东北石油大学 自控工建课程设计 汽机控制系统设计.doc

 目 录 第1章 汽机控制系统工艺 1 1.1汽机控制系统背景及说明 1 1.2 汽机系统CAD流程图 1 第2章 标准节流装置设计及计算程序设计 2 2.1 计算方法 2 2.2 设计计算的原则和依据 2 2.3 标准节流装置的设计 3 2.4 节流装置程序设计流程 4 第3章 调节阀选型及计算 7 3.1 调节阀的选择 7 3.2 调节阀口径计算 7 第4章 心得与体会 9 参考文献 10 附录 11 第1章 汽机控制系统工艺 1.1汽机控制系统背景及说明 汽机主要是用于将发电，将热能及其他能量转换为电能，供人们使用。所以气机是人们生活中必不可少的机械。广泛用于石化电力冶金建材环保能源综合利用等领域。其控制系统承担着转速和负荷调节及工况控制的任务，直接影响着机组运行的安全性可靠性经济性以及自动化程度。传统的机械液压控制系统，其结构组成决定了其具有自身难以克服的调节精度和自动化程度低工作特性固定调节功能少等缺点，电机控制系统主要是为了使汽轮机适应各种运行工况的控制系统的总称。包括汽轮机调节系统、液压伺服系统，还包括超速保护、热应力计算、自启停和负荷自动控制、操作监视等子系统。系统CAD流程图控制系统图1-1 汽机组态王图 第2章 标准节流装置设计及计算程序设计 2.1 计算方法 在石油化工生产中，流量计的应用非常广泛，而流量计中差压式流量计又占大部分。因而节流装置的选型及其设计是自控工程设计的重要组成部分。 1.国家标准特点 1993年，国家技术监督局批准GB/T2624-1993实施，该标准第一次等效采用ISO5167（1991）与国际接轨，这标志着我国现行的标准节流装置，在推广采用国际标准上的研究成果、提高测量精度方面，已取得了突破性的进展。 GB/T2624-1993全称为《流量测量节流装置 用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体测量》。其主要特点： (1)以流出系数代替流量系数；值的计算中的降阶计算由原流量系数计算中的最高阶降至流出系数计算中的最高阶次幂。 (2)提出5种命题以适应自控工程设计中各方面的需要。 (3)提出迭代计算方法，给出计算机计算程序框图。 (4)差压上限不再计算，而要由用户自行选定，要求设计者有更多的经验。 (5)管道粗糙度不再参加计算，而是在计算结果出来后需验证。 所谓“标准节流装置”就是他们的结构、尺寸和技术条件都有统一标准，有关计算步骤和方法都经过系统试验而有统一规定。按统一标准规定进行设计制造的节流装置，不必经过个别标定就可以使用。 在GB/T2624-1993中规定的标准节流装置有以下几种： 标准孔板：角接取压；法兰取压；径距取压（D-D/2）。 标准喷嘴：ISA1932喷嘴；长颈喷嘴。 文丘里管：文丘里喷嘴；经典文丘里管。 2.2 设计计算的原则和依据 (1)设计原则 1、测量的精度应尽可能高； 2、流出系数C稳定； 3、节流件前后所需直管段长度，就尽可能短； 4、流体流经节流件的压力损失尽可能小。 上述四点要求之间是存在矛盾的，而标准节流装置的设计计算，则主要是根据具体情况统一考虑，妥善解决这些矛盾，找出合理的方案。 (2)标准节流装置设计计算的依据 主要依据是工艺生产所提供的流量测量条件、要求和有关数据，具体的原始数据有： ①被测流体的名称、状态、组分； ②被测流体的流量；最大流量qmax； ③被测流体的工作状态：工作压力P1、工作温度t1、及其变化范围； ④被测流体的物理参数；这一部分较难确定； ⑤允许的压力损失； ⑥管道材质、在20℃时管道内径D20、管道内表面情况； ⑦节流装置安装地点的平均大气压； ⑧管道敷设情况和局部阻力形式； ⑨其它方面的要求。 2.3 标准节流装置的设计 标准节流装置的设计计算是自控工程技术人员的基本功，此项训练十分重要,标准节流装置的计算命题，根据GB/T2624-93有五种命题。 自控工程设计中主要涉及第二命题。 (1)辅助计算 1、根据原始数据的最大流量确定计算最大流量； 2、根据工作状态和被测量流体的成分，求物性参数，工作状态下的粘度μ1、密度ρ1，对于气体还要求出对比压力Pr，对比温度Tr，以及工作状态下的压缩系数Z和等熵指数K。 3、求工作状态下的管道内径； 4、根据最大流量，求出相应的雷诺数ReD； 5、根据管道材质及内表面情况，确定管道内壁的绝对平均粗糙度K。 6、确定差压上限。 新标准中视为已知条件，由工艺人员或仪表人员自行确定。 质量流量的不确定度的计算公式： 2.4 节流装置程序设计流程 标准节流装置设计计算数据 1.辅助计算 （1）计算流量标尺： qm=qv×ρ1=300×1.4/3600=0.116666666Kg/s ，取标准流量为0.125 Kg/s （2）计算差压上限