4、化学反应器对自动控制的基本要求有哪些？ 5、设计精馏塔控制方案时要考虑哪些问题？ 6、固定床反应器常见的温度控制方案有哪些？ 提示：(1)改变进料温度 (2)改变进料浓度 (3)改变段间进入的冷气量。 10.5例题与习题 1、离心泵的控制方案有哪几种？各有什么优缺点？ 答离心泵流量控制的目的是要将泵的排出流量恒定于某一给定的数值上。其主要控制 方案有以下三种。 (1)改变泵的出口阀门开度，可以控制泵的排出流量。这种方案简单可行，是应用最 为广泛的方案。其缺点是总的机械效率较低、特别是控制阀开度较小时、阀上压降较大，对 于大功率的泵，损耗的功率相当大，因此是不经济的。 (2)改变泵的转速，可以控制泵的排出流量。这种方案的机械效率较高，从节能的观 点来看是最为经济的。但电动机的调速机构一般较复杂.所以多用在蒸汽透平驱动离心泵的 场合，此时仅需改变蒸汽量即可控制转速。 (3)改变泵的出口旁路阀门开度，可以控制泵的排出流量。这种方案的控制阀装在旁 路上，由于压差大、流量小，所以控制阀可以选择比装在出口管道上小得多的口径。但是这 种方案将部分排出量重新送回到吸入管路，白白消耗一部分高压液体能量，使总的机械效率 降低，不经济，因此很少采用。 2、某工业乙烯精馏塔的塔底温度控制系统如图10.1所示。该塔底温度需要保持衡定，其控 制手段是改变进入塔底再沸器的热剂量。系统中采用2℃的气态丙烯作为热剂，在再沸器内 释放热后呈液态进入冷凝液储罐。储罐中的液位不能过低，以免气态丙烯由凝液管中排出， 危及后续设备，因此设计了如图10所示的控制系统，试问它是什么类型的控制系统？试画 出其方框图，并确定调节阀的气开、气关型式，控制器的正、反作用，简述控制系统的控制 过程。 答：这是一个串级选择性控制系统，其方框图如图102所示。 调节阀为气关型式。FC为正作用，TC为反作用，LC为正作用。 正常工况下，为一温度与流量的串级控制系统，气丙稀流量（压力）的波动通过副回路 及时得到克服。如塔釜温度升高，则T℃输出减小，FC的输出增加，调节阀关小，减少丙 稀流量，使温度下降，起到副反馈的作用。 异常工况下，储罐液位过低，LC输出降低，被LS选中，这时实际上是一个液位的单 回路控制系统，串级控制系统的FC输出被却换，处于开环状态。 FC 乙烯精馏塔塔 气丙筛 再 LS 采出 储罐 液丙烯 图10.1乙烯精馏塔的塔底温度控制系统 24、化学反应器对自动控制的基本要求有哪些？ 5、设计精馏塔控制方案时要考虑哪些问题？ 6、固定床反应器常见的温度控制方案有哪些？ 提示：（1）改变进料温度 （2）改变进料浓度 （3）改变段间进入的冷气量。 10.5 例题与习题 1、离心泵的控制方案有哪几种?各有什么优缺点? 答 离心泵流量控制的目的是要将泵的排出流量恒定于某一给定的数值上。其主要控制 方案有以下三种。 （1）改变泵的出口阀门开度，可以控制泵的排出流量。这种方案简单可行，是应用最 为广泛的方案。其缺点是总的机械效率较低、特别是控制阀开度较小时、阀上压降较大，对 于大功率的泵，损耗的功率相当大，因此是不经济的。 （2）改变泵的转速，可以控制泵的排出流量。这种方案的机械效率较高，从节能的观 点来看是最为经济的。但电动机的调速机构一般较复杂．所以多用在蒸汽透平驱动离心泵的 场合，此时仅需改变蒸汽量即可控制转速。 （3）改变泵的出口旁路阀门开度，可以控制泵的排出流量。这种方案的控制阀装在旁 路上，由于压差大、流量小，所以控制阀可以选择比装在出口管道上小得多的口径。但是这 种方案将部分排出量重新送回到吸入管路，白白消耗一部分高压液体能量，使总的机械效率 降低，不经济，因此很少采用。 2、某工业乙烯精馏塔的塔底温度控制系统如图 10.1 所示。该塔底温度需要保持衡定，其控 制手段是改变进入塔底再沸器的热剂量。系统中采用 2℃的气态丙烯作为热剂，在再沸器内 释放热后呈液态进入冷凝液储罐。储罐中的液位不能过低，以免气态丙烯由凝液管中排出， 危及后续设备，因此设计了如图 10 所示的控制系统，试问它是什么类型的控制系统？试画 出其方框图，并确定调节阀的气开、气关型式，控制器的正、反作用，简述控制系统的控制 过程。 答：这是一个串级选择性控制系统，其方框图如图 10.2 所示。 调节阀为气关型式。FC 为正作用，TC 为反作用，LC 为正作用。 正常工况下，为一温度与流量的串级控制系统，气丙稀流量（压力）的波动通过副回路 及时得到克服。如塔釜温度升高，则 TC 输出减小，FC 的输出增加，调节阀关小，减少丙 稀流量，使温度下降，起到副反馈的作用。 异常工况下，储罐液位过低，LC 输出降低，被 LS 选中，这时实际上是一个液位的单 回路控制系统，串级控制系统的 FC 输出被却换，处于开环状态。 图 10.1 乙烯精馏塔的塔底温度控制系统 2