matlab管式加热炉温度控制系统仿真设计(2)

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1. 管式加热炉概述

1.1.使用管式加热炉的意义

管式加热炉在石油提炼，石油化工，煤化工，焦油，原油运输等工业过程加热炉由和易燃，易爆物质，恶劣的操作使用时，在管内流动介质加热该材料的气体或液体的条件下，还因为经营的周期长且需要不间断运行，直接受火的加热方式。管式加热炉的排气温度可以降低至约100℃，以实现烟气的含酸的水蒸汽凝结，并在同一时间烟气温度的显热回收，可以回收含有汽化的酸性水蒸汽潜热部分，还提高加热炉效率，达到节能的目的。

1.2 管式加热炉的基本构造

管式加热炉的一般构造是：辐射室、余热回收系统、对流室、燃烧器和通风系统等五部分列如图1所示。

辐射室：通过不同的加热方式进行辐射传热。这部分直接受火焰加热，温度很高（600-1600℃），是热交换的重要场所（约占热负荷的70-80%）。

余热回收系统：用于回收加热炉排出的气体的剩余热量。最主要有两种方法：空气预热、废热锅炉等。

对流室：利用从辐射室出来的烟气采用对流的方式进行传热。

燃烧器：是使燃料雾化与空气尽可能的接触，让燃料充分燃烧并发热，燃烧器有燃油、然气或混合燃料三种。

通风系统：将燃烧时需要的空气导入燃烧器，并且排除燃烧后的废气，一般有两种方式：自然通风和强制通风。

根据工业工艺的要求，管式加热炉的目的是将出口处的温度保持在一定的误差范围内。但由于管式加热炉的耦合、滞后性强的特点。因此为达到温度恒定的目的。我们需要通过实时的调节一些可控的的变量，并且通过反馈的方式使管式加热炉可以进行温度的自动控制。并且能够根据环境的改变客服一些外界的扰动。

2. 管式加热炉温度控制系统工作原理及控制要求

2.1 管式加热炉温度控制系统工作原理

图2显示的是管式加热炉的工作原理，管式加热炉的主要用途是把需要加热的原料加热到一定温度，进而使得下一步的工作得到保障。燃料油气化后或燃料气通过在炉膛内燃烧并影响管内温度，原料流过管道时便被加热到需要的温度。燃料的出口处会有一个调节阀来调节燃料的剂量，可以通过这个调节阀来对燃料的量进行控制。从而间接的控制原料出口温度。