‘壹’ 温控系统的控制原理
温度控制原理
1、温度控制模式有机械式的和电子式的
机械式的采用两层热膨胀系数不同金属压在一起,温度改变时,他的弯曲度会发生改变,当弯曲到某个程度时,接通(或断开)回路,使得制冷(或加热)设备工作。
电子式的通过热电偶、铂电阻等温度传感装置,把温度信号变换成电信号,通过单片机、PLC等电路控制继电器使得加热(或制冷)设备工作(或停止)。还有水银温度计型的,温度到就会有触点和水银接通
2、以温控器制造原理来分,温控器分为:
a、液涨式温控器:
是当被控制对象的温度发生变化时使温控器感温部内的物质(一般是液体)产生相应的热胀冷缩的物理现象(体积变化),与感温部连通一起的膜盒产生膨胀或收缩。以杠杆原理,带动开关通断动作,达到恒温目的液胀式温控器具有控温准确,稳定可靠,开停温差小,控制温控调节范围大,过载电流大等性能特点。液涨式温控器主要用于家电行业,电热设备,制冷行业等温度控制场合用。
b、突跳式温控器:
各种突跳式温控器的型号统称KSD,常见的如KSD301,KSD302等,该温控器是双金属片温控器的新型产品,主要作为各种电热产品具过热保护时,通常与热熔断器串接使用,突跳式温控器作为一级保护。热熔断器则在突跳式温控器失娄或失效导致电热元件超温时,作为二级保护自,有效地防止烧坏电热元件以及由此而引起的火灾事故。
压力式温控器,改温控器通过密闭的内充感温工质的温包和毛细管,把被控温度的变化转变为空间压力或容积的变化,达到温度设定值时,通过弹性元件和快速瞬动机构,自动关闭触头,以达到自动控制温度的目的。它由感温部、温度设定主体部、执行开闭的微动开关或自动风门等三部分组成。压力式温控器适用于制冷器具(如电冰箱冰柜等)和制热器等场合。
电子式温控器,电子式温度控制器(电阻式)是采用电阻感温的方法来测量的,一般采用白金丝、铜丝、钨丝以及热敏电阻等作为测温电阻,这些电阻各有其优确点。一般家用空调大都使用热敏电阻式。
温度控制系统的组成
温度控制系统由测量装置、被控对象、调节器和执行机构等部分构成。
测量装置是温度控制系统的重要部件,包括温度传感器和相应的辅助部分,如放大、变换电路等。测量装置的精度直接影响温度控制系统的精度,因此在高精度温度控制系统中必须采用高精度的温度测量装置。温度控制系统的执行机构大多采用可控热交换器。
被控对象是一个装置或一个过程,它的温度是被控制量。测量装置对被控温度进行测量,并将测量值与给定值比较,若存在偏差便由调节器对偏差信号进行处理,再输送给执行机构来增加或减少供给被控对象的热量,使被控温度调节到整定值。
根据调节器送来的校正后的偏差信号,调节流入热交换器的热载体(液体或气体)的流量,来改变供给(或吸收)被控对象的热量,以达到调节温度的目的。在一些简单的温度控制系统中,也常采用电加热器作为执行机构,对被控对象直接加热。通过调节电压(或电流)的大小可改变供出的热量。
不同的应用部门对温度控制系统品质有不同的要求,并选用不同类型的调节器。如果精度要求不高,可采用两位调节器,一般情况下多采用PID调节器。高精度温度控制系统则常采用串级控制。串级控制系统由主回路和副回路两个回路构成,具有控制精度高、抗干扰能力强、响应快、动态偏差小等优点,常用于干扰强,且温度要求精确的生产过程,如化工生产中反应器的温度控制。
严格说,多数温度控制系统中被控对象在进行热交换时的温度变化过程,既是一个时间过程,也是沿空间的一个传播过程,需要用偏微分方程来描述各点温度变化的规律。因此温度控制系统本质上是一个分布参数系统。分布参数系统的分析和设计理论还很不成熟,而且往往过于复杂而难于在工程实际问题中应用。解决的途径有二:一是把温度控制系统作为时滞系统来考虑。时滞较大时采用时滞补偿调节,以保证系统的稳定性。具有时滞是多数温度控制系统的特点之一。另一途径是采用分散控制方式,把分布参数的被控过程在空间上分段化,每一段过程可作为集中参数系统来控制,构成空间上分布的多站控制系统。采用分散控制常可获得较好的控制精度。
‘贰’ 原油多高温度能保证流动性,不堵塞
在原油输送过程中,通常添加降凝剂和流动改进剂,可以有效改善原油的低温流动性。国内外最新研究表明原油流动性的改变与原油凝固态的凝胶体系强度的改变、原油降摩阻性能的改变以及原油粘度的改变有重要关系。
通常人们认为原油的流动与原油的凝固点和粘度有关。原油凝固点主要由原油中蜡的含量和蜡分子量的大小决定,而原油的粘度主要由胶质和沥青质决定。针对不同原油加入不同降凝剂、分散剂或降粘剂可以改善原油的低温流动性。最新研究表明利用化学热力学和摩擦力学理论,研究原油在各种界面吸附性以及原油微观状态的改变和原油化学热力学的相关性质对宏观改善原油低温流变性的影响,是研究原油流动改进的关键。关于流体的流动源于界面化学所研究的流变性。
原油开采和管道输送都是在一定温度条件下开始的,随着开采和输送的时间温度会逐步下降,原油加热后再冷却时,冷却速度决定了原油凝固态强度和凝点以及原油的流动温度。原油加温至50°C后再冷却与加温到35°C后再冷却结果有很大差别,从50°C冷却时遵循牛顿流体规律,而35°C冷却过程为塑性流体。在研究原油流变性对温度的依赖性中,应该重视原油流动的起始温度。样品加热到50 °C并以较快冷却速度(1°C/min)冷却时,为了避免快速冷却使原油结晶有序化,用逐步增压的方法,从而保证了原油的正常流动。如果冷却速度快,又不增加原油的外加压力,在低温时会变成明显的塑型体。
‘叁’ 原油蒸馏原理
原油蒸馏原理就是需要把原油中各组分分离出来,通常是使用精馏的方法,即精确控制温度,使特定沸点的组分挥发出来。原油蒸馏就是利用原油中各组分相对挥发度的不同而实现各馏分的分离。
原油是一种多种烃的混合物,是粘稠的、深褐色的液体。直接使用原油非常浪费,所以就需要把原油中各组分分离出来,通常是使用精馏的方法,即精确控制温度,使特定沸点的组分挥发出来。
减压蒸馏:使常压渣油在8kPa左右的绝对压力下蒸馏出重质馏分油作为润滑油料、裂化原料或裂解原料,塔底残余为减压渣油。如果原油轻质油含量较多或市场需求燃料油多,原油蒸馏也可以只包括原油预处理和常压蒸馏两个工序,俗称原油拔头。原油蒸馏所得各馏分有的是一些石油产品的原料。
原油蒸馏工艺过程包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏三部分。原油蒸馏是石油炼厂中能耗最大的装置,采用化工系统工程规划方法,使热量利用更为合理。此外,利用计算机控制加热炉燃烧时的空气用量以及回收利用烟气余热,可使装置能耗显着降低。
近30年来,原油蒸馏沿着扩大处理能力和提高设备效率的方向不断发展,逐渐形成了现代化大型装置。