JPS61110897A - 熱交換器の流量コントロール方式 - Google Patents

熱交換器の流量コントロール方式

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JPS61110897A
JPS61110897A JP23251684A JP23251684A JPS61110897A JP S61110897 A JPS61110897 A JP S61110897A JP 23251684 A JP23251684 A JP 23251684A JP 23251684 A JP23251684 A JP 23251684A JP S61110897 A JPS61110897 A JP S61110897A
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Japan
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flowing
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flow
flow path
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JP23251684A
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Makoto Okazaki
誠 岡崎
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、例えば加熱炉のような熱交換器の流器コン
トロール方式に関する。
[発明の技術的背景及びその問題点1 一般に、石油、石油化学関係のプラントにおいては、各
種蒸留塔や反応塔に対して供給する原料を加熱するため
に複数の流路を有する加熱炉のような熱交換器が用いら
れ、そのような熱交換器は第2図に示すような構成をと
る。つまり、熱交換器としての加熱炉1に対して複数本
の流路、例えば第1、第2、第3流路2a 、2b 、
2cが備えられ、この各流路2a、2b、2Cに対する
原料流量を調整する流器調整弁3a 、3b 、3cを
設けている。そして加熱炉1に於て熱交換され加熱され
た原料の各流路2a、2b、2cの出口温度が等しくな
るように制御するために、出口温度計4a 、4b 、
4cと合計流器調整計5からの情報を比較演算部6にお
いて処理し、各流分調整計7a、7b、7cに対して新
たな流量値情報を伝える。そして各流量調節計7a、7
b、7cに於ては各流路2a 、2b 、2cの流但計
8a、8b、8Cからの現在流量値と新たな流量値を比
較し、その差に応じて各流量調整弁3a 、3b 、3
cの開度を調節し、各流路2a 、2b 、2cを流れ
る原料の流量を制御し、出口温度が等しくなるように制
御する。
このような熱交換器のコントロール装置におけるコント
ロール方式としては、従来、第3図に示すようなものが
知られている。この第3図は、前記第2図に示したコン
トロール装置の比較演算部6の内部の様子を示すのであ
る。平均値演算部61では各出口温度計4a、4b、4
Cからの温度情報T+ 、T2、T3を平均し、゛出口
温度平均値〒を算出する。そしてこの出口温度平均〒は
減算部62a、b、cにおいて各流路の出口温度T1、
T2 、T3に対して減算される。続いて乗算部63a
、b、、cにおいて、定数発生部64からの定数Kが各
差値に乗じられ、積分部55a 、 b 、 cにおい
て積分される。上記乗算部63a 、 b 、 cにお
ける乗算は、サンプル周期発生部66からの信号により
間歇的に行なわれるものである。
各積分部55a 、b 、cからの出力は、加算部67
a、b、cに於て初期流量設定値と加算される。この初
期流量設定値は合計流量調節計5からの合計流量設定値
FTに各流路2a 、 b 、 cに対する配分比率初
期値RI+ 、RI2 、RI3を乗算器68a、b、
cに於て乗じて得られるものである。こうして、加算器
67a、b、cはサンプル周期ごとに各出口温度に応じ
た新たな流量設定値信号F’+ 、F2 、F3を流量
調節弁3a 、3b、3Cに与え、出口温度を一定とす
べく流分調節を行なうのである。
ところが、この様な従来の流量コントロール方式では、
合計流量の設定値が多少でも変更された場合には各流路
流量設定値を決める比率RI+ 、RI2、RI3に合
計流量の設定値FTを乗じた値の初期値から新たに各流
路2a 、 b 、 c間の温度差による修正動作を開
始し始めなければならない。そのために合計流量の設定
値変更に対しては流路間の温度差をOとするまでの復旧
時間が長くなるという問題があった。又、各流路の流量
を手動あるいは自動モードで個別に流量をコントロール
している状態から上記各流路間の温度差をOとする自動
コントロールモードに入った時にも、各流路の流r設定
値が予め定められた比率に合計流量の設定値を乗じた初
期値から制御が開始されるため、すでに初期値から大き
く開離しているような状態において自動コントロールモ
ードに入った場合に、各流路の流量設定値が現在の値よ
りも大きくステップ状に変化し、各流路の流量特性の違
いから合計流量に著しい外乱を与える可能性があるとい
った問題もあった。
[発明の目的] この発明は、この様な従来の問題に鑑みてなされたもの
であって、全流路の流量合計設定値の変化時の各流路間
の温度差が0となるまでの復旧時間の遅れを解消し、温
度差を○とするコントロールの実行開始時の乱れを解消
し、ざらに各流路間の流量を決定するための比率を逐時
修正してゆく事によって流量と温度差の両方を考慮する
事になり、各流路間の温度差をOとするまでの時間を短
くする事ができる熱交換器の流量コントロール方式を提
供するものである。
[発明の概要] この発明は、原料を複数の流路に分割して熱交換器に通
して加熱もしくは冷却し、各流路の出口温度を同一の値
にするための熱交換器の流量コントロール方式であって
、各流路の出口温度の平均値を求め、この各流路出口温
度と前記出口平均温度との差値に比例した値を、各流路
設定値合計に対して当該流路に配分する様に設定した前
回比率値に加算した結果を今回の新しい比率値とし、こ
の各流路に対する新しい比率値を各流路の流量設定値合
計に乗じた値を当該流路の流量設定値とし、各流路の流
量をコントロールする熱交換器の流】コントロール方式
を特徴とし、合計流量設定値が変更された場合であって
も、その合計流量設定値に対応して再び初期値を演算し
、その初期値から流量コントロールを始め直す必要をな
くし、変更後の合計流量設定値を直接演算に用い、各流
量の流量コントロールを迅速に行なえる様にするもので
ある。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図に基いて詳説する。第1
図はこの発明の一実施例のブロック図を示しており、前
記第2図に示した一般の加熱交換器の流量コントロール
装置における比較演算部6に適用されるものである。つ
まり、各出口温度計4814b、4Cからはそれぞれ出
口温度情報T1、I2、I3が入力され、合計流量調節
計5からは合計流&設定値FTが入力され、各流量調節
計7a、7b、7Cに新たな流量設定値F+ 、F2、
F3が出力される様になっている。
この比較演算部6の構成を詳しく説明すると、平均値演
算部71によって各流路からの出口温度情報Tf 、I
2 、I3の平均値〒が演算され、各減算部72a、b
、cにおいて各流路の出口温度との差値(T+ −〒)
が演算される。続いて乗算部73a、b、cにおいてそ
れぞれ定数発生部64からの定数にと乗算され、新たな
サンプル周期における流量比率の増分ΔRiが次式の様
に与えられる。
ΔRi  −K  (Ti  −〒) ・・・(1)Δ
R1:今回の大合流路の流口比率の増分に:定数 T1 :第1流路の出口温度 〒:全流路の出口温度の平均値 こうして乗算部73aSb、cからの流量比率の増分が
積分部75a、b、cに与えられる。そこで、積分部7
5a、b、cにおいては、サンプル周期発生部76によ
るサンプル周期ごとに積分が行なわれ、前回の流量比率
にこの増分を加え、今回の流量比率Riが算出される。
すなわら、Ri  (n ) −Ri  (n−1>+
ΔR1−(2)Ri(n):今回の比率 Ri(n−1):前回の比率 尚、ここで各流路2a 、 b 、 Cに対する初期流
量設定値を与えるための流量比率は各流1調節計7a 
、 b 、 Oがその中に備えているものとし、その値
はRIIRI2RI3とし、それぞれ予め設定されるも
のである。
こうして得られた各流路に対する流量比率Ri(n>は
、乗算部77a1b1cにおいて合計流量設定値FTと
乗算され、各流路に対する流量設定値F+ 、F2 、
F3が算出される。つまり、Fi−Fv−Ri  (n
、)−(3)の式で与えられるのである。
この時、上記(1)式におけるΔR1は、m二流路本数 であるから、各流路の比率設定値の初期値合計(RI+
 +RI2 +RI3 )を1にしておけば、制御中も
常に各流路の比率設定値の合計は1となり、各流路の合
計流量設定値を変化させる事なく、各流路間の温度差を
0とする流量コントロールが実現できるのである。
尚、上記実施例では、一定サンプル周期ごとに、いずれ
か一つの流路の出口温度に変化があった場合には、新た
な流量比率を算出して流量コントロールを逐−行なう様
にしたが、各流路の出口温度の変化に一定の幅をもたせ
、いずれか一つの流路がその温度範囲を越えて変化した
場合にだけ流口コントロールをする様にする事も可能で
ある。その場合には前記第1図における減算部72a、
b。
Cのあとに所定の範囲を定めるための比較器を置くだけ
でよい。
[発明の効果] この発明は、各流路の出口温度を平均値と比較してその
差値に対して一定の係数を乗じ、それを各流路に対する
設定流口の増分とし、前回の各流路の流量比率に対して
加算し、その加算値を新たな流量比率として合計流量設
定値に乗じた結果を各流路の流量設定値とするものであ
る。従って、合計流量設定値を変更した場合、通常は各
流路の熱効率に大ぎな変化が無いと考えられる事から各
流路の温度変化は同じ割合で起こり、結果として各流路
間の温度差は合計流路設定値の変更性の値を保持できる
ものであり、各流路ごとの流量比率の変動を小さく抑え
る事ができる。さらに、各流路の流量調節計を手動ある
いは自動モードで各々別個に調節しているモードから、
各流路間の温度差をOとする流器コントO−ルモードに
切り換えた時でも、各流路の比率の初期値を現在実際に
流れている量と合計流aとの比とする様にすれば、各流
路の流量設定値は極端な変化をする事がなく、大きな流
量比率の変化による合計流分の変動を抑える事ができる
特長がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を使用する流量コン゛トロール装置の
ブロック図、第2図は同上実施例を使用した流量コント
ロールを行なう熱交換器の系統図、第3図は従来例のブ
ロック図である。 1・・・加熱炉   2a 1b Sc・・・流路、3
a Sb 、 c 、・・・流量調整弁、4a 、 b
 、 c・・・温度計、 5・・・合計流量調整計、6
・・・比較演算部、 7a、bSc・・・流量調節計、
8a 、 b 、 c・・・流量計、  71・・・平
均値演算部、72a1b、c・・・減算部、 73a 、b 、c・・・乗算部、 74・・・定数発
生部、75a、b、c・・・積分部、 76・・・サンプル周期発生部、 77a 1b 、 c・・・乗算部。 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 原料を複数の流路に分割して熱交換器に通して加熱若し
    くは冷却し、各流路の出口温度を同一の値にするための
    熱交換器の流量コントロール方式であって、各流路の出
    口温度の平均値を求め、この各流路出口温度と前記出口
    平均温度との差値に比例した値を、各流路の流量設定値
    合計に対して当該流路に配分するように設定した前回の
    比率値に加算した結果を今回の新しい比率値とし、この
    各流路に対する新しい比率値を各流路の流量設定値合計
    に乗じた値を当該流路の流量設定値とし、各流路の流量
    をコントロールする熱交換器の流量コントロール方式。
JP23251684A 1984-11-06 1984-11-06 熱交換器の流量コントロール方式 Granted JPS61110897A (ja)

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JPH0150811B2 JPH0150811B2 (ja) 1989-10-31

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589920A (ja) * 1981-07-09 1983-01-20 サントル・ド・ルシエルシユ・メタリユルジク 改良された性質を有するコンクリ−ト用鋼補強材の製造法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589920A (ja) * 1981-07-09 1983-01-20 サントル・ド・ルシエルシユ・メタリユルジク 改良された性質を有するコンクリ−ト用鋼補強材の製造法

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