7.1.1基本知識7.1.2無相變的換熱器控制方案7.1.3載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制（有相變）7.1.4冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制7.1傳熱設(shè)備的自動控制7.1.1基本知識

許多生產(chǎn)過程需要進(jìn)行熱量交換—傳熱。傳熱設(shè)備主要有：換熱器，冷凝器，加熱爐等。傳熱設(shè)備自動控制的被控變量是溫度。換熱器的目的：使工藝介質(zhì)加熱(或冷卻)到某一溫度。自動控制的目的：通過改變換熱器的負(fù)荷，保證工藝介質(zhì)在換熱器出口的溫度恒定在給定值。熱平衡方程:傳熱速率:

則控制方案有四種：7.1.2無相變的換熱器控制方案

（1）控制載熱體的流量

圖11-17是改變載熱體流量的溫度控制方案，該方案應(yīng)用普遍。如果載熱體本身壓力不穩(wěn)定，可以采用圖11-18所示的溫度-流量串級控制方案。

圖11-17改變載熱體流量的圖11-18改變載熱體流量的溫度控制方案溫度-流量控制方案

（2）控制載熱體旁路流量當(dāng)載熱體是工藝流體，其流量不允許變動時，可采用圖11-19所示的旁路控制方案。圖11-19用載熱體旁路控制溫度

（3）控制被加熱流體自身流量當(dāng)工藝介質(zhì)的流量允許變化時，可以采用圖11-20的控制方案。

圖11-20用介質(zhì)自身流量控制溫度

（4）控制被加熱流體自身流量的旁路當(dāng)被加熱流體的總流量不允許控制，而且換熱器的傳熱面積有余量時，可采用圖11-21所示的介質(zhì)旁路控制方案。（少用）

圖11-21用介質(zhì)旁路控制溫度

用蒸汽冷凝來加熱介質(zhì)的加熱器，其加熱過程：

冷凝降溫蒸汽液相液相

潛熱顯熱

熱平衡方程傳熱速率方程

一般情況下，潛熱

顯熱，故可不考慮顯熱。主要控制方案有兩種：7.1.3載熱體進(jìn)行冷凝的加熱器自動控制（有相變）

（1）控制蒸汽流量（常用）若蒸汽壓力穩(wěn)定，采用圖11-22所示的簡單控制系統(tǒng)方案。若蒸汽壓力有波動，增設(shè)穩(wěn)壓措施，即設(shè)壓力定值控制；或采用溫度與蒸汽流量（或壓力）的串級控制。該方案控制簡單易行，過渡過程時間短，控制迅速；但需選用較大蒸汽閥門，傳熱量變化比較劇烈，有時凝液冷到100℃以下，這時加熱器內(nèi)蒸汽一側(cè)會產(chǎn)生負(fù)壓，造成冷凝液的排出不連續(xù)，影響均勻傳熱。11-22用蒸汽流量控制溫度

（2）控制換熱器有效換熱面積（控制凝液排出量）在出口凝液管道上安裝控制閥，使換熱器中凝液量改變，從而改變有效換熱面積，達(dá)到穩(wěn)定介質(zhì)出口溫度的目的，如圖11-23所示。較有效的辦法是采用串級控制方案，見圖11-24和圖11-25。圖11-25溫度-流量串級控制系統(tǒng)

圖11-23用凝液排出圖11-24溫度-液位量控制溫度串級控制系統(tǒng)

工作介質(zhì)需冷卻（降溫），水或空氣冷卻達(dá)不到要求時，須采用冷卻劑汽化冷卻（吸熱）。冷卻劑：液氨，乙烯，丙烯等?？刂品桨福簣D11-26用冷卻劑流量控制溫度圖11-27溫度-液位串級控制

7.1.4冷卻劑進(jìn)行汽化的冷卻器自動控制

（1）控制冷卻劑的流量（改變傳熱面積）通過改變液氨的進(jìn)入流量來控制介質(zhì)的出口度，見圖11-26。注意：該方案液氨的液位不是被控變量，但應(yīng)防止液位過高，造成蒸發(fā)空間不足。故該方案須帶上限液位報警，或采用溫度-液位自動選擇性控制。（2）溫度與液位的串級控制該方案以液氨流量作為操縱變量，以溫度作為主變量，以液位作為副變量，構(gòu)成串級控制，見圖11-27。該方案的實質(zhì)是改變傳熱面積。

（3）控制汽化壓力液氨的汽化溫度與壓力有關(guān)。工作原理和過程：控制閥開度變化氨冷器內(nèi)汽化壓力改變汽化溫度改變