化工單元控制及仿真操作（簡體書）

《化工單元控制及仿真操作》介紹了常用化工自動化基礎中單回路控制系統、各種復雜控制系統、DCS系統，仿真的基本概念、系統仿真技術的應用、仿真培訓系統學員站的使用方法和仿DCS系統的操作方法。重點介紹了化工單元操作系統的仿真培訓使用方法，包括離心泵、換熱器、加熱爐、精餾塔、吸收解吸、壓縮機（單級透平離心式壓縮機以及二氧化碳壓縮機）共七個單元。為配合職業教育和在職培訓，各培訓單元都是按照操作原理（過程原理、流程及控制系統）、設備、正常操作指標、冷態開車步驟以及其他控制方式進行編寫，并配有帶控制點的工藝流程圖、仿DCS圖、仿現場圖。《化工單元控制及仿真操作》具有較強的實用性，符合培訓實際情況。
《化工單元控制及仿真操作》可作為高職高專、中專、技校化工類專業學生和在職培訓的化工廠操作工的實訓教材，也可作為儀表及自動控制類專業學生培訓參考書。

從使用北京東方仿真軟件技術有限公司化工單元實習軟件以後，各院校一直致力于化工仿真操作課程的改革和實踐，由最初的集中實訓改為分散實訓，由原有作為化工原理課程的實訓環節改為獨立的一門實訓課程。
通過幾年的教學實踐，我們認為學生經過化工單元仿真學習應達到以下要求：
（1）能夠完成各個仿真單元的開車、運行、停車操作及事故處理；
（2）能夠識別和繪制各個仿真單元帶控制點的工藝流程圖；
（3）能夠清楚各個仿真單元關鍵工藝指標，理解工藝流程中各個設備的作用、操作原理；
（4）能夠理解各個仿真單元關鍵工藝指標影響因素，掌握各個控制回路的控制目的及控制過程。
要完成以上教學目標，必須以化工原理、化工儀表及自動化、化工制圖等課程為先導，在仿真教學中加強理論講解，注重根據過程原理來分析控制系統，本書正是基于此編寫而成的。
本書中1主要是介紹化工自動化基礎，了解單回路控制系統、各種復雜控制系統以及DCS系統；2為仿真操作用戶手冊及不同廠家的DCS操作方式介紹；3～8分別介紹了離心泵、換熱器、加熱爐、精餾塔、吸收解吸、壓縮機（單級透平離心式壓縮機以及二氧化碳壓縮機）共七個典型的單元操作，每個單元都是按照操作原理（過程原理、流程及控制系統）、設備、正常操作指標、冷態開車步驟以及其他控制方式進行編寫。關于每個單元的故障和停車本教材中未進行說明。
在該課程實施過程中，應先上1～2課時理論課，講清楚原理、流程、設備作用，尤其是各個控制系統，并要求學生會識別和繪制帶控制點的流程圖，隨後進行上機練習，練習過程中應再上1～2課時理論課分析操作過程的問題。上述教學過程在我校仿真教學中被證實是相當有效的。
本書由尹兆明、趙建章主編。參加編寫的人員有新疆工業高等專科學校化學工程系的尹兆明（1、6）、李培（3）、楊智勇（4）、蔡香麗（5）、陳爽（7）、趙建章（8），北京東方仿真軟件技術有限公司的楊杰（2），北京東方仿真軟件技術有限公司的尉明春擔任主審。
由于編者水平有限，本書不妥之處在所難免，在此懇請廣大讀者和同行不吝賜教，以期再版時得以改正。
編者
2011年12月

1 化工自動化基礎
1.1 化工過程概述
1.1.1 化工過程
1.1.2 化工過程特點
1.2 化工控制基礎
1.2.1 液位控制
1.2.2 自動控制系統表達
1.2.3 化工控制流程圖的表達
1.3 復雜控制系統
1.3.1 液位精確控制
1.3.2 壓力控制
1.3.3 溫度控制
1.3.4 流量控制
1.4 DCS系統
1.4.1 DDC系統
1.4.2 DCS的產生過程
1.4.3 DCS發展歷程
1.4.4 DCS的特點和優點
1.4.5 DCS的體系結構
1.5 化工操作注意事項

2 化工仿真技術及仿真操作軟件
2.1 認識化工仿真技術
2.1.1 仿真技術
2.1.2 仿真技術的應用
2.1.3 仿真實訓的一般方法
2.1.4 化工仿真實訓系統的組成
2.2 學習化工單元實習仿真培訓系統的使用方法
2.2.1 仿真培訓系統學員站的啟動
2.2.2 培訓參數的選擇
2.2.3 認識教學系統畫面及菜單功能
2.2.4 認識操作質量評價系統
2.2.5 仿真培訓系統的正常退出
2.3 不同廠家的DCS操作方式介紹
2.3.1 通用DCS2005版
2.3.2 TDC3000系統
2.3.3 通用DCS2010版
2.4 認識專用操作鍵盤
2.4.1 TDC3000專用鍵盤
2.4.2 CS3000鍵盤
2.4.3 I/A專用鍵盤

3 離心泵操作技術
3.1 離心泵操作原理
3.1.1 離心泵的結構與工作原理
3.1.2 本實訓單元的工藝流程
3.1.3 離心泵操作注意事項
3.1.4 離心泵的控制
3.2 設備一覽
3.3 正常操作指標
3.4 仿真界面
3.5 開車步驟
3.6 離心泵的其他控制方式
3.6.1 旁路調節
3.6.2 變頻調節

4 換熱器操作技術
4.1 換熱器操作原理
4.1.1 換熱器操作任務
4.1.2 換熱器工作原理
4.1.3 換熱器結構
4.1.4 本實訓單元的工藝流程
4.1.5 換熱器操作注意事項
4.1.6 換熱器的控制
4.2 設備一覽
4.3 正常操作指標
4.4 仿真界面
4.5 冷態開車步驟
4.6 換熱器的其他控制方式
4.6.1 調節載熱體的流量
4.6.2 調節傳熱平均溫差
4.6.3 調節換熱面積

5 管式加熱爐操作技術
5.1 管式加熱爐操作原理
5.1.1 管式加熱爐操作任務
5.1.2 加熱爐結構
5.1.3 管式加熱爐燃料燃燒過程與加熱原理
5.1.4 本實訓單元的工藝流程
5.1.5 管式加熱爐操作注意事項
5.1.6 管式加熱爐的控制
5.2 設備一覽
5.3 正常操作指標
5.4 本單元儀表一覽表
5.5 仿真界面
5.6 冷態開車
5.7 管式加熱爐的控制與聯鎖系統
5.7.1 串級控制系統
5.7.2 安全聯鎖系統

6 精餾裝置操作技術
6.1 精餾操作原理
6.1.1 精餾操作任務
6.1.2 精餾工作原理
6.1.3 精餾塔結構
6.1.4 本實訓單元的工藝流程
6.1.5 精餾操作注意事項
6.1.6 精餾塔的控制
6.2 設備一覽
6.3 正常操作指標
6.4 本單元儀表一覽表
6.5 仿真界面
6.6 冷態開車
6.7 精餾塔的控制方式
6.7.1 物料平衡控制方案
6.7.2 能量平衡控制方案

7 吸收解吸裝置操作技術
7.1 吸收解吸裝置操作原理
7.1.1 吸收裝置操作任務
7.1.2 吸收解吸裝置工作原理
7.1.3 填料塔結構
7.1.4 本實訓單元的工藝流程
7.1.5 吸收解吸裝置的控制
7.2 設備一覽
7.3 正常操作指標
7.4 本單元儀表一覽表
7.5 仿真界面
7.6 冷態開車

8 離心式壓縮機操作技術
8.1 離心式壓縮機操作原理
8.1.1 離心式壓縮機操作任務
8.1.2 離心式壓縮機結構與工作原理
8.1.3 離心式壓縮機保護系統及附屬系統
8.1.4 離心式壓縮機的控制
8.1.5 離心式壓縮機喘振及防止措施
8.2 汽輪機
8.2.1 工作原理
8.2.2 分類
8.2.3 系統組成
8.3 單級透平離心式壓縮機
8.3.1 本實訓單元的工藝流程
8.3.2 壓縮機的控制
8.3.3 設備一覽
8.3.4 正常操作指標
8.3.5 本單元儀表一覽表
8.3.6 仿真界面
8.3.7 開車步驟
8.4 二氧化碳壓縮機
8.4.1 本實訓單元的工藝流程
8.4.2 壓縮機的控制
8.4.3 設備一覽
8.4.4 正常操作指標
8.4.5 工藝報警及聯鎖觸發值
8.4.6 仿真界面
8.4.7 開車步驟
參考文獻