3. Регулирование теплообменников при изменении агрегатного состояния телоносителя.
При изменении агрегатного состояния теплоносителей их температура в теплообменнике практически не изменяется и скорость теплопередачи q можно определить по равенству: q=rFM
где г — теплота фазового перехода; Fm — массовый расход среды.
Если в качестве греющего агента применяют водяной пар, то температуру технологического продукта обычно регулируют путем изменения подачи пара (рис. а). При значительных колебаниях давления пара применяют каскадную систему регулирования давления пара с корректировкой по температуре нагретого продукта.
Возможно также регулирование скорости теплопередачи путем поддерживания постоянства температуры продукта на вы* ходе из теплообменника клапаном, установленным на линии отвода конденсата (рис. б). Это приводит к частичному заполнению теплообменника конденсатом, что в свою очередь скажется на суммарной величине коэффициента передачи теплообменника, а следовательно, и скорости теплопередачи. Такая система реагирует более медленно, чем система с клапаном, установленным на линии подачи греющего пара; ее применение рекомендуется только при отсутствии резких возмущений по нагрузке. Но вместе с тем, она позволяет лучше использовать тепло водяного пара, так как значения его давления и температуры более высоки, вследствие отсутствия дополнительных гидравлических сопротивлений на паропроводе, а отводимый конденсат принимает температуру несколько меньшую, чем температура конденсации пара. Это позволяет повысить эффективность работы теплообменника на 5—7%. Кроме того, по размерам клапан, установленный на линии отвода конденсата будет меньше того, который установлен на линии подачи греющего пара.
4. Регулирование теплообменников без изменения агрегатного состояния телоносителя.
Процесс конденсации технологического продукта может быть охарактеризован температурой конденсата этого продукта при постоянном давлении или давлением пара продукта. Непосредственное регулирование этих величин с воздействием на расход, пара, являющийся нагрузкой конденсатора, не представляется возможным.
В этом случае наиболее широко применяют схемы, предусматривающие поддержание постоянства давления паров технологического продукта (рис. VII-14) с воздействием на расход хладоагента или конденсата, так как контуры регулирования давления достаточно динамичны. Регулирование уровня путем отвода конденсата (рис. VII-14, а) обеспечивает соблюдение материального баланса конденсатора. По расходу хладоагента можно судить о тепловой нагрузке объекта. Изменение расхода конденсата продукта (рис. VII-14, б) обусловливает изменение теплообменной поверхности, благодаря частичному заполнению конденсатора жидкостью. Последнее, вследствие того, что при конденсации коэффициенты передачи паров значительно выше, чем при охлаждении конденсата, приводит к изменению скорости теплопередачи. Тепловую нагрузку объекта определяют по текущему значению уровня конденсата.
5. Каскадная схема регулирования печей с трубчатым нагревателем.
Температура газов над перевальной стенкой достаточно быстро реагирует на изменение режима работы печи, обусловленное изменением количества топливного газа, подаваемого на сжигание. Поэтому существенное улучшение качества регулирования температуры продукта на выходе из печи может быть достигнуто применением системы каскадного регулирования, состоящей из регулятора температуры продукта на выходе из печи (корректирующий регулятор), воздействующего на задание регулятора температуры газов над перевальной стенкой (стабилизирующий регулятор), который управляет подачей топлива в печь. Стабилизирующий регулятор начинает компенсировать возникающие возмущения, влияющие на процесс сгорания топлива, прежде чем они приведут к изменению температуры продукта.
