北京化工大学：《过程控制工程》课程教学资源（实验指导）分程控制系统实验

分程控制系统实验 一、实验目的 1.熟悉分程控制系统的构成及参数整定。 2.分析分程控制系统的工作过程。 二、实验方法 分程控制实验选择聚丙烯连续聚合反应CSTR流程。被控变量为反应温度 在反应停留时间相同、催化剂量相同的条件下，聚合反应的转化率由反应温度所决定。 控制反应温度的主要手段是夹套冷却水的流量F1与F2。反应温度要求控制在70吐1.0℃。 丙烯聚合反应属于放热反应，属于非自衡过程。当反应温度过高时，聚合反应速度加 快，使得反应放出的热量增加，如果热量无法及时移走，则反应温度进一步升高。这种“正 反馈”作用将导致“燥聚”事故。此时由于温度超高，系统压力增大，如果超过反应器所能 耐受的压力，可能发生爆炸与火灾事故。 本实验目的在于控制反应温度，使其以均匀的0.1℃5的增长速率增大，当温度达到 70±1.0℃时维持反应温度不变。干扰米自于原料流量的波动、冷却水流量的波动等。 由于两种冷却水都能够对系统起到降低温度的作用，采用单回路温度控制时，只能对 某一种冷却水的流量进行控制。本实验采用分程控制方案，用一个温度控制器，对两个调节 阀进行控制。当输出信号为某一阀门开度以下时，对阀门V2进行连续控制，当输出信号为 该阀门开度以上时，V2保持在该开度，控制器继续对阀门V1进行连续控制。 三、实验内容 1.初始化检查，系统处于开车前状态。 2.开己烷进料阀约60%，使己烷进料流量达到约1540kgh,观察液位上升。 3.当液位上升至50%左右，开丙烯进料阀约55%，使丙烯进料流量达到约 729 kg/h. 4.当液位上升至75%左右，开反应器出口阀约55%。 5.当液位上升至80-90%左右，将液位控制器投自动。 6.开反应器搅拌电机开关。 7.开热水加热阀，诱发反应 8.开催化剂进料阀约90%，使催化剂进料流量达到约145.18kgh。 9.当反应温度达到约40℃，关热水加热阀，若反应温度继续上升，则反应 诱发成功。 10.当反应温度达到约45℃，在温度控制器中逐渐以小开度开夹套冷却水阀， 观察反应温度使其约按0.1℃sc之速率上升。此调整应根据反应温度的

分程控制系统实验 一、实验目的 1．熟悉分程控制系统的构成及参数整定。 2．分析分程控制系统的工作过程。 二、实验方法 分程控制实验选择聚丙烯连续聚合反应 CSTR 流程。被控变量为反应温度。 在反应停留时间相同、催化剂量相同的条件下，聚合反应的转化率由反应温度所决定。 控制反应温度的主要手段是夹套冷却水的流量 F1 与 F2。反应温度要求控制在 701.0℃。 丙烯聚合反应属于放热反应，属于非自衡过程。当反应温度过高时，聚合反应速度加 快，使得反应放出的热量增加，如果热量无法及时移走，则反应温度进一步升高。这种“正 反馈”作用将导致“爆聚”事故。此时由于温度超高，系统压力增大，如果超过反应器所能 耐受的压力，可能发生爆炸与火灾事故。 本实验目的在于控制反应温度，使其以均匀的 0.1℃/s 的增长速率增大，当温度达到 701.0℃时维持反应温度不变。干扰来自于原料流量的波动、冷却水流量的波动等。 由于两种冷却水都能够对系统起到降低温度的作用，采用单回路温度控制时，只能对 某一种冷却水的流量进行控制。本实验采用分程控制方案，用一个温度控制器，对两个调节 阀进行控制。当输出信号为某一阀门开度以下时，对阀门 V2 进行连续控制，当输出信号为 该阀门开度以上时，V2 保持在该开度，控制器继续对阀门 V1 进行连续控制。 三、实验内容 1. 初始化检查，系统处于开车前状态。 2. 开己烷进料阀约 60%，使己烷进料流量达到约 1540 kg/h，观察液位上升。 3. 当液位上升至 50%左右，开丙烯进料阀约 55%，使丙烯进料流量达到约 729 kg/h。 4. 当液位上升至 75%左右，开反应器出口阀约 55%。 5. 当液位上升至 80-90%左右，将液位控制器投自动。 6. 开反应器搅拌电机开关。 7. 开热水加热阀，诱发反应。 8. 开催化剂进料阀约 90%，使催化剂进料流量达到约 145.18kg/h。 9. 当反应温度达到约 40℃，关热水加热阀，若反应温度继续上升，则反应 诱发成功。 10. 当反应温度达到约 45℃，在温度控制器中逐渐以小开度开夹套冷却水阀， 观察反应温度使其约按 0.1℃/sec 之速率上升。此调整应根据反应温度的

上升情况灵活掌握，总的原则是维反应温度持连续升温，不得过快而失 控。 11.当夹套冷却水阀开度达到约90%时，且反应温度达到约70℃左右，将温 度控制器投自动，设定值设置为70℃。等待系统稳定。 12.当系统运行稳定后，通过开大阀门增加丙烯的进料流量。此时可以观察 到反应温度迅速升高。为稳定温度，在温度控制器的控制作用下，V2阀 开度迅速增大至100%，F2冷却水的流量达到最大。由于干扰程度过大， 这时单纯依靠F2冷却水已经无法控制温度的上升，因此当前的工况已经 超出了V2阀的控制能力。 13.在分程控制的作用下，V1控制阀迅速参与到调节回路中，并在当前非正 常工况下起主要的调节作用。由于V1开度的大幅提高，使得F1一路的 冷却水流量增大，并迅速将温度的上升趋势压制，并最终将其稳定在 70℃。 14.整理数据，分析实验结果，写出实验报告

上升情况灵活掌握，总的原则是维反应温度持连续升温，不得过快而失 控。 11. 当夹套冷却水阀开度达到约 90%时，且反应温度达到约 70℃左右，将温 度控制器投自动，设定值设置为 70℃。等待系统稳定。 12. 当系统运行稳定后，通过开大阀门增加丙烯的进料流量。此时可以观察 到反应温度迅速升高。为稳定温度，在温度控制器的控制作用下，V2 阀 开度迅速增大至 100％，F2 冷却水的流量达到最大。由于干扰程度过大， 这时单纯依靠 F2 冷却水已经无法控制温度的上升，因此当前的工况已经 超出了 V2 阀的控制能力。 13. 在分程控制的作用下，V1 控制阀迅速参与到调节回路中，并在当前非正 常工况下起主要的调节作用。由于 V1 开度的大幅提高，使得 F1 一路的 冷却水流量增大，并迅速将温度的上升趋势压制，并最终将其稳定在 70℃。 14. 整理数据，分析实验结果，写出实验报告