将具体说明)
表2.3 I/O表
第三章设备选型与图纸绘制
一、控制器选型
根据对象的特性
控制器选用西门子的4输入1输出的 EM235 PLC。
表3.1 传感器选型
二、调节阀选型
从调节阀的Kv计算到阀的口径确定，一般需经以下步骤:
①计算流量的确定。现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算流量的Qmax和Qmin.
②阀前后压差的确定。根据已选择的阀流量特性及系统特点选定S(阻力系数)，再确定计算压差。
③计算Kv。根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表，求得Kvmax和Kvmin.
④选用Kv。根据Kvmax,在所选择的产品标准系列中选取>Kvmax且与其最接近的一级C.
⑤调节阀开度验算。一般要求最大计算流量时的开度>90%，最小计算流量时的开度<10%。
⑥调节阀实际可调比的验算。一般要求实际可调比<10。
⑦阀座直径和公称直径的确定。验证合适后，根据C确定。
计算过程:
V=
表中：
Q1——液体流量，m3/h
Qg——标准状态下的气体流量，m3/h
KV——额定流量系数
12
2
m P P P KPa +=
P1——阀前绝对压力，KPa P2——阀后绝对压力，KPa △P ——阀前后压差，KPa t ——试验介质温度，取20℃ G ——气体比重，空气＝1
0/ρρ——相对密度（规定温度范围内的水0/ρρ＝1）
得数据:
催化剂催化量：G=1210t/h=336.11Kg/s 调节阀开度：Z=40% 再生滑阀截面积：V=0.2068m 2
待生滑阀截面积：V=0.65m2 待生滑阀前后压差：P ?=49KPa 再生滑阀前后压差：P ?=58KPa 催化剂密度： ρ=327.5Kg/m3 可调比:R=50
再生滑阀管径D1 =0.0987m 待生滑阀管径D2=0.1901m
由以上管径便可以让相应厂家定制阀门。
三、 测量变送装置选型
综合考虑工艺过程的条件、操作上的重要性、经济性和统一性、仪表的使用和供应情况四种因素，我们对检测元件和控制器进行了选型。
四、 PLC 接线图
1. CPU224接线端子图
催化裂化装置设计工艺计算方法
第一章 再生系统工艺计算 1. 1再生空气量及烟气量计算 烧碳量及烧氢量 烧焦量=8000 10101603 4??×%=1700kg/h H/C=7/93(已知) 烧碳量=17000×=15810kg/h=131705kmol/h 烧氢量=17000×=1190kg/h=595kmol/h 设两段烧碳比为85∶15且全部氢Ⅰ再生器中燃烧掉，又已知在I 段烟气中 CO 2% (O)= CO%(O)= Ⅱ段不存在CO 则Ⅰ段生成CO 2的C 为： ×× 5 .78.128 .12+=h=h Ⅰ段生成CO 的C 为××5 .78.125 .7+=h=h Ⅰ段烧焦量=++595=h=h Ⅱ生成CO 2的C 即为Ⅱ段烧焦量=×=h=h 理论干空气量的计算 Ⅰ段碳燃烧生成二氧化碳需O 2量×1=h Ⅰ段碳燃烧生成一氧化碳需O 2量×=h
Ⅰ段氢燃烧生成水需O 2量595×=h 理论需O 2量=++=h=38736kg/h 理论需N 2量=×79/21=h=h Ⅰ段理论干空气量=O 2+N 2 =h=h Ⅱ段碳燃烧生成CO 2需O 2量=h=h Ⅱ段碳燃烧生成CO 2需N 2=×79/21=h=h Ⅱ段碳燃烧生成CO 2需N 2== O 2+ N 2=941kmol/h=h 实际干空气量 Ⅰ段再生烟气中过剩量为%, 则%= 8.455321 79 7.4131.70622(2+?O +O ++O （过剩） （过剩）过剩） 过剩02量=h=h 过剩N 2量=× 21 79 =224kmol/h=h Ⅰ段实际干空气量=理论干空气量+过剩的干空气量 =h=h Ⅱ段烟气中过剩02为%=（过剩） （过剩） ）（2221 79 14.7436.197O +++O 过剩O 2量= kmol/h=h 过剩N 2量=× 21 79 =h=h Ⅱ段实际干空气量=1300 kmol/h=h
空调自动化控制原理.
空调自动化控制原理说明 自动化系统是智能建筑的一个重要组成部分。楼宇自动化系统的功能就是对大厦内的各种机电设施，包括中央空调、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范等进行全面的计算机监控管理。其中,中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%以上，是楼宇自动化系统节能的重点[1]。由于中央空调系统十分庞大，反应速度较慢、滞后现象较为严重，现阶段中央空调监控系统几乎都采用传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果不理想。传统控制技术存在的问题主要是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而智能控制特别适用于对那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法和变动性大的系统的控制。“绿色建筑”主要强调的是:环保、节能、资源和材料的有效利用，特别是对空气的温度、湿度、通风以及洁净度的要求，因此，空调系统的应用越来越广泛。空调控制系统涉及面广，而要实现的任务比较复杂，需要有冷、热源的支持。空调机组内有大功率的风机，但它的能耗很大。在满足用户对空气环境要求的前提下，只有采用先进的控制策略对空调系统进行控制，才能达到节约能源和降低运行费用的目的。以下将从控制策略角度对与监控系统相关的问题作简要讨论。 2 空调系统的基本结构及工作原理 空调系统结构组成一般包括以下几部分[2] [3]:
(1) 新风部分 空调系统在运行过程中必须采集部分室外的新鲜空气(即新风)，这部分新风必须满足室内工作人员所需要的最小新鲜空气量，因此空调系统的新风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及新风的滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统的一次加热器)共同组成了空调系统的新风系统。 (2) 空气的净化部分 空调系统根据其用途不同，对空气的净化处理方式也不同。因此，在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统，也有设置一级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统，另外还有设置一级初效空气过滤器，一级中效空气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤装置的高净化系统。 (3) 空气的热、湿处理部分 对空气进行加热、加湿和降温、去湿，将有关的处理过程组合在一起，称为空调系统的热、湿处理部分。在对空气进行热、湿处理过程中，采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称为表面式空气加热器，简称为空气的汽水加热器)。设置在系统的新风入口，一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器;设置在降温去湿之后的空气加热器，称为空气的二次加热器;设置
反应器串级控制系统整定
西华大学课程设计说明书 目录 1 前言 (1) 2 总体方案设计 (2) 2.1 方案比较 (2) 2.2 方案选择 (5) 3 反应器串级控制系统分析 (6) 3.1 被控变量和控制变量的选择 (6) 3.2 主、副回路的设计 (6) 3.3 主、副控制器正、反作用的选择 (8) 3.4 控制系统方框图 (8) 3.5 分析被控对象特性及控制算法的选择 (9) 4 串级控制系统的参数整定 (10) 4.1 参数整定方法 (10) 4.2 参数整定 (11) 4.3 两步法的整定步骤 (12) 5 MATLAB仿真 (14)
5.1 控制系统的MATLAB仿真 (14) 5.2 串级控制系统PID参数整定： (16) 5 结论 (20) 6 总结与体会 (21) 7 参考文献 (22) 1 前言 反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。 夹套式反应器是一类重要的化工生产设备，由于化学反应过程伴有许多化学和物理现象以及能量、物料平衡和物料、动量、热量和物质传递等过程，因此夹套反应器操作一般都比较复杂，夹套反应器的自动控制就尤为重要，他直接关系到产品的质量、产量和安全生产。 化工生产过程通常可划分为前处理、化学反应及后处理三个工序。前处理工序为化学反应做准备，后处理工序用于分离和精制反应产物，而化学反应工序通常是整个生产过程的关键，因此在化学反应工序中设计一套比较完善的控制系统是很重要的。 设计夹套式反应器的控制方案应从质量指标，物料平衡和能量平衡，约束条件三个方面考虑（假设在本反应器中反应物为一般性的，无腐蚀，无爆炸的液液反应物）。
过程控制系统课程设计报告报告实验报告
成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称：单容水箱液位过程控制 班级：2011级自动化过程控制方向 姓名： 学号：
目录 前言 一．过程控制概述 (2) 二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三．系统组成与工作原理 (5) （一）外部组成 (5) （二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) （三）其它模块和功能 (8) 四．调试过程 (9) （一）P调节 (9) （二）PI调节 (10) （三）PID调节 (11) 五．心得体会 (13)
前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。 其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。 第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。
(整理)催化裂化的装置简介及工艺流程
催化裂化的装置简介及工艺流程 概述 催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应/再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下： （一）反应––再生系统 新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温(约650℃~700℃)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃~680℃)。再生器维持0.15MPa~0.25MPa(表)的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO，为了利用其热量，不少装置设有CO锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。 （二）分馏系统 分馏系统的作用是将反应/再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成
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4、被控过程的数学模型：数学模型的作用和建模方法;机理建模法的原理和建模过程;阶跃响应曲线法建模的原理和方法; 5、简单控制系统的设计与整定：简单控制系统的组成;简单控制系统设计的基本要求和设计步骤;被控参数、控制变量、控制器调节规律和正反作用的选择;控制器参数的衰减频率特性整定法;控制器 参数的工程整定法; 6、串级控制系统的设计：串级控制系统的结构和工作原理;串级控制系统的特点;串级控制系统的设计原则和控制器参数的整定方法; 7、前馈控制系统的设计：前馈控制的原理和特点;静态和动态前馈的设计方法;前馈与反馈复合控制系统的设计; 8、大滞后控制系统设计：Smith预估控制的结构和原理;Smith 预估控制的特点分析;改进的Smith预估控制的应用; 9、比值控制系统的设计：比值控制系统的种类;比值系数的计算;比值控制的实现方法; 10、分程控制、均匀控制和选择性控制系统的设计：分程控制、均匀控制和选择性控制的工作原理、适用场合和设计原则; 11、解耦控制系统设计：相对增益的定义、作用、计算和应用;解耦控制器的设计;解耦控制的近似实现; 12、典型过程控制应用案例的分析与设计：大型火电机组热工控制系统的分析与设计;精馏塔控制系统的分析与设计。 考核要求 1)理解和掌握过程控制的基本概念：过程控制的特点、系统基本组成和分类; 2)掌握控制装置的使用：正确选择检测装置、控制器和执行器; 3)掌握对象建模的方法：根据设计需要，用机理建模法或工程测试法对被控对象进行建模;
反应釜温度过程控制课程设计
过程控制系统课程课题：反应釜温度控制系统 系另I」：电气与控制工程学院 专业：自动化_____________ 姓名： ________ 彭俊峰_____________ 学号：__________________ 指导教师： _______ 李晓辉_____________ 河南城建学院 2016年6月15日
反应器是任何化学品生产过程中的关键设备，决定了化工产品的品质、品种和生产能力。釜式反应器是一种最为常见的反应器，广泛的应用于化工生产的各个领域。釜式反应器有一些非常重要的过程参数，如：进料流量（进料流量比）、液体反应物液位、反应压力、反应温度等等。对于这些参数的控制至关重要，其不但决定着产品的质量和生产的效率，也很大程度上决定了生产过程的安全性。 由于非线性和温度滞后因素很多，使得常规方法对釜式反应器的控制效果不是很理想。本文以带搅拌釜式反应器的温度作为工业生产被控对象，结合PID 控制方式，选用FX2N-PLC 调节模块，同时为了提高系统安全性，设计了报警和紧急停车系统，最终设计了一套反应釜氏的温度过程控制系统。
1系统工艺过程及被控对象特性选取 被控对象的工艺过程 本设计以工业常见的带搅拌釜式反应器（CSTR）为过程系统被控对象。 反应器为标准3盆头釜，反应釜直径1000mm,釜底到上端盖法兰高度1376mm, 反应器总容积，耐压。为安全起见，要求反应器在系统开、停车全过程中压力不超过。反应器压力报警上限组态值为。反应器的工艺流程如图1-1所示。 S8Q A a珑厲娜口 图1-1釜式反应器工艺流程图 该装置主要参数如表1-1所示。各个阀门的设备参数如表1-2所示，其中，D g为阀门公称直径、K v为国际标准流通能力。 表1-1主要测控参数表
石油催化裂化系统设计
目录 第1章绘制控制工艺流程图 (1) 1.1 石油催化裂化工艺生产过程简介 (1) 1.2 催化裂化的工艺特点 (2) 1.3 CAD流程图 (3) 第2章节流装置的设计计算 (4) 2.1节流装置程序设计流程 (4) 2.3数据计算 (5) 第3章调节阀口径计算 (8) 3.1调节阀的选型 (8) 3.2调节阀口径计算 (8) 3.3 计算数据 (9) 第4章程序设计心得 (10) 参考文献 (11)
第1章 绘制控制工艺流程图 1.1 石油催化裂化工艺生产过程简介 该装置工艺流程分四个系统如图 提升管反应器 沉降器 再生器 回炼油浆 催化剂罐 主风机 加热炉 水蒸汽 新原料油 油浆 重柴油轻柴油 粗汽油 富气 气提塔 塔 馏分 回炼油罐 水蒸气 1 反应-再生系统：原料油经过加热汽化后进入提升管反应器进行裂化。提升管中 催化剂处于稀相流化输送状态，反应产物和催化剂进入沉降器，并经汽提段用过热水蒸气汽提，再经旋风分离器分离后，反应产物从反应系统进入分馏系统，催化剂沉降到再生器。在再生器中用空气使催化剂流化，并且烧去催化剂表面的焦炭。烟气经旋风分离器和催化剂分离后离开装置，使催化剂在装置中循环使用。 反应系统主要由反应器和再生器组成。原料油在装有催化剂的反应器中裂化，催化剂表面有焦炭沉积。沉积的焦炭的催化剂在再生器中烧焦进行再生，再生后的催化剂返回反应器重新使用。反应器主要为提升管，再生器为流化床。 再生器的主要作用是：烧去催化剂上因反应而生成的积炭，使催化剂的活性得以恢复。再生用空气由主风机供给，空气通过再生器下面的辅助燃烧室及分布管进入。 在反应系统中加入水蒸汽其作用为： （1）雾化——从提升管底部进入使油气雾化，分散，与催化剂充分接触； （2）预提升——在提升管中输送油气； （3）汽提——从沉降器底部汽提段进入，使催化剂颗粒间和颗粒内的油气汽提， 减少油气损失和焦炭生成量，从而减少再生器负荷。汽提水蒸气占总水蒸气量的大部分。
空调自控系统方案设计(江森自控)
沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书
一. 总体设计方案 根据用户对项目要求，并结合沈阳建筑智能化建筑现状，沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ？如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益； ？如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来； ？如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统： 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 （1）控制设备内容 根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：监控设备监控内容 冷却水塔（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手
自动状态、水流开关状态； 冷却水供回水管路供水温度、回水温度， 冷水机组（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态； 冷冻水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量； 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节； 膨胀水箱高、低液位检测； 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 （2）控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下： 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度， M＝分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻 水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组， 关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自
化学反应器自动控制系统设计
目录 摘要.............................................................................................................................III 1 关于化学反应 (1) 2 关于化学反应器 (2) 2.1 反应器的类型 (2) 2.2 反应器的性能指标 (2) 2.3 反应器的控制要求 (2) 3 反应器的控制方案 (4) 3.1 反应器常用的控制方式 (4) 3.2 温度被控变量的选择 (5) 3.3 控制系统的选择 (6) 4 反应器串级系统的控制原理 (9) 4.1 系统方框图 (9) 4.2 系统原理分析 (9) 5 反应器的部分实现 (11) 5.1 原料的比值控制 (11) 5.2 仪器仪表的选择 (12) 6 设计总结与展望 (13) 参考文献 (14)
化学反应器自动控制系统设计 1 关于化学反应 化学反应的本质是物质的原子、离子重新组合，使一种或者几种物质变成另一种或几种物质。化学反应过程具备以下特点： 1) 化学反应遵循物质守恒和能量守恒定律。因此，反应前后物料平衡，总热量也平衡； 2) 反应严格按反应方程式所示的摩尔比例进行； 3) 化学反应过程中，除发生化学变化外，还发生相应的物理等变化，其中比较重要的有热量和体积的变化； 4) 许多反应应需在一定的温度、压力和催化剂存在等条件下才能进行。 此外，反应器的控制方案决定于化学反应的基本规律： 1．化学反应速度 化学反应速度定义为：单位时间单位容积内某一部分A 生成或反应掉的摩尔数，即 t A A Vd dn r 1± = (1-1) 若容积V 为恒值，则有 dt dC dt V dn r A A A ±=± =/ (1-2) 式中 r A ——组分A 的反应速度，mol/m 3·h ； n A ——组分A 的摩尔数，mol ； C A ——组分A 的摩尔浓度，mol/m 3； V ——反应容积，m 3。 2．影响化学反应速度的因素 实验和理论表明，反应物浓度(包括气体浓度，溶液浓度等)对化学反应速度有关键作用。温度对化学反应速度影响较为复杂，最普遍的是反应速度与温度成正比。而对于气相反应或有气相存在的反应，增大压力(压强)会加速反应的进行。化学反应还受催化剂，反应深度等因素的影响，这些都是要在设计反应器是需要考虑的。
过程控制系统论文关于过程控制的论文
过程控制系统论文关于过程控制的论文 高炉TRT过程控制系统的研究与应用 摘要：TRT为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称，它是把高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能，通过透平膨胀机作功，驱动发电机发电的一种能量回收装置。从而达到节能、降噪、环保的目的，具有很好的经济效益和社会效益，是目前现代国际、国内钢铁企业公的节能环保装置。TRT机组运行的关键是：在任何时刻，都不能影响高炉的炉顶压力。 关键词：PLC；可靠性；PID；自动控制 1 概述 TRT为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称，它是把高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能，通过透平膨胀机作功，驱动发电机发电的一种能量回收装置。从而达到节能、降噪、环保的目的，具有很好的经济效益和社会效益，是目前现代国际、国内钢铁企业公认的节能环保装置。 2 高炉TRT过程控制系统工艺简介 目前，作为我国高炉节能、降噪、环保的能量回收装置TRT，不可避免在运行过程中出现紧急停机现象。特别是目前高炉普遍的塌料现象，如果对于系统的过程控制方案采取不当，将会导致高炉炉顶压力迅间增大，以至“憋压”。当压力超上限，就迫使TRT紧急跳车，使机组及时的退出静叶对高炉顶压的自动调节。当快切阀门关闭以后，调节高炉顶压的控制权就交给两个液压伺服控制的旁通阀（快开阀）。在国内TRT的发展历史上，由于所选择的控制系统方案不当而导致了多次事故的发生，一般情况下很容易将透平止推瓦损坏，更为严重的是由于炉顶压力的迅间增大，给高炉造成了极大的危险和危害，以至被迫停炉，影响了生产。 3 关键技术 通过参照TRT工艺的要求，对机组紧急停机时的高炉顶压调节采取了前馈-反馈（FFC-FBC）控制方案。该控制方案综合了前馈控制与反馈控制的优点，将反馈控制不易克服的干扰（高炉煤气流量）进行前馈控制，快速打开旁通阀，使高炉煤气形成畅通。但是由于前馈控制属于开环控制，尽管可以消除这一不安全因素，但不能完全保证顶压稳定，如果顶压波动较大，势必影响高炉生产，因此就对该过程采取了前馈-反馈控制（也称为复合控制）。机组发电运行阶段，高炉顶压的控制权交给了透平静叶，具有一定的干扰。如果不选择合适的控制方案，则也将影响高炉炉顶压力。为了提高系统的抗干扰能力，我们对这一过程采取了串级控制通过静叶来调节高炉顶压，目前，在国内很多公司TRT控制设备通常在TRT自动投入的时候，通常采取顶压功率复合控制，他们把功率PID调节器输出与顶压PID调节器输出的最小值作为顶压功率复合调节的输出。这种控制方案的实施在抗干扰能力方面稍逊于串级控制思想方案的调节。因为一般在设备运行过程中，高炉煤气发生量随时变化，除此之外，煤气的温度及透平入口的压力也时刻在发生变化，这将会造成静叶的开度时刻的改变，这就是调节过程中产生的干扰因素。为此要克服对高炉顶压调节的干扰，采取串级控制回路调节是山东莱钢银前1000m3高炉TRT系统控制的一大亮点。这种调节方案的实施稳定的调节高炉的炉顶压力，设备运行稳定，也给操作人员带来了便利。从高炉TRT串级调节系统方框途中可以看出，该系统有两个环路，一个内环（副环）和一个外环（主环）。PID调节器是主调节器，伺服控制器是副调节器。主被控变量为高炉炉顶压力，透平静叶的开度为副变量。主控制器的输出是副控制器的给定，而副控制器的输出直接送到电液伺服阀。在该串级控制系统中，主环是一个定值控制系统，而副回路是一个随动系统。对于本系统采取串级控制思路有如下好处：首先，从TRT系统的串级调节方框图上可以看出，由于副回路的存在，改善了对象（高炉炉
过程控制系统方案设计
过程控制仪表与系统 题目：工业含硫废气控制系统方案设计 学院：信息科学与工程学院 专业班级：测控技术与仪器1503班 学号： 7 学生姓名：王哲 教师：李飞
工业含硫废气控制系统方案设计 摘要：许多化工厂在厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中都会产生各种含有污染的有害气体，其中含硫的气体对环境造成的污染尤为严重。因此对含硫废气正确合理的处理至关重要。在我国工业含硫废气一般多采用焚烧工艺，经焚烧炉焚烧，使污染性气体转换成安全物质。经方案论证后，本设计采用双闭环串级控制系统，控制目标温度在600-800℃设定尾气焚烧炉炉温波动范围不超过±30℃。该控制系统中运用PID算法，传感器将检测到的模拟信号送到变送器，变送器输出4～20mA的电流信号。将变送器输出的标准信号送入控制器中，控制器通过分析比较所测参数与预设参数之后输出控制信号，执行器根据传送过来的信号进行变化，最终达到对系统温度的控制。 关键词：双闭环串级控制系统；炉温控制；流量控制；变送器 1 引言 含硫废气与加氢反应器出口过程器被加热至270-320℃左右与外补富氢气混合后进入加氢反应器在加氢催化剂的作用下转化为H2S。加氢反应为放热反应，离开反应器的尾气-换热器换冷却后进入冷凝塔。 废气在冷凝塔中利用循环机冷水来降温。70℃冷凝水自冷凝塔底部流出，经济冷泵加压后经急冷水冷却器用循环水冷却至40℃，循环至冷却塔顶。部分急冷水经急冷水过滤器过滤后返回急冷水泵入口。尾气中的水蒸气被冷凝，产生的酸性水由急冷水泵送至酸性水处理处。为防止酸性水对设备的腐蚀，需向急冷水中注入氨根据ph值大小决定注入氨的量。 冷凝后的尾气离开冷凝塔进入回收塔，用30%的甲基二乙醇胺溶液吸收废气中的硫化氢，同时吸收部分二氧化碳。吸收塔底富液用富液泵送至溶剂再生部分统一处理。从塔顶出来的净化气经尾气分液罐分液后进入焚烧炉燃烧，有燃料气流量控制炉膛温度；废气中残留的硫化氢几乎全转化成二氧化硫，最后再对二氧化硫进行处理。 焚烧炉要控制温度在600-800℃，保证尾气可以充分燃烧，对环境和人的健康都没有危害。 温度控制系统可采用的方法有双闭环串级控制系统、前馈控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统、分程控制系统等。
复杂过程控制系统设计与Simulink仿真
银河航空航天大学 课程设计 （论文） 题目复杂过程控制系统设计与Simulink仿 真 班级 学号 学生姓名 指导教师
目录 0. 前言 (1) 1. 总体方案设计 (2) 2. 三种系统结构和原理 (3) 2.1 串级控制系统 (3) 2.2 前馈控制系统 (3) 2.3 解耦控制系统 (4) 3. 建立Simulink模型 (5) 3.1 串级 (5) 3.2 前馈 (5) 3.3 解耦 (7) 4. 课设小结及进一步思想 (15) 参考文献 (15) 附录设备清单 (16)
复杂过程控制系统设计与Simulink仿真 姬晓龙银河航空航天大学自动化分校 摘要：本文主要针对串级、前馈、解耦三种复杂过程控制系统进行设计，以此来深化对复杂过程控制系统的理解，体会复杂过程控制系统在工业生产中对提高产品产量、质量和生产效率的重要作用。建立Simulink模型，学习在工业过程中进行系统分析和参数整定的方法，为毕业设计对模型进行仿真分析及过程参数整定做准备。 关键字：串级；前馈；解耦；建模；Simulink。 0.前言 单回路控制系统解决了工业过程自动化中的大量的参数定制控制问题，在大多数情况下这种简单系统能满足生产工艺的要求。但随着现代工业生产过程的发展，对产品的产量、质量，对提高生产效率、降耗节能以及环境保护提出了更高的要求，这便使工业生产过程对操作条件要求更加严格、对工艺参数要求更加苛刻，从而对控制系统的精度和功能要求更高。为此，需要在单回路的基础上，采取其它措施，组成比单回路系统“复杂”一些的控制系统，如串级控制（双闭环控制）、前馈控制大滞后系统控制（补偿控制）、比值控制（特殊的多变量控制）、分程与选择控制（非线性切换控制）、多变量解耦控制（多输入多输出解耦控制）等等。从结构上看，这些控制系统由两个以上的回路构成，相比单回路系统要多一个以上的测量变送器或调节器，以便完成复杂的或特殊的控制任务。这类控制系统就称为“复杂过程控制系统”，以区别于单回路系统这样简单的过程控制系统。 计算机仿真是在计算机上建立仿真模型，模拟实际系统随时间变化的过程。通过对过程仿真的分析，得到被仿真系统的动态特性。过程控制系统计算机仿真，为流程工业控制系统的分析、设计、控制、优化和决策提供了依据。同时作为对先进控制策略的一种检验，仿真研究也是必不可少的步骤。控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算机数学与计算机技术的综合性学科。控制系统仿真是以控制系统的模型为基础，主要用数学模型代替实际控制系统，以计算机为工具，对控制系统进行实验和研究的一种方法。在进行计算机仿真时，十分耗费时间与精力的是编制与修改仿真程序。随着系统规模的越来越大，先进过程控制的出现，就需要行的功能强大的仿真平台Math Works公司为MATLAB提供了控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink，这为过程控制系统设计与参数整定的计算与仿真提供了一个强有力的工具，使过程控制系统的设计与整定发生了革命性的变化。
夹套式反应器温度串级控制课程设计
课程设计任务书
中北大学 课程设计说明书 学院：机械与动力工程学院 专业：过程装备与控制工程 题目：夹套式反应器温度串级控制系统设计指导教师：吕海峰职称: 副教授
中北大学课程设计说明书 目录 1、概述 (1) 1.1化学反应器基本介绍 (1) 1.2夹套式反应器控制要求 (2) 2、被控对象特性研究 (3) 2.1建立动态数学模型 (3) 2.2被控变量与控制变量的选择 (6) 2.3夹套式反应器扰动变量 (6) 3、控制系统方案确定 (7) 3.1主回路的设计 (8) 3.2副回路的设计 (8) 4、过程检测仪表的选型 (9) 4.1测温检测元件及变送器 (9) 4.2主、副控制器正、反作用的选择 (12) 4.3控制系统方框图 (13) 5、系统仿真，分析系统性能 (13) 5.1各个环节传函及参数确定 (13) 5.2控制系统的仿真及参数整定 (14) 5.3 系统性能分析 (17) 6、课程设计总结 (18) 7、参考文献 (19)
1 概述 1.1化学反应器的基本介绍 反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。 化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四 个方面分类： 一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器 通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。间歇式反应器是将反应物 料分次获一次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。 连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。 二、从物料流程的进行方式可分为单程与循环两类 物料在通过反应器后不再进行循环的流程称为单程，当反应的转化率和产率都较高时，可采用单程的排列。如果反应速度较慢，祸首化学平衡的限制，物料一次通过反应器转化不完全，则必须在产品进行分离后，把没有反应的物料与新鲜物料混合后，再送送入反应器进行反应。这种流程称为循环流程。 三、从反应器结构形式可分为釜式、管式、塔式、固定床、流化床、移动床反应器等。 四、从传热情况可分为绝热式反应器和非绝热式反应器[1]。 绝热式反应器与外界不进行热量交换，非绝热式反应器与外界进行热量交换。一般当反应过程的热效应大时，必须对反应器进行换热，其换热方式有夹套式、蛇管式、列管式等。如今用的最广泛的是夹套传热方式，且采用最普通的夹套结构居多。随着化学工业的发展，单套生产装置的产量越来越大，促使了反应设备的大型化。也大大促进了夹套反应器的反展。 夹套式反应器是一类重要的化工生产设备，由于化学反应过程伴有许多化学和物理现象以及能量、物料平衡和物料、动量、热量和物质传递等过程，因此夹套反应器操作一般都比
催化裂化装置的主要设备催化裂化装置的主要设备
催化裂化装置的主要设备 催化裂化装置的主要设备 百克网：2008-5-30 14:50:14 文章来源：本站 催化裂化装置设备较多，本节只介绍几个主要设备。 一、提升管反应器及沉降器 (一)提升管反应嚣 提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是本装置的关键设备。随装置类型不同提升管反应器类型不同，常见的提升管反应器类型有两种： (1)直管式：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。 (2)折叠式：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。 图5—8是直管式提升管反应器及沉降器示意图 提升管反应器是一根长径比很大的管子，长度一般为30～36米，直径根据装置处理量决定，通常以油气在提升管内的平均停留时间1～4秒为限确定提升管内径。由于提升管内自下而上油气线速不断增大，为了不使提升管上部气速过高，提升管可作成上下异径形式。 在提升管的侧面开有上下两个(组)进料口，其作用是根据生产要求使新鲜原料、回炼油和回炼油浆从不同位置进入提升管，进行选择性裂化。
进料口以下的一段称预提升段(见图5—9)，其作用是：由提升管底部吹入水蒸气(称预提升蒸汽)，使由再生斜管来的再生催化剂加速，以保证催化剂与原料油相遇时均匀接触。这种作用叫预提升。 为使油气在离开提升管后立即终止反应，提升管出口均设有快速分离装置，其作用是使油气与大部分催化剂迅速分开。快速分离器的类型很多，常用的有：伞帽型，倒L型、T型、粗旋风分离器、弹射快速分离器和垂直齿缝式快速分离器(分州如图5—10中a、b、c、d、e、f所示)。 为进行参数测量和取样，沿提升管高度还装有热电偶管、测压管、采样口等。除此之外，提升管反应器的设计还要考虑耐热，耐磨以及热膨胀等问题。 (二)沉降器 沉降器是用碳钢焊制成的圆筒形设备，上段为沉降段，下段是汽提段。沉降段内装有数组旋风分离器，顶部是集气室并开有油气出口。沉降器的作用是使来自提升管的油气和催化剂分离，油气经旋风分离器分出所夹带的催化荆后经集气室去分馏系统；由提升管快速分离器出来的催化剂靠重力在沉降器中向下沉降，落入汽提段。汽提段内设有数层人字挡板和蒸汽吹入口，其作用是将催化剂夹带的油气用过热水蒸气吹出(汽提)，并返回沉降段，以便减少油气损失和减小再生器的负荷。 沉降器多采用直筒形，直径大小根据气体(油气、水蒸气)流率及线速度决定，沉降段线速一般不超过0.5～0.6米／秒。沉降段高度由旋风分离器科腿压力平衡所需料腿长度和所需沉降高度确定，通常为9～12米。汽提段的尺寸一般由催化剂循环量以及催化剂在汽提段的停留时间决定，停留时间一般是1.5～3分钟。 二、再生器
过程控制系统课程设计
步进式加热炉控制系统设计 一、步进式加热炉工艺流程 1. 步进式加热炉简介 ⑴步进式加热炉步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作 把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。 炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。 （2）步进式炉的几种类型 步进式炉从炉子构造上分目前有：单面供热步进式炉、两面供热步进式炉、钢料可以翻转的步进式炉、交替步进式炉、炉底分段的步进式炉等等。 单面供热步进式炉也称步进底式炉，钢料放置在耐火材料炉底或铺设在炉底上的钢枕上。钢坯吸热主要来自上部炉膛，由于一面受热，这种炉子的炉底强度较低。它适用于加热薄板坯、小断面方坯或有特殊要求的场合。 两面供热步进式炉也称步进梁式炉，活动梁和固定梁上都安设有能将钢坏架空的炉底水管。在钢坯的上部炉膛和下部炉膛都设置烧嘴，因此炉底强度较高，适用于产量很高的板坯或带钢轧前加热。 钢坯可以翻转的步进式炉是每走一步炉内钢料可以翻转某一角度，步进梁和固定梁都带有锯齿形耐热钢钢枕，这是加热钢管的步进式炉，每走一步钢管可以在锯齿形钢枕上滚动一小段距离，使受热条件较差的底面逐步翻转到上面，以求加热均匀。 交替步进式炉则有两套步进机构交替动作。运送过程中，钢坯不必上升和下降，振动较小，底面不会被划伤，表面质量较好 炉底分段的步进式炉的加热段和预热段可以分开动作。例如预热段每走一步，加热段可以
走两步或两步以上。这种构造是专门为易脱碳钢的加热而设计的。钢坯在预热段放置较密，可以得到正常的预热作用，在加热段钢坯前进较快，达到快速加热，以减少脱碳。 （3）步进式炉的优缺点 步进式炉是借机械将炉内钢坯托着一步一步前进，因此钢坯与钢坯还不必紧挨着，其间距可根据需要加以改变。 原始的步进式炉只用于加热推钢机无法推进的落板坯或异形坯，随着轧机的大型化和连续化，推钢式炉已不能满足轧机产量和质量的要求。在这种情况下，近十年来造价较高的步进式炉得到了快速发展，其结构也日趋完善。 步进式炉具有以下特点：（1）炉子长度不受钢坯厚度的限制，不会拱钢，炉子可以建得很长，目前有些炉子已接近60 米长，一个步进式炉可以代替1.5—2 个推钢式炉。（2）操作上灵活性较大，可以通过改变装料间隙调节钢坯加热时间，且更换品种方便。（3）炉内钢料易于清空，减少停炉时清除炉内钢料的时间。（4）钢坯在炉内不与水管摩擦，不会造成通过轧制还不能消除的伤痕。（5）水管黑印小，即能得到尺寸准确的轧材。（6）两面加热步进式炉可以不要实底均热段，因此加热能力比推钢式炉稍大。（7）没有出料滑坡，减少了由于滑坡高差作用而吸入炉内的冷空气。（8）钢坯有侧面加热，这样可实现三面或四面加热，因此加热时间短，钢坯氧化少。（ 9）生产能耗大幅度降低,从炼钢连铸后开始全连续的直接生产。（ 10）产量大幅度提高,在100* 104t/a 以上。（ 11）生产自动化水平非常高，原加热炉的控制系统大都是单回路仪表和继电器逻辑控制系统，传动系统也大多是模拟量控制式供电装置，现在的加热炉的控制系统大多数都具有二级过程控制系统和三级生产管理系统，传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。 步进式炉的缺点是炉底机械设备庞大，维护和检修都较复杂，炉子造价太高。两面供热的步进式炉炉底水管较多，热损失大。单面供热的步进式炉虽然无水冷热损失，但产量较低。因此，尽管步进式炉有很多优点，仅由于它造价太高，目前在中小型厂全面推广还不适宜。
80万吨年催化裂化装置设计计算书
第1章绪论 1.1 概述 1.1.1 催化裂化工业的意义与作用 石油工业是国民经济中最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是提供交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的40%依赖于石油产品[1]。然而作为一种不可再生资源，石油的产量在不断的下降，而社会生产，人民生活却需要大量的汽油，柴油等轻质油品，但是石油不能直接作为产品使用,必须经过各种加工过程,炼制成多种符合使用要求的各种石油产品。而原油经过第一步加工只能得到少部分轻质油，大部分仍为渣油，因此需要对重质油进一步加工，催化裂化是对重质油加工的主要手段。 以我国目前的需要情况为例，对轻质燃料油，重质燃料油和润滑油三者需要的比例是20：6：1。另一方面，由于内燃机的发展对汽油的质量提出更高的要求，而直馏汽油一般难以满足这些要求。同时由于石油价格上涨和石油资源逐渐枯竭，许多国家都在努力寻找能替代石油的新能源。寻找新能源的工作近年来虽然取得很大的进展，但是至少在几十年内，由石油生产的轻质液体燃料仍然是不可能被替代的，而且对它的需求量还不断增大。所有的这一切都促使了石油的催化裂化工业的产生和发展。 1.1.2 催化裂化技术国内外发展现状 催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一,在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有重要的地位。在一些原油加工深度较大的国家,例如德国和美国,催化裂化的处理能力达原油加工能力的30%以上。在我国,由于多数原油偏重,氢碳比（H/C）相对较高而金属含量相对较低,因此催化裂化过程,尤其是重油催化裂化过程的地位就显得更为重要。 在我国国内最早的工业催化裂化装置出现于1936年。几十年来,无论
管式反应器课程设计
化学化工学院 化工专业课程设计 设计题目：管式反应器设计 化工系
化工专业课程设计——设计文档质量评分表（100分） 评委签名: 日期：
目录 绪论 .........................................................错误!未定义书签。1设计内容与方法介绍..........................................错误!未定义书签。 反应器设计概述............................................错误!未定义书签。 设计内容..................................................错误!未定义书签。 生产方法介绍..............................................错误!未定义书签。 反应器类型特点............................................错误!未定义书签。 反应器选择及操作条件说明..................................错误!未定义书签。2工艺计算....................................................错误!未定义书签。 主要物性数据..............................................错误!未定义书签。 计算，确定管长，主副反应收率.............................错误!未定义书签。 管数计算..................................................错误!未定义书签。3压降计算公式................................................错误!未定义书签。4催化剂用量计算..............................................错误!未定义书签。5换热面积计算................................................错误!未定义书签。6反应器外径计算..............................................错误!未定义书签。7壁厚计算....................................................错误!未定义书签。 8 筒体封头计算................................................错误!未定义书签。9管板厚度计算................................................错误!未定义书签。10设计结果汇总...............................................错误!未定义书签。11设计小结...................................................错误!未定义书签。