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蒸馏塔自动控制



蒸馏塔自动控制蒸馏是化工生产过程中将混合流体分离的常用技术。对蒸馏塔的控制通常采用递阶方式,可分为三层。最低层为对液面、输入馈流、焓和压力等参数的控制。第二层为对输出蒸馏产物组分的控制。第三层为优化。

        在蒸馏过程中需要补充组分分离减熵所消耗的能量。化工厂耗能较大,其中约40%的能量消耗在蒸馏塔上。同时,为保证蒸馏产物的质量须使蒸馏塔回流,而盲目回流又可能使产物的纯度过高,这是造成浪费能源的主要因素。另一方面,蒸馏塔的动态特性复杂,且具有非线性,对输出组分又难以实现精确快速测量。因此对蒸馏塔组分的测控问题一直是自动控制领域中的重要研究课题。 
        蒸馏塔运行中最主要的干扰是由输入馈流引起的,包括馈流的组分、流速、焓等参数变化所引起的干扰。在多级控制中还要考虑加热蒸气的压力和冷却水流引起的干扰。若馈流速度取决于馈送设备、而且是不可控的,则可将它的测量值用于前馈控制,以控制输出流量和塔内流量,使它们与输入馈流成比例。由于塔身竖立于地面,还需要考虑气候变化的影响。
        PID调节器在工业控制中广泛应用,它需要针对系统的动态特性调整比例、积分和微分项的系数后才能取得良好的效果。把PID调节器用于蒸馏塔产物组分控制,往往需要频繁地调整以补偿操作条件改变引起的动态特性变化。采用适应控制方案可较理想地解决这个问题。
        采用多变量解耦控制方式也仅能对其中的一个回路(例如顶部)取得较好效果。还可以进一步选择合适的采样间隔、过程滞后和标度因子以达到良好的控制效果。


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