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1、 课 程 设 计题 目 管式加热炉温度-流量串级控制系统的设计学 院自动化 专 业 自动化 班 级姓 名指导老师年 月 日课程设计任务书学生姓名： 专业班级：指导老师： 工作单位： 题 目: 管式加热炉温度-流量串级限制系统的设计初始条件：管式加热炉 是石油工业中重要的设备之一，它的任务是把原油加热到肯定的温度，以保证下一道工序的顺当进行。加热炉的工艺过程为：燃料油经雾化后在炉膛中燃烧，被加热油料流过炉膛四周的排管后，就被加热到出口温度。当出口温度要求854时，设计温度-流量串级限制系统要求完成的主要任务:1、了解管式加热炉工艺设备2、绘制限制系统方案图3、确定系统所需检测元件、执行元件、调整
2、仪表技术参数4、撰写系统调整原理及调整过程说明书时间支配12月19日 选题、理解课题任务、要求12月20日 方案设计12月21-28日 参数计算撰写说明书12月30日 答辩指导老师签名： 年 月 日 系主任（或责任老师）签名： 年 月 日书目前言 . .11. 管式加热炉温度限制系统的设计意义 .21.1管式加热炉简介 .21.2温度限制系统设计意义.22. 管式加热炉温度限制系统工艺流程及限制要求 .33. 总体方案设计 .43.1传统简洁限制系统.43.2串级限制系统.53.3管式加热炉温度-流量串级限制系统限制原理及调整过程 .64. 系统的设计与参数整定 .84.1主回路设计 .84.
3、2副回路设计 .84.3主副调整器调整规律的选择.84.4主副调整器正反作用方式的确定.94.5限制系统的参数整定 .95. 所需检测元件、执行元件及调整仪表技术参数 . 105.1温度变送器 . 105.2温度检测元件. 115.3流量检测及变送 . 115.4调整阀 . 125.5联锁爱护. 12心得体会 . . 13参考文献 . . 14前言当今世界，随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，产品的质量和功能也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越来越困难，为满意优质、高产、低消耗，以及平安生产、爱护环境等要求，做为工业自动化重要分支的过程限制的任务也愈来愈繁重，无论是在大规
4、模的结构困难的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程限制技术对于提高产品质量以及节约能源等均起着非常重要的作用。为了能将课程中所学理论学问初步尝试应用于实践，本次设计将采纳过程限制系统原理来实现工业生产限制问题的解决，通过设计一个温度-流量串级限制系统来实现对管式炉加热原料油的温度限制。管式加热炉是石油工业中重要的设备之一，它的任务是把原油加热到肯定的温度，以保证下一道工序的顺当进行。加热炉的工艺过程为：燃料油经雾化后在炉膛中燃烧，被加热油料流过炉膛四周的排管后，就被加热到出口温度。本此设计内容包括总体方案设计，系统原理阐述，系统框图与结构的搭建，变量检测环节，变量变送环节，限制器，调
5、整阀，联锁爱护等环节的详细选择与设计，最终形成一个可行牢靠的完整串级过程限制系统方案，力图通过详细应用获得理论学问的进一步提升，并为工业生产提出可行性建议。管式加热炉温度-流量串级限制系统的设计1. 管式加热炉温度限制系统的设计意义1.1管式加热炉简介管式加热炉是一种干脆受热式加热设备，主要用于加热液体或气体化工原料，所用燃料通常有燃料油和燃料气。管式加热炉的传热方式以辐射传热为主，管式加热炉通常由以下几部分构成：1）辐射室：通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。这部分干脆受火焰冲刷，温度很高，是热交换的主要场所（约占热负荷的70-80%）；2）对流室：靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换
6、热部分；3）燃烧器：是使燃料雾化并混合空气，使之燃烧的产热设备，燃烧器可分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器；4）通风系统：将燃烧用空气引入燃烧器，并将烟气引出炉子，可分为自然通风方式和强制通风方式。1.2温度限制系统设计意义管式加热炉是石油炼制、石油化工、煤化工、焦油加工、原油输送等工业中广泛运用的工艺加热炉，由于被加热物质即在管内流淌介质通常为气体或液体，并且都是易燃易爆的物质，所以操作条件苛刻，同时其必需长周期运转不间断操作，加热方式干脆受火，所以管式加热炉的温度限制系统至关重要，是其提高加热炉热效率，节约能源和平安生产的重要保证，因此本设计的意义就是旨在设计出符合管式加热炉
7、生产限制要求的温度限制系统，从而达到在其工作过程中有效刚好限制，以提高其工作效率，节约能源且保证生产过程的平安牢靠。2. 管式加热炉温度限制系统工艺流程及限制要求管式加热炉的主要任务是把原制油或重油加热到肯定温度，以保证下一道工序（分馏或裂解）的顺当进行。管式加热炉的工艺流程图如图2.1所示。燃料油经过蒸汽雾化后在炉膛中燃烧，被加热油料流过炉膛四周的排管中，就被加热到出口温度t 。在燃料油管道上装设一个调整阀，用它来限制燃油量以达到调整温度t 的目的。 引起温度t 变更的扰动因素很多，主要有：1）燃料油方面（它的组分和调整阀前的油压以及燃料油流量）的扰动； 2）喷油用的过热蒸汽压力波动；3）被加热油料方面（它的流量和入口温度）的扰动； 4）配风、炉膛漏风和大气温度方面的扰动；其中燃料油压力，流量和过热蒸汽压力都可以用特地的调整器保持其稳定，以便把扰动因素减小到最低限度。从调整阀动作到温度t 变更，这中间须要相继通过炉膛、管壁和被加热油料所代表的热容积，因而反应很缓慢。工艺上对出口温度t 要求不高，一般希望波动范围不超过%21 。图2-1 管式加热炉工艺流程图原料油出口温度）（t 1 原料油燃料燃料图3-1 管式加热炉简洁温度限制系统3. 总体方案设计3.1传统简洁限制系统管式加热炉的任务是把原料油加热到肯定温度，以保证下道工艺顺当进行，因此若
