K>1k, 开环不稳定时闭环稳定的条件，也就是说控制器K。值有它的稳定下限， 探究式 讲授法 过小的K值反而会导致系统不稳定。这个结论与通常开环稳定的系统是正好相 反的，这就是反应器控制中需注意到的例外情况 分 当处于稳定与不稳定的边界状态时，此时对应的K稳定下限为： (K.)mm=1k, 板书、 在实际过程中，系统往往高于一阶，所以此时要使不稳定的开环对象组成 互动法 稳定的闭环控制系统，K。除了有稳定下限外，还将有一个稳定的上限。即闭 系统的稳定条件为： (Ke)min <Kc<(Kc)mm 控制器不仅有它稳定上限的边界，而且还有它的稳定下限。 放大倍数只能处于 一定范围内才能稳定的系统，有时也称为“条件性”移 定系统。由上面讨论可以看出，反应器与其他典型单元操作具有不同的开环特性， 因此，在设计反应器控制系统时，尤其是放热反应器的反应过程，必须考虑到热 稳定性问题，采取有效的控制手段，确保系统的安全运行。 反应 18.4反应器的基本控制方案 器的 反应速度快的反应器控制难度较大 基本 化学反应器的控制要求，除了保证物料、热量平衡之外，还需进行质量指 控制 标的控制，以及设置必要的约束条件控制。关于反应器的质量指标控制，与精馏 方案 塔的质量指标选取类似。一种是直接的质量指标，常用出料的成分或反应的转化 率等作为质量控制的被控变量：另一种以反应过程的工艺状态参数作为被控变 量，其中温度是最常用的间接质量指标。 反应器的基本控制方案是从热稳定性出发，主要是为了建立一个稳定的 作点，使反应器的热量平衡。同时，让反应过程工作在一个适宜的温度上，以此 钟 温度间接反映质量指标的要求，并满足约束条件。 18.4.1绝热反应器的控制 口浓度x。、进料温度0，和负荷量G。 (1)进口浓度x。的控制 以进口浓度。作为操纵变量来控制反应温度，它的机理可从绝热反应器的热 平衡式中得出： Gc,(0-9,)=GyH p -10-- 10 - 5 分 钟 反应 器的 基本 控制 方案 5 分 钟 Kc K p > 1/ 开环不稳定时闭环稳定的条件，也就是说控制器 KC 值有它的稳定下限， 过小的 KC 值反而会导致系统不稳定。这个结论与通常开环稳定的系统是正好相 反的，这就是反应器控制中需注意到的例外情况。 当处于稳定与不稳定的边界状态时，此时对应的 KC 稳定下限为： Kc K p ( ) 1/ min = 在实际过程中，系统往往高于一阶，所以此时要使不稳定的开环对象组成 稳定的闭环控制系统， KC 除了有稳定下限外，还将有一个稳定的上限。即闭环 系统的稳定条件为： min max ( ) ( ) Kc < Kc < Kc 控制器不仅有它稳定上限的边界，而且还有它的稳定下限。 放大倍数只能处于一定范围内才能稳定的系统，有时也称为“条件性”稳 定系统。由上面讨论可以看出，反应器与其他典型单元操作具有不同的开环特性， 因此，在设计反应器控制系统时，尤其是放热反应器的反应过程，必须考虑到热 稳定性问题，采取有效的控制手段，确保系统的安全运行。 18.4 反应器的基本控制方案 反应速度快的反应器控制难度较大 化学反应器的控制要求，除了保证物料、热量平衡之外，还需进行质量指 标的控制，以及设置必要的约束条件控制。关于反应器的质量指标控制，与精馏 塔的质量指标选取类似。一种是直接的质量指标，常用出料的成分或反应的转化 率等作为质量控制的被控变量；另一种以反应过程的工艺状态参数作为被控变 量，其中温度是最常用的间接质量指标。 反应器的基本控制方案是从热稳定性出发，主要是为了建立一个稳定的工 作点，使反应器的热量平衡。同时，让反应过程工作在一个适宜的温度上，以此 温度间接反映质量指标的要求，并满足约束条件。 18.4.1 绝热反应器的控制 绝热反应器由于与外界没有热量的交换，因此，要对反应器的温度进行控制，只 要通过控制物料的进口状态来实现。所谓物料进口状态的控制，即控制物料的进 口浓度 0 x 、进料温度θ f 和负荷量 G。 （1） 进口浓度 0 x 的控制 以进口浓度 0 x 作为操纵变量来控制反应温度，它的机理可从绝热反应器的热量 平衡式中得出： H Gx y Gc p f ρ θ θ 0 ( − ) = 探究式 讲授法 多媒体 演示法 板书、 互动法