电除尘控制系统设计与节能算法研究

论文摘要

静电除尘器在减少工业粉尘的排放量、降低大气环境污染、保护生态环境和人体健康等方面发挥着重要作用。研究和设计静电除尘器供电参数的优化控制对提高静电除尘器的除尘效率具有重要意义。本文介绍了电除尘节能控制系统的构成及其功能,提出了基于DSP,ARM的双处理器架构的下位机方案和上位机监控软件设计方案。借助现代网络互联技术,使得各个电场的控制器通过以太网与上位机监控软件进行数据交互。双处理的应用增加了系统的实时性,加快了运算能力,同时,以太网技术使得原本孤立的处理器连接在网络上,为单电场和多电场优化提供了良好的平台。软件设计上,详细地论述了DSP电除尘控制软件设计的程序框架和步骤。具体包括可靠性设计,火花检测及其抑制,通信协议设计,故障和报警,电流控制算法设计,I/O的功能设计等。在理论研究的基础上,提出了高效除尘和节能控制策略,包括单电场和多电场的控制策略。在没有反电晕出现的情况下,可以采用最佳火花率控制,会取得较高的除尘效率。但当出现反电晕情况下,则需要把二次电流降低到Ⅵ曲线拐点处,并通过进化算法选择合适的充电比,达到节能的效果。多电场优化是把多电场作为一个系统考虑。振打功能优化是协调各个电场的振打时序,振打周期,并采用降功率振打技术来优化。在除尘器除尘能力盈余的情况下,引入浊度闭环,调整各电场之间的功率分配,达到节能的目的。把这些策略整合到DSP控制器中,使得电除尘器能够根据工况变化,实时的调整供电参数,使除尘器运行在最佳状态。工程实践表明,本文提出的节能控制策略能够适应高比电阻粉尘和低流速工况,在保证烟气排放符合规定标准的前提下,达到经济运行和节能降耗的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 电除尘原理
• 1.3 电除尘器应用
• 1.4 电除尘技术发展
• 1.5 课题研究的意义
• 1.6 本文所做的工作
• 第2章 电除尘节能控制系统总体方案
• 2.1 概述
• 2.2 电除尘节能系统的主要功能
• 2.2.1 数据显示,参数设定
• 2.2.2 专家系统故障诊断
• 2.2.3 参数的综合优化功能
• 2.2.4 其它功能
• 2.3 电除尘器节能控制系统构成
• 2.3.1 上位机设计
• 2.3.2 下位机设计
• 第3章 电除尘节能系统DSP软件设计
• 3.1 程序框架
• 3.2 数据测量与信号处理
• 3.3 可靠性设计
• 3.3.1 系统自检概述
• 3.3.2 RAM自检
• 3.3.3 Watchdog复位
• 3.3.4 FRAM自检
• 3.3.5 A/D自检
• 3.4 故障与报警
• 3.5 通信协议设计
• 3.6 火花检测与抑制
• 3.7 电流控制算法
• 3.7.1 目标电流的计算
• 3.7.2 电场模型
• 3.7.3 模型的在线建立
• 3.7.4 电流控制策略
• 3.7.5 极限的控制策略
• 3.8 Ⅵ曲线采集
• 3.9 I/O应用程序设计
• 3.9.1 DI功能
• 3.9.2 DO功能
• 3.9.3 AI功能
• 第4章 单电场优化控制策略
• 4.1 最大收尘效率控制
• 4.2 反电晕节能优化
• 4.2.1 反电晕形成机理
• 4.2.2 间歇供电的作用
• 4.2.3 反电晕控制模型
• 4.2.4 反电晕的辨识
• 4.2.5 抑制反电晕算法
• 第5章 多电场综合优化控制策略
• 5.1 振打优化
• 5.1.1 振打周期的确定
• 5.1.2 振打时序
• 5.1.3 降功率振打
• 5.2 浊度闭环控制
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 浊度节能分析
• 5.2.3 浊度闭环控制算法
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 附录
• 致谢