1、68第4章流體輸送設備控制流體輸送設備控制在石油、化工生產過程中，因工藝的需要，常需要將流體由低處送至高處，由低壓設備送到高壓設備，為了達到這些目的，必須對流體做功，以提高流體的能量，完成輸送任務。用于輸送流體和提高流體壓頭的機械設備通稱為流體輸送設備。其中輸送液體和提高其壓力的機械稱為泵，而輸送氣體并提高其壓力的機械稱為風機和壓縮機。由于流體輸送設備的控制主要是保證物料平衡的流量控制，因此流量控制系統(tǒng)中的一些特殊性和需要注意的問題都會

2、在此出現(xiàn)。為此，需要把流量控制中的有關問題再作簡要的敘述。首先流量控制對象的被控變量與控制變量是同一物料的流量，只是處于管路的不同位置，因此控制通道的特性，由于時間常數(shù)很小，基本上是一個放大倍數(shù)接近1的放大環(huán)節(jié)。于是廣義對象特性中測量變送及控制閥的慣性滯后不能忽略，使得對象、測量變送和控制閥的時間常數(shù)在數(shù)量級上相同且數(shù)值不大，組成的控制系統(tǒng)可控性較差，且頻率較高，所以控制器的比例度必須放得大些。為了消除余差，需引入積分作用。通常，積分時

3、間在0.1分到數(shù)分鐘的數(shù)量級。同時，基于流量控制系統(tǒng)的這個特點，控制閥一般不裝閥門定位器，以免因閥門定位器引入所組成的串級副環(huán)，其震蕩頻率與主環(huán)頻率相近而造成強烈震蕩。其次，流量信號的測量常用節(jié)流裝置，由于流體通過截流裝置時，喘動加大，使被控變量的信號常有脈動情況出現(xiàn)，并伴有高頻噪聲。為此在測量時應考慮對信號的濾波，在控制系統(tǒng)中控制器不能加入微分作用，避免將高頻噪聲放大而影響系統(tǒng)的平穩(wěn)工作，常采用比例積分調節(jié)規(guī)律。在工程上，有時還在變送

4、器與控制器之間接入反微分器，以提高系統(tǒng)的控制質量。此外，還需要注意的是：流量系統(tǒng)的廣義對象的靜態(tài)特性呈現(xiàn)非線性特性，尤其是采用節(jié)流裝置而不加開方器進行流量的測量變送。此時，常通過控制閥流量特性的正確選擇，對非線性特性進行補償。至于對流量信號的測量精度要求，一般除直接作為經(jīng)濟核算用外，無需過高，只要穩(wěn)定，偏差小就行。有時為防止上游壓力造成的干擾，需采用適當?shù)姆€(wěn)壓措施。4.14.1離心泵控制系統(tǒng)離心泵控制系統(tǒng)4.14.11離心泵的工作原理及

5、主要部件離心泵的工作原理及主要部件離心泵是一種最常用的液體輸送設備，離心泵是依靠離心泵翼輪旋轉所產生的離心力，來提高液體的壓力（俗稱壓頭）。轉速越高，離心力越大，流體出口壓力越高。離心泵類型很多用于輸送不同類型的液體有清水泵、熱油泵、耐腐蝕泵等。為達到不同的流量、壓頭范圍在泵的構造上有單吸和雙吸的，有單級和雙級的；若按泵軸的位置則還可以分為立式和臥式的等等。1離心泵的基本結構（如圖3.11所示）70葉輪按蓋板形式分為三類：（1）封閉式葉

6、輪。（2）敞開式葉輪。（3）半開式葉輪。其中封閉式葉輪應用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。3離心泵的工作原理工作前，泵體和進水管必須灌滿水形成真空狀態(tài)，當葉輪快速轉動時，葉片促使水很快旋轉，旋轉著離心泵的工作原理是：離心泵所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在的水在離心力的作用下從葉輪中飛出，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。水源的水在大氣壓力或水壓的作用下通過管網(wǎng)壓到了進水管內。這樣循環(huán)不已，就可以實現(xiàn)連

7、續(xù)抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動前一定要向泵殼內充滿水以后，方可啟動，否則將造成泵體發(fā)熱、震動、出水量減少，對水泵造成損壞（簡稱“氣蝕”）造成設備事故！由于離心泵的吸入高度有限，控制閥如果安裝在進口端，會出現(xiàn)汽縛和氣蝕現(xiàn)象。汽縛現(xiàn)象是指，若離心泵在啟動前，未灌滿液體，殼內存在真空，使密度減小，產生的離心力就小，此時在吸入口所形成的真空度不足以將液體吸入泵內。所以盡管啟動了離心泵，但不能輸送液體。氣蝕現(xiàn)象是指，當泵的安裝位置不合適時，

8、液體的靜壓能在吸入管內流動克服位差、動能、阻力后，在吸入口處壓強降至該溫度下液體的飽和蒸汽壓PV時，液體會汽化，并逸出所溶解的氣體。這些氣泡進入泵體的高壓區(qū)后，遽然凝結，產生局部真空，使周圍的液體以高速涌向氣泡中心，造成沖擊和震動。大量氣泡破壞了液體的連續(xù)性，阻塞流道，增大阻力，使流程、揚程、效率明顯下降，嚴重時泵不能正常工作，給泵以破壞。4離心泵的主要性能參數(shù)離心泵銘牌上標注的參數(shù)有（1）流量（送液能力）：指單位時間內泵能輸送的液體量

9、[Ls，m3h]vQ（2）揚程（泵的壓頭）：指單位重量液體流徑泵后eH所獲得的流量。[m液柱]測定壓頭的實驗，如圖3.12所示如下：在11與22截面間列伯努利方程2121222?????????，真空度表壓fohuuHHhHe注意：泵的揚程不能僅僅理解為升舉高度。（3）功率和效率圖3.123.12離心泵測壓實驗離心泵測壓實驗①有效功率：單位時間內液體由泵實際得到的功。[w]gqHpvee??②軸功率：泵軸從電動機得到的實際功率p?PeP