Регулирование уровня (Тема)
Постоянство уровня жидкости в технологическом аппарате означает сохранение материального баланса, т.е. приток жидкости равен ее стоку, а скорость изменения уровня равна нулю:
где F вх – входной расход жидкости;
F вых – выходной расход;
Понятия «приток» и «сток» рассматриваются как обобщенные понятия.
Уровень жидкости в аппарате можно регулировать, применяя различные схемы регулирования.
Первый вариант – регулирование «на притоке», изменяя расход жидкости на входе в аппарат.
Второй вариант – регулирование «на стоке», изменяя расход жидкости на выходе из аппарата.
2 — регулятор уровня;
3- регулирующий клапан.
Рис. Схемы непрерывного регулирования уровня на притоке (а) и на стоке (б)
Третий вариант – регулирование соотношения расходов жидкости на входе в аппарат и выходе из него с коррекцией по третьему технологическому параметру – уровню (каскадная система регулирования).
2, 3 – датчики расхода;
4 – регулятор уровня (ведущий);
5 – регулятор соотношения двух расходов (ведомый);
6 – регулирующий клапан.
Рис. Схема непрерывного регулирования уровня каскадной САР:
Если в аппарате (испарителе, конденсаторе, ректификационной колонне и т.п.) имеют место фазовые превращения веществ, тогда уровень является характеристикой и гидродинамических, и тепло-массообменных процессов. Приток и сток должны учитывать фазовые превращения веществ. В этом случае уровень регулируют изменением расхода теплоносителя, например греющего пара или хладагента. В указанных аппаратах уровень связан с другими технологическими параметрами, например давлением. Естественно, в каждом конкретном случае система регулирования уровня реализуется с учетом других контуров регулирования.
2 – регулятор уровня;
3 – регулирующий клапан
Рис. 11. Схема непрерывного регулирования уровня в испарителе
Выбор непрерывного или позиционного регулятора определяется требуемой точностью поддержания уровня в аппарате. Если необходимо уровень жидкости в аппарате поддерживать на заданном значении, а постоянные колебания уровня недопустимы, то используют непрерывный регулятор. Позиционные регуляторы применяются обычно для поддержания уровня в сборниках жидкости, промежуточных емкостях в заданных (достаточно широких) пределах.
Схема позиционного регулирования уровня приведена на рисунке далее. Если уровень достигает своего предельного значения L в (верхнего), поток автоматически переключается на резервный сборник жидкости.
1 – сборник жидкости;
2 – резервный сборник жидкости;
4 – датчик уровня;
5 – регулятор уровня;
6, 7 – регулирующие клапаны.
Рис. Схема позиционного регулирования уровня
П-регуляторы применяются, если не требуется высокое качество регулирования и возмущающие воздействия не имеют постоянной составляющей, приводящей к накоплению статической погрешности. Но уровень жидкости может оказать значительное влияние на тепловые процессы, например, в паровых теплообменниках поверхность теплообмена определяется уровнем конденсата. Для регулирования уровня в таких объектах без статической погрешности применяют ПИ-регуляторы.
Источник
Регулирование уровня
Уровень является косвенным показателем гидродинамического равновесия в аппарате. Постоянство уровня свидетельствует о соблюдении материального баланса, когда приток жидкости равен стоку, и скорость изменения уровня равна нулю.
Важно! Следует отметить, что «приток» и «сток» здесь являются обобщенными понятиями. В случае, когда в аппарате (сборники, смесители, промежуточные емкости, жидкофазные сооружения и проч.) не происходить фазовых превращений, приток равен расходу жидкости, подаваемой в аппарат, а сток – расходу жидкости, отводимой из аппарата. В технологических процессах, сопровождающихся изменением фазового состояния вещества, уровень является характеристикой не только гидравлических, но тепловых и массообменных процессов, а приток и сток учитывают фазовые превращения (испарение, конденсацию и проч.)
Изменение уровня L в аппарате с постоянной по высоте площадью поперечного сечения А в общем случае можно представить уравнением:
 , | (6) |
где Fвх и Fвых – приток и сток вещества соответственно с учетом химических и фазовых превращений.
В зависимости от требуемой точности поддержания уровня применяют один из двух способов регулирования:
1) позиционное регулирование, при котором уровень в аппарате поддерживается в заданных, достаточно широких пределах 
;
2) непрерывное регулирование, при котором обеспечивается стабилизация уровня на заданном значении L=Lзд.
Регулирование уровня применяют для автоматизации водонапорных, подпиточных, расширительных и других баков и резервуаров, а также для сигнализации переполнения или опорожнения емкостей.
Системы позиционного регулирования уровнем чаще всего устанавливают на сборниках жидкости (например, башенных водокачек) или на промежуточных емкостях (например, в резервуарах водоотливных насосных станций). Пример схемы позиционного регулирования уровня жидкости в аппарате показан на рис. 41. При достижении уровнем верхнего предельного значения поток автоматически переключается на резервную емкость: регулятор закрывает регулирующий клапан 3 и открывает клапан 4.
При отсутствии фазовых превращений в аппарате непрерывное регулирование уровня осуществляют одним из трех способов:
— изменением расхода жидкости на входе в аппарат (регулирование «на притоке», рис. 42–а);
— изменением расхода жидкости на выходе из аппарата (регулирование «на стоке», рис. 42–б);
— каскадным регулированием соотношения расходов жидкости на входе в аппарат и выходе из него, с коррекцией по уровню (рис. 42–в).
В случаях, когда процессы в аппарате сопровождаются фазовыми превращениями, уровень можно регулировать изменением подачи теплоносителя. В таких аппаратах уровень взаимосвязан с другими параметрами (например, давлением), поэтому выбор способа регулирования в каждом конкретном случае должен выполняться с учетом основных контуров регулирования. Особенно высокие требования предъявляются к точности регулирования уровня в теплообменных аппаратах, в которых уровень жидкости существенно влияет на тепловые процессы: например, в паровых теплообменниках уровень конденсата определяет фактическую поверхность теплообмена.
Особое место в системах регулирования уровня занимают САУ аппаратов с кипящим (псевдосжиженным) слоем сыпучего зернистого материала. Устойчивое поддержание уровня в сушилках кипящего слоя при сушке осадков сточных вод возможно в достаточно узких пределах соотношения расхода газа и массы слоя. При значительных колебаниях расхода газа или расхода зернистого материала наступает режим уноса слоя или его оседания. Поэтому к точности регулирования уровня кипящего слоя предъявляют особо высокие требования. В качестве управляющих воздействий используют расход зернистого материала осадка на входе или выходе из аппарата (рис. 43–а), или расход газа на ожижение слоя (рис. 43–б).
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Регулирование уровня
Уровень является косвенным показателем гидродинамического равновесия в аппарате. Постоянство уровня свидетельствует о соблюдении материального баланса, когда приток жидкости равен стоку, и скорость изменения уровня равна нулю.
Важно! Следует отметить, что «приток» и «сток» здесь являются обобщенными понятиями. В случае, когда в аппарате (сборники, смесители, промежуточные емкости, жидкофазные сооружения и проч.) не происходить фазовых превращений, приток равен расходу жидкости, подаваемой в аппарат, а сток – расходу жидкости, отводимой из аппарата. В технологических процессах, сопровождающихся изменением фазового состояния вещества, уровень является характеристикой не только гидравлических, но тепловых и массообменных процессов, а приток и сток учитывают фазовые превращения (испарение, конденсацию и проч.)
Изменение уровня L в аппарате с постоянной по высоте площадью поперечного сечения А в общем случае можно представить уравнением:
 , | (6) |
где Fвх и Fвых – приток и сток вещества соответственно с учетом химических и фазовых превращений.
В зависимости от требуемой точности поддержания уровня применяют один из двух способов регулирования:
1) позиционное регулирование, при котором уровень в аппарате поддерживается в заданных, достаточно широких пределах 
;
2) непрерывное регулирование, при котором обеспечивается стабилизация уровня на заданном значении L=Lзд.
Регулирование уровня применяют для автоматизации водонапорных, подпиточных, расширительных и других баков и резервуаров, а также для сигнализации переполнения или опорожнения емкостей.
Системы позиционного регулирования уровнем чаще всего устанавливают на сборниках жидкости (например, башенных водокачек) или на промежуточных емкостях (например, в резервуарах водоотливных насосных станций). Пример схемы позиционного регулирования уровня жидкости в аппарате показан на рис. 41. При достижении уровнем верхнего предельного значения поток автоматически переключается на резервную емкость: регулятор закрывает регулирующий клапан 3 и открывает клапан 4.
При отсутствии фазовых превращений в аппарате непрерывное регулирование уровня осуществляют одним из трех способов:
— изменением расхода жидкости на входе в аппарат (регулирование «на притоке», рис. 42–а);
— изменением расхода жидкости на выходе из аппарата (регулирование «на стоке», рис. 42–б);
— каскадным регулированием соотношения расходов жидкости на входе в аппарат и выходе из него, с коррекцией по уровню (рис. 42–в).
В случаях, когда процессы в аппарате сопровождаются фазовыми превращениями, уровень можно регулировать изменением подачи теплоносителя. В таких аппаратах уровень взаимосвязан с другими параметрами (например, давлением), поэтому выбор способа регулирования в каждом конкретном случае должен выполняться с учетом основных контуров регулирования. Особенно высокие требования предъявляются к точности регулирования уровня в теплообменных аппаратах, в которых уровень жидкости существенно влияет на тепловые процессы: например, в паровых теплообменниках уровень конденсата определяет фактическую поверхность теплообмена.
Особое место в системах регулирования уровня занимают САУ аппаратов с кипящим (псевдосжиженным) слоем сыпучего зернистого материала. Устойчивое поддержание уровня в сушилках кипящего слоя при сушке осадков сточных вод возможно в достаточно узких пределах соотношения расхода газа и массы слоя. При значительных колебаниях расхода газа или расхода зернистого материала наступает режим уноса слоя или его оседания. Поэтому к точности регулирования уровня кипящего слоя предъявляют особо высокие требования. В качестве управляющих воздействий используют расход зернистого материала осадка на входе или выходе из аппарата (рис. 43–а), или расход газа на ожижение слоя (рис. 43–б).
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Регулирование — уровень — жидкость
Регулирование уровня жидкостей , находящихся под высоким давлением ( например, в сепараторах, установках для жидкофаз-ного и парофазного гидрирования и др.), до последнего времени осуществляли при помощи поплавковых устройств или приборов, действие которых основано на барботировании газа. Однако как те, так и другие приборы недостаточно надежны в эксплуатации и часто выходят из строя; это вызывает перебои в технологическом процессе и не дает возможности автоматизировать управление производством. [2]
Регулирование уровня жидкости в колонне хлорирования производят радиоизотопным регулятором уровня 4, который воздействует на регулирующий клапан 5, установленный на линии возврата хлорированного масла в колонну VI. При уменьшении уровня жидкости в колонне количество возвращающегося масла увеличивается, а при увеличении уровня-уменьшается. [3]
Регулирование уровня жидкости в карбонизационных колоннах в сборнике ПГКЛ-1 производится путем изменения подачи жидкости в эти аппараты. [4]
Для регулирования уровня жидкости в резервуаре используются струйные системы непрерывного и дискретного действия. Система регулирования уровня жидкости может размещаться как снаружи, так и внутри резервуара. В последнем случае следует учитывать, что перетекание жидкости из резервуара в перепускную трубу может вызвать засорение системы. [6]
Вследствие регулирования уровня жидкости в сепараторе создается гидравлический затвор и обеспечивается надежное разделение по газовой фазе между узлом дистилляции I ступени ( давление 17 кгс. Регулятор уровня состоит из датчика типа РУМ-2 с пневмовыходом на вторичный регистрирующий прибор типа ЗРЛ-29В, регулятора типа 4РБ — 32А и регулирующего клапана, который изменяет количество раствора мочевины, выходящего из сепаратора. [7]
Для регулирования уровня жидкости применяются пропорциональные регуляторы типа ПР-7 и РУКЦ. Настройка их не представляет затруднений. К системе предъявляется только одно требование — устойчивость. Это требование удовлетворяется выбором достаточно малого значения коэффициента усиления регулятора. Величина остаточного отклонения регулируемой величины во внимание не принимается. Поэтому объекты без самовыравнивания из дальнейшего рассмотрения исключаются. [8]
Для регулирования уровня жидкости в аппаратах, работающих как под атмосферным, так и под избыточным давлением, находит применение преобразователь ПР-7, рассмотренный в главе VIII ( ем. [9]
Для регулирования уровня жидкости объекта на заданной высоте применяется радиоактивное просвечивание объекта. Блок счетчиков прибора и контейнер с радиоактивным источником устанавливаются на противоположных сторонах объекта на требуемой высоте регулирования уровня жидкости. Принцип работы прибора основан на том, что интенсивность потока гамма-лучей, попадающего на счетчики, зависит от плотности среды, сквозь которую они проникают. [10]
Для регулирования уровня жидкости уровня раздела двух жидкостей с различными плотностями находят широкое применение регуляторы РУКЦ-ШК, РУВЦ-ШК и РУГЦ-ШК. По принципу действия, техническим характеристикам и по устройству они аналогич-ны и отличаются друг от друга лишь некоторыми конструктивными особенностями. [11]
Система регулирования уровня жидкости рациональна и работоспособна. [12]
Объект регулирования уровня жидкости всегда следует рассматривать как двухъемкостной, так как резервуар непосредственно соединен с датчиком. [13]
При регулировании уровня жидкости в сосуде емкость сосуда по количеству жидкости в нем равна произведению глубины на площадь поперечного сечения. Если уровень жидкости является параметром регулирования, то величина поперечного сечения сосуда является коэффициентом емкости. Различают одно-и многоемкостные объекты, емкость на стороне подачи и на стороне потребления. Примером одноемкостного объекта может служить сосуд, в котором регулируется уровень жидкости. Два сосуда, соединенные короткой трубой, при подаче жидкости в первый сосуд и стоке ее из второго представляют собой двухъ-емкостный объект. Некоторые объекты обладают столь малой емкостью, что практически их считают безъемкостными. Примером такого объекта является короткий участок трубы, в котором регулируется расход или давление. [14]
При регулировании уровня жидкости по схеме, приведенной на рис. 1 — 14, значение параметра h определялось по крличеству жидкости в резервуаре, а постоянная времени резервуара — по его емкости V и номинальной пропускной способности F. При оснащении установки контрольно-измерительными приборами не обязательно иметь датчик уровня жидкости, диапазон измерения которого соответствовал бы изменению уровня жидкости во всем объеме резервуара. [15]
Источник
