过程控制工程毕业设计

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过程装备与控制工程毕业设计(论文)

过程装备与控制工程毕业设计(论文)
毕业论文(设计)
过程装备与控制工程
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
评定成绩:□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):(签名)
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩:□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:(签名)单位:(盖章)
年 月 日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
作者签名:日期: 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

控制工程本科培养方案(3篇)

控制工程本科培养方案(3篇)

第1篇一、培养目标控制工程本科培养方案旨在培养具有扎实理论基础、熟练掌握现代控制工程技术和应用能力,能在工业、农业、国防、科研等部门从事控制工程及相关领域的设计、研究、教学和管理的高级工程技术人才。

学生应具备以下素质:1. 具有良好的科学素养,掌握控制工程的基本理论、基本知识和基本技能;2. 具有较强的创新意识和实践能力,能够适应控制工程领域的发展需求;3. 具备一定的外语沟通能力,了解国际控制工程领域的最新动态;4. 具有良好的团队合作精神和职业道德,能够为社会服务。

二、培养规格1. 掌握自然科学、工程技术基础知识和控制工程的基本理论;2. 掌握自动控制、现代控制理论、智能控制等专业知识;3. 具备控制系统设计、分析、调试和优化能力;4. 具备计算机应用能力,能熟练使用计算机进行辅助设计、仿真和编程;5. 具备较强的实验技能和工程实践能力;6. 具备良好的创新意识和团队协作精神。

三、课程体系1. 通识教育课程:包括思想政治理论、大学英语、体育、军事理论、计算机应用基础等。

2. 基础课程:包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、机械设计基础等。

3. 专业基础课程:包括自动控制原理、现代控制理论、信号与系统、微机原理与接口技术、传感器原理与应用、计算机控制系统等。

4. 专业核心课程:包括过程控制系统、运动控制系统、智能控制、机器人技术、嵌入式系统、控制算法与仿真等。

5. 实践环节:包括课程设计、实验、实习、毕业设计等。

四、教学实施1. 采用理论教学与实践教学相结合的方式,注重培养学生的动手能力和创新意识。

2. 邀请企业专家、行业专家参与授课,加强校企合作,提高学生的实际应用能力。

3. 鼓励学生参加各类学科竞赛、创新创业活动,提高学生的综合素质。

4. 利用现代教育技术,如网络教学、在线课程等,为学生提供更加丰富的学习资源。

5. 加强师资队伍建设,提高教师的教学水平和科研能力。

《过程装备与控制工程专业毕业设计(论文)》教学大纲

《过程装备与控制工程专业毕业设计(论文)》教学大纲

《过程装备与控制工程专业毕业设计(论文)》教学大纲二、目的与基本要求毕业设计是过程装备与控制工程专业的应届毕业生在毕业前接受课题任务,进行实践的过程及取得的成果。

毕业论文为应届毕业生在毕业前所撰写的学位论文,表明作者在科学研究工作中取得的新成果或新见解,反映作者具有的科研能力和学识水平。

1.使学生进一步巩固加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握,使之系统化、综合化。

2.使学生获得从事科研工作的初步训练,培养学生的独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力,尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。

3.培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本工作实践能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法。

4.使学生树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点;树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。

三、基本内容和安排选择指导教师的科研或学术探讨课题,企事业单位的社会委托课题,以及教师或学生通过毕业实习在企业获取富有创新和实际意义的课题等,对包括石油化工、生物与制药工程及轻工等行业的过程装备进行设计、构件的结构分析和应力计算,编制设计说明书和设备零件图和装配图等,以及对主要研究石油化工、生物与制药工程及轻工等行业的过程装备的压力、温度、流量等工艺参数的变化对工艺目标影响的研究,通过对比实验,获取并处理实验数据,撰写毕业论文等。

1.接受毕业设计(论文)任务后,在指导教师指导下制订毕业设计(论文)工作的开题报告。

2.认真按照工作计划进行文献查阅、资料收集、设计计算、实验研究等,按时完成各个阶段的任务。

3.认真撰写毕业设计计算说明书(论文)初稿,并按时交由指导教师评阅;按指导教师要求,对毕业设计计算说明书(论文)进行认真修改,以达到一定质量并定稿。

毕业设计说明书和毕业论文的框架及字数应符合《工业大学本科生毕业说明书(论文)撰写规范》规定。

过程装备与控制工程毕业设计完整版(全套)

过程装备与控制工程毕业设计完整版(全套)

过程装备与控制工程XX大学本科毕业论文(设计)诚信责任书本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。

特此声明.论文(设计)作者签名:日期:目录摘要 (II)ABSTRACT (III)第一部分前言 0§1。

1设计喷雾干燥设备的意义 0§1。

2设计喷雾干燥设备的目的 0§1。

3喷雾干燥技术的发展现状及趋势 0§1。

4喷雾干燥系统简述 (1)1.4。

1 喷雾干燥设备 (1)1。

4.2 喷雾干燥控制系统 (3)第二部分本论 (7)§2。

1设计方案论证 (7)2.1.1设计原理 (7)2。

1.2 干燥方法的选取 (7)2.1.3方案的比较与选择 (7)2.1.3选用方案的特点 (9)§2。

2工艺计算 (10)2。

2。

1 设计要求 (10)2.2。

2设计已知参数 (10)2.2.3 料液物理性质 (10)2.2.4 物料衡算 (11)2。

2。

5 热量衡算 (12)2.2。

6 喷嘴尺寸的设计 (20)2.2。

7 喷雾干燥塔的直径和高度计算 (24)2。

2.8 设备主要接管尺寸的计算 (25)2.2。

9 空气在塔中的运动参数计算 (26)2。

2。

10主要设计数据: (27)§2.3结构设计计算 (29)2.3.1 旋风分离器的设计计算 (29)2.3。

2 电加热器的设计计算 (31)2。

3。

3 风机的选用 (32)2.3。

4 泵的型号选择与计算 (33)2.3.5 筒体的设计计算 (34)2.3。

6 法兰的选择 (36)2。

3.7 钢架的设计 (37)§2。

4控制系统的设计 (38)2.4。

1系统的控制方案 (38)2.4.2 仪表设备选型 (41)§2.5可编程控制器软件设计 (43)2。

5.1 控制要求 (43)2.5.2 PLC可编程序控制器 (44)2.5。

过程装备与控制工程专业 毕业论文(设计)撰写方法及基本要求

过程装备与控制工程专业 毕业论文(设计)撰写方法及基本要求

过程装备与控制工程专业毕业论文(设计)撰写方法及基本要求毕业论文(设计)环节是本科教学计划的重要组成部分,是实现培养目标的重要教学环节。

在这个阶段,学生将结合某一具体课题,综合运用所学基础及专业知识来解决某个实际问题。

通过毕业论文(设计),可以培养学生收集查阅文献和整理归纳的能力、制定工作计划和组织实施的能力、方案选择比较的能力、提出问题分析问题和解决问题的能力、工程设计和实验研究能力、计算机文献检索应用能力和论文写作能力等,并能进一步加深对专业知识的理解,使学生理论联系实践,为今后的工作或继续深造打好基础。

一、开题报告的撰写方法及基本要求1、选题和开题选题、开题必须要考虑以下几个方面的因素:1)课题有没有价值,从为什么要选这个课题?选取这个课题有什么背景,这个课题的研究,从理论上看有什么价值,从实践上看,有什么价值。

2)从实际出发,根据自身的知识结构、实验条件、资金等方面的情况选取适合自己研究的课题。

3)课题要与所学专业相关,且忌选择与所学专业相差太大的题目。

作为过程装备与控制工程专业的本科生,所选课题最好与过程装备的工程设计、技术开发、生产制造及工程科学研究有关,尽量选择结合生产和科研单位的实际任务,也可以是教师科研或研究生课题的一部分;或者是同本专业、学科内容密切相关,符合教学要求的自拟课题。

4)可以选择但不限于以下与过程装备与控制工程相关的课题:过程流体机械、机械强度及故障诊断、能源装备与安全技术、过程装备节能与环保技术、设备失效分析、机械产品技术开发、过程机械材料测试技术与研究、承压设备结构分析及优化、压力容器及压力管道安全保障技术、过程装备数字化设计技术以及过程参量测试及控制技术等。

2、开题报告内容开题报告要在3000~4000字之间,参考文献10~20篇,开题报告一般包括:1)课题的名称。

课题名称是所要研究内容的高度概括,要简练,一般不要超过20字;2)问题的提出。

从为什么要选这个课题?选取这个课题有什么理论的价值,实践的价值几方面来完成。

过程装备与控制工程毕业设计完整版全套

过程装备与控制工程毕业设计完整版全套
本课题主要设计的是蒸发量的喷雾干燥器自动控制系统设计.设计中主要包括了喷雾干燥的工艺计算、辅助设备的设计与计算和自动控制设计等几个方面;其中工艺计算和自动控制系统的设计将是本喷雾干燥设计的核心内容。
在本设计方案中采用控制技术对上述参数进行自动控制,一键式开机,液晶屏显示数字式操作,可采用完全自动或人工监控两种运行模式,方便操作和实验过程的监控。整机体积小,重量轻,设计紧凑,可安放在专门设计的不锈钢机架上,自成一体,无需其他设施即可运行。
、按喷雾液滴和热风流动方向分:
()并流型——液滴和热风呈同一方向流动。
()逆流型——液滴和热风呈反方向流动。
()混流型——液滴和热风呈不规则混合流动。
、按干燥容器的形状分卧式(厢式)和立式(塔式)两种。现代化大规模生产宜选用立式,卧式仅用于中小规模生产,且受建筑高度限制的场合。
、按雾化方法分有离心式、压力式和气流式三种。乳制品常用离心式和压力式两种。
§
喷雾干燥设备
将料液泵入干燥塔内,经雾化器的作用变成雾状液滴,这些液滴群的表面积很大,与高温热风接触后水分迅速蒸发,在极短的时间内便成为干燥制品,从塔底部排出。热风与液滴接触后温度显著降低,湿度增大,作为废气(湿气)由排风机抽出,废气中夹带的微粉经分离装置回收。
喷雾干燥的过程,像通常的干燥一样,也主要出现两个阶段。
喷雾干燥技术,已经历了多年的发展,并进行了大量的基础研究,至今已经基本成熟,其应用领域十分广泛.但理论仍然落后于实践,人们的认识与其内在实质仍有距离.在进行喷雾干燥模拟时,对于雾滴的旋转运动、非球形颗粒及干燥过程中颗粒形状变化时的模拟精度还有待于提高。随着经济的发展,喷雾干燥的应用将越来越广泛。喷雾干燥机械一般成本较高。如果能在计算机上把喷雾干燥的过程模拟出来,直观地反映参数的变化对喷雾效果的影响,将极大地方便喷雾干燥技术的推广。

过程装备与控制工程专业本科课程设置

过程装备与控制工程专业本科课程设置

过程装备与控制工程专业本科课程设置引言过程装备与控制工程专业是为了培养掌握过程装备设计、安装与调试、维护与管理等技术能力的工程技术人才。

为了适应行业的发展和市场的需求,本文将对过程装备与控制工程专业的本科课程设置进行详细介绍,旨在培养学生掌握相关专业知识和技能,能够适应行业的发展和市场的需求。

课程设置过程装备与控制工程专业本科课程设置主要包括以下几个方面:基础课程•工程制图与CAD技术•大学物理•高等数学•大学英语•大学计算机基础•电工与电子技术•化学原理专业核心课程•过程装备基础•流体力学•传热学•质量与能量平衡•材料力学与工程材料•管道与设备•标准设计计量与检测技术•过程自动化与控制•过程安全与环境保护•装备设计与装置工程选修课程学生可以根据自己的兴趣和职业规划选择以下选修课程: - 燃烧技术 - 流程分析与优化 - 工业节能技术 - 过程模拟与优化 - 数据分析与统计处理 - 工程项目管理 - 环境净化与废气处理 - 能源与环境管理实践环节为了提高学生的实践能力,本专业还设置了以下实践环节: - 工程实习:学生将在企业进行为期一定时间的实习,锻炼实践能力和团队合作能力。

- 毕业设计:学生将根据自己的专业方向,选择一个具体的课题进行深入研究和设计,培养创新意识和解决实际问题的能力。

结论通过以上的课程设置,过程装备与控制工程专业本科课程将全面培养学生的理论知识和实践能力,使其具备过程装备和控制工程方面的专业知识和技能。

同时,学生还可以根据自己的兴趣和职业规划选择相应的选修课程加深专业知识。

通过实践环节的锻炼,可以提高学生的实践能力和创新能力,为他们的就业和专业发展打下坚实的基础。

过程装备与控制工程专业本科毕业设计开题报告

过程装备与控制工程专业本科毕业设计开题报告

一、选题背景(含题目来源、选题目的、应用性及国内外研究现状)
本设计题目 DN4200/DN3000 减压塔机械设计是对工艺设计中的常底油精馏塔进行设计,设 计过程主要依据 GB150-1998《钢制压力容器》标准和 JB/T4710-2005《钢制塔式容器》的相关标 准进行设计计算的。 本次毕业设计是大学生活里的最后一次对学生的考核, 也是对一名即将毕业并且走上工作岗 位的应届毕业生的整个大学学习的一次综合性的检验, 同时也是为了各位能更好地应对将来走上 工作岗位时可能遇到的各类问题进行一次针对性的实践, 以提高应届毕业生的自主设计水平和能 力的目的。 在石油炼化厂的生产装置中, 气-液和液-液两相直接接触进行传质传热的工艺有很多。 例如: 精馏、萃取、吸收和气体增湿等,这些过程大多要在塔设备内完成。因此,塔设备的性能对石油 炼化、化工装置的生产能力,产品质量以及消耗指标、三废处理、环保等方面有重大影响。据统 计,在石油炼厂中,塔设备的投资占据全场总投资额的 10%-20%,塔设备所消耗的钢材总量约 占到投资钢材总量的 25%-30%。 塔设备之所以被大量的利用是因为它可以为气-液或者液-液之间 的传质传热提供了条件。这些条件除了维持一定的塔内压力、温度、气液流量外,一些特定的塔 内件还从结构上保证了气体和下降液的充分接触时间、 接触空间和表面积, 从而达到理想的传质 传热效果。塔设备的作用为提供气-液或者液-液的两相接触并传质传热提供了场所,已经有很悠 久的历史。 随着生产的发展对塔设备的研究的深化和成熟, 塔设备也日渐成为十分重要的单元设 备。
指导教师意见:
指导教师签名: 所属系(部)意见:
20 年


主任签字:
20 年


3
四、论文的创新之处(设计类不需填写) 略
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过程控制工程课程设计(步进式加热炉)姓名:宋雨莲班级:仪1041学号:101844028专业:测控技术与仪器日期:2014-1-3摘要步进式加热炉是轧钢生产线上的关键设备之一,与轧制机组构成了轧制生产线的主体生产环节。

为了提高步进式加热炉产品的质量,本文研究主要是从工业控制的角度出发,对步进式加热炉加热的过程控制系统作了研究和探讨。

本文通过了解整个步进式加热炉的生产工艺及影响因素,确定了燃料燃烧控制系统、温度控制系统和炉膛压力控制系统的控制方案,并对其控制规律及参数进行选择。

下位机采用PLC进行软件编程,上位机采用DCS软件进行画面监控显示,实现了加热炉温度和炉膛压力的自动控制功能。

最终可达到加热炉安全、经济、高效的运行。

目录一、设计目标二、主要工作内容及要求三、加热炉工艺流程及控制简介四、步进式加热炉控制系统设计4.1 加热炉的炉温控制4.2流量控制4.3炉压控制五、温度控制硬件设计六、软件设计一、设计目标以钢铁企业常见的“步进梁式加热炉”为对象,采用PLC为控制系统硬件,围绕工艺要求,完成控制系统方案设计。

二、主要工作内容及要求(1)通过查阅文献,了解步进式加热炉工艺流程。

(2)了解对步进式加热炉的炉温控制、煤气/空气流量控制、炉压控制等功能,完成控制方案设计。

(3)了解常见的PLC系统的功能、系统软件及应用,完成加热炉自动控制系统架构设计、硬件选择设计及组态画面设计。

三、加热炉工艺流程及控制简介(1)步进梁式炉为两面供热步进式炉,活动梁和固定梁上都安设有能将钢坏架空的炉底水管。

在钢坏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坏或带钢轧前加热。

在钢铁企业中,轧钢系统的各种加热炉是能源消耗大户,如何在满足轧机对钢坯温度性能要求的情况下,最大限度地提高加热炉的热效率,降低能源消耗,这是当前加热炉专业及加热炉控制专业的一个共同课题。

国内某钢铁公司的步进式加热炉主要用来给碳素结构钢加热,炉子全长56740mm,有效炉长为50000mm,炉宽12600mm,最大产量400t/h(最长板坯、冷装料),步进梁的步距为200/500mm,步进周期为45s。

燃料为混合煤气,板坯加热温度可达1250℃。

一般情况下,加热炉沿炉膛长度方向分为预热段、加热段和均热段。

进料端为预热段,炉气温度较低,其作用在于充分利用炉气热量,给进炉板坯预热到一定温度,以提高炉子的热效率。

加热段为主要供热段,炉气温度较高,以利于实现板坯的快速加热,保证板坯加热到要求的目标温度。

均热段位于出料端,炉气温度与金属料温度差别很小,保证出炉料坯的断面温度均匀。

一般用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。

关于加热工艺,炉子被划分成“区”。

这些区如下:1个换热区7个顶部区:顶部区(区 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13)钢坯加热是热轧生产工艺过程中的重要工序。

其生产过程如下:对于步进式加热炉,钢坯的移动是通过固定梁和移动梁的周期运动来实现的。

钢坯位于固定梁上,移动梁反复地进行上升、前进、下降、后退的矩形运动,移动梁的每一个循环运动带动钢坯在炉前进一步,而且保证钢坯没有任何滑动。

传动机构的上下运动和前后运动分别是由独立的机构完成的。

步进梁的进后运动多采用油压传动方式,上下运动可以采用油压传动也可以采用电动方式。

钢坯被送到加热炉外的上料辊道上,经过测长后,从装料炉门进入炉内,然后在炉内悬臂辊道上进行对中定位,通过移动梁步进机械的周期运动,一步步地前进。

当钢坯被输送到出炉位置,且已达到所要求的出炉温度,当接到允许出钢信号时,钢坯加热结束,由出料悬臂辊道从出料炉门送出,送往轧机进行轧制。

(2)加热炉控制系统结构加热炉自动化控制系统分为现场设备(L0)、基础自动化系统(L1)、过程控制计算机系统(L2)三部分,如图4图4(3)加热炉燃烧控制系统由许多模块组成,实现了钢坯加热过程中有关参数测控和管理的集中化。

整个燃烧控制系统分为以下模块:炉温选择控制、煤气/空气燃烧控制、炉压控制等。

四、步进式加热炉控制系统设计4. 1加热炉的炉温控制加热炉分三段实现炉温自动控制,包括加热一段、加热二段和均热段。

每段炉温各自独立控制,每段取炉顶和炉侧 2 点温度为测量值,正常情况以炉顶测量温度为控制目标值,当炉项处热电偶出现故障时,以炉侧测量温度为控制目标值。

加热一段炉温控制范围:1 1 00-1 200℃,加热二段温度控制范围:1200-1300℃,均热段温度控制范围:1200-1280℃。

三段炉温采用相同的温度控制方案,炉温自动控制是以炉温控制为主环,煤气流量调节为副环的串级回路控制,下面以均热段为例说明炉温是如何实现自动控制的。

4. 1. 1 串级控制简介所谓串级控制系统就是由两台控制器串联在一起,控制一个控制阀的控制系统。

串级控制系统原理图如图 4.1 所示。

串级控制系统与单回路控制系统相比,由于在系统结构上多了一个副回路,因而具有以下主要特点: (1) 改善了被控过程的动态特性,可以使系统的响应加快,控制更为及时; (2) 提高了系统的工作频率,可使振荡周期缩短; (3) 具有较强的抗扰动能力; (4) 具有一定的自适应能力。

综上所述,串级控制系统与单回路控制系统相比具有许多特点,其控制质量较高,但是所用仪表较多,投资较高,调节器参数整定较复杂。

所以在工业应用中,串级控制并不是任何场合都适用,往往应用于以下场合: (1) 用于克服被控过程较大的容量滞后: (2) 用于克服被控过程的纯滞后: (3) 用于抑制变化剧烈而且幅度大的扰动; (4) 用于克服被控过程的非线性。

4. 1. 2 炉温一煤气流量串级控制由于加热炉炉温过程是一个具有大惯性、非线性和多扰动等特点的过程,根据串级控制系统的特性,本文采用炉温一煤气流量串级控制方案来实现加热炉炉膛温度的自动控制。

在此串级控制系统中,将变化较剧烈的煤气流量等扰动包含在副环回路中,利用副环回路的优良特性来抑制这些扰动对被控量即炉膛温度的影响。

同时,利用串级控制系统可以改善被控过程动态特性和具有较强自适应能力的特点,来克服加热炉炉温过程的较大的容量滞后以及非线性等问题。

在图 4. 2 中,炉温控制器为主控制器,它的输出作为副控制器即煤气流量控制器的设定值,而由煤气流量控制器的输出去控制煤气的调节阀,调节阀采用气开式,炉温控制器和煤气控制器均采用反作用方式。

在稳定状态下,炉温控制器和煤气控制器的输出都处于相对稳定值,煤气调节阀也相应地处于某一开度上。

如果稳定状态被破坏,炉温控制器和煤气控制器的串级控制开始作用。

第一种情况:煤气流量发生变化。

当煤气流量变送器检测出流量值与设定值进行比较,当实际流量值高于设定值 4000 Nm3/h 时,煤气流量控制器输出减小,通过执行器调整煤气流量,直至达到设定值。

所以对于煤气流量的小变化,经过煤气流量控制器这一控制的结果,将不会引起炉温的变化;对于煤气流量的大变化,也将会大大削弱它对炉温的影响。

随着时间的增长,煤气流量变化对炉温的影响将显示出来。

炉温发生变化,炉温控制器开始工作,不断改变控制输出,直到炉温重新回到设定值为止。

第二种情况:炉温发生变化。

假定当实测炉温高于 1280℃,根据炉温控制器的反作用,控制输出减小,即煤气流量的设定值减小。

由于此时煤气流量并没有变,即测量值暂时没有变化,又根据煤气流量控制器的反作用,其控制输出减小,调节阀应减小开度,煤气流量减小,炉温逐渐下降,直到炉温回到 1200℃~l 280℃为止。

炉温降低时,其调节过程相反。

第三种情况:假定炉温和煤气流量同时发生变化。

这时分为两种情形:一种情形是温度、煤气流量同向发生变化;另一种情形是温度、煤气流量反向发生变化。

对于第一种情形,以炉温升高、煤气流量增大为例进行分析。

这时,炉温控制器输出应减小,即煤气流量设定值减小。

同时,煤气流量测量值增大,两方面作用一综合,这样流量控制器的输出应大幅度的减小,调节阀将大幅度关小开度,煤气流量大幅度减小,炉温很快回到设定值。

对于第二种情形,以炉温升高、煤气流量减小为例进行分析。

这时,炉温控制器输出应减小,即煤气流量设定值减小。

同时,煤气流量测量值减小,两方面的作用结果,比较煤气控制器的输入是正偏差还是负偏差,然后经煤气控制器的作用控制调节阀的开度,使炉温回到设定值。

4. 2 煤气/空气流量控制为了使煤气充分燃烧必须供给足够量的空气,即保证一定的过剩空气系数 u 或空燃比γ。

它们的定义分别为其中,Fa 和 Famax 分别为空气流量的测量值和最大值,Ff 和 Ffmax 分别为煤气流量的测量值和最大值,A。

为单位体积或质量的煤气完全燃烧所需的理论空气量。

空燃比γ 与过剩空气系数μ 的关系为γ=β *u其中,β 称为量程修正系数,它的计算式为以煤气为原料的燃烧过程中空气过剩系数与节能防止污染是非常关键的。

空气不足燃烧不完全、冒黑烟、热损失增大,即热效率降低。

空气过量又会从炉内带走大量的热能、降低火焰温度并导致氧化氮、氧化硫排量增加,污染环境。

热效率与热损失及空气过剩系数之间的关系,见图 4.3。

由图可见,在上述两种情况之间存在着一个热损失小与污染最小、热效率最高的低氧燃烧区,这种状态使排烟量减少,此外火焰温度升高又使高温区热效率提高。

这就是最佳燃烧区,一般以煤气为燃烧的燃烧系统最佳燃烧区的空气过剩系数 u 在 1.05~1.10 之间。

理想的燃烧过程应该是无论负荷稳定还是急剧变化的情况下都能在最佳燃烧区内进行。

在加热炉燃烧过程中,为保证燃料煤气的合理经济燃烧,就必须对进入炉膛的煤气流量与空气流量进行合理配比。

本文采用比值控制方法来保证进入炉膛的煤气流量与空气流量之间的恰当比值关系。

双闭环比值控制方案是比值控制系统的一种,由于它对比值控制系统的主、从动量均进行了闭环调节,因此它不但能够保证两种物料流量之间的静态比值关系,而且控制系统的动态比值特性也较好。

双闭环比值控制系统的主动量控制回路能克服主动量的扰动,实现其定值控制。

从动量控制回路能克服作用于从动量回路中的扰动,维持与主动量之间的比值关系。

但是,在燃烧负荷发生急剧变化的情况下,煤气流量一空气流量双闭环比值控制无法很好的保证煤气流量与空气流量之间的动态比值关系。

在燃烧负荷发生急剧变化的情况下,为了保持燃料煤气的最佳燃烧,本文采用双交叉限幅控制策略来克服双闭环比值控制系统动态比值特性不优的缺陷。

双交叉限幅控制是在双闭环比值控制的荃础上,增加了交叉限幅功能,可以很好地解决上述问题。

由于双交叉限幅控制响应速度慢,因此当负荷较平稳时,采用煤气一空气流量双闭环比值控制策略,只有当负荷发生剧烈变化时,才采用双交叉限幅控制策略。

4. 2. 1 煤气流量一空气流量双闭环比值控制本加热炉燃烧过程中,当燃烧负荷较平稳时,本文采用了双闭环比值控制方案来实现煤气流量和空气流量之间的合理配比。

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