CN213435054U - 一种嵌入式电除尘运行优化*** - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有技术中未考虑锅炉中煤的燃烧率问题的弊端，提供一种嵌入式电除尘运行优化***，属于电除尘技术领域，包括嵌入式优化***、电除尘器控制装置和锅炉检测装置，所述嵌入式优化***分别和电除尘器控制装置和锅炉检测装置通讯连接；所述电除尘器控制装置包括粉尘排放检测装置、一氧化碳浓度检测装置、高压直流电源控制装置和除尘振打控制装置；所述嵌入式优化***，读取来自电除尘器控制***的检测信息和锅炉检测***的检测信息，通过运行设计指标、历史运行记录、锅炉所燃烧的煤炭的物理特性，结合电除尘***实时运行数据，通过电除尘器控制***动态闭环控制电除尘器的高压直流电源的输出功率。

Description

一种嵌入式电除尘运行优化***

技术领域

本实用新型属于电除尘技术领域，具体涉及一种嵌入式电除尘运行优化***。

背景技术

电除尘器是治理粉尘的主要途径，包括干式电除尘器、湿式电除器等等。电除尘器主要通过工频高压直流电源或高频高压直流电源所产生的高压静电来起到收尘的目的。高压直流电源是电除尘器中的主体电气设备，它为电除尘器正常工作提供了能量。在一定范围内，高压直流电源的输出功率在和电除尘器的除尘效率成正比， 即其输出功率越高，电除尘器的除尘效率也越高， 直到电除尘器的除尘效率达到最大值，之后，高压电源的输出功率的提升将不能提高电除尘器的除尘效率。锅炉是火力发电厂的重要设备，其负荷即表征了发电厂当前发电量的功率的大小。锅炉燃烧后的灰尘进入了电除尘器，锅炉负荷越大，其排放出的灰尘也越大，电除尘器的负担也越重。电除尘器属于高耗能设备，在不降低除尘效率的前提下优化电除尘器运行***，达到降低能耗的目的具有极高的经济价值和社会价值，如专利申请号为CN201710317109.1，专利名称为电除尘***性能评估及运行优化***的发明专利，包括状态评估***、在线模拟***和运行优化***，采集电除尘***多个关键***数据，准确掌握电除尘***实时运行状态，通过数据算法对电除尘***运行数据进行分析，对设施的投运率、运行效率和能量效率等重要指标进行评估；通过***建模，建立电除尘***的全流程计算机仿真模型，应用电除尘***内在的物理规律和性能约束条件，进行模型优化求解，确定动态优化参数，得出综合考虑经济性能和环保性能的最优控制策略。

但是上述方案中没有考虑到锅炉中煤的煤燃烧率问题，燃烧过程中不可能完全燃烧，燃烧率越低，产生的粉尘会越多，且会产生一氧化碳等易燃易爆物体，在电除尘器的高压电场浓度达到一定要求会引起***的发生。

发明内容

本实用新型针对现有技术中未考虑锅炉中煤的燃烧率问题的弊端，提供一种嵌入式电除尘运行优化***，该实用新型实时监测锅炉的燃烧率和负荷，增加了优化***动态调整电除尘器高压电场功率输出的提前量，提高了优化***调整的及时性和准确度。且增加了一氧化碳浓度检测和保护措施，保证了设备的安全运行。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种嵌入式电除尘运行优化***，包括嵌入式优化***、电除尘器控制装置和锅炉检测装置，所述嵌入式优化***分别和电除尘器控制装置和锅炉检测装置通讯连接；所述电除尘器控制装置包括粉尘排放检测装置、一氧化碳浓度检测装置、高压直流电源控制装置和除尘振打控制装置，所述粉尘排放检测装置设置于电除尘器的出口位置，所述一氧化碳浓度检测装置设置于电除尘器内；所述锅炉检测***包括锅炉负荷检测装置和锅炉燃烧率检测装置；所述嵌入式优化***，读取来自电除尘器控制装置的检测信息和锅炉检测装置的检测信息，通过运行设计指标、历史运行记录、锅炉所燃烧的煤炭的物理特性，结合电除尘***实时运行数据，通过电除尘器控制装置动态闭环控制电除尘器的高压直流电源的输出功率。

上述方案中，嵌入式***由硬件和软件组成．是能够独立进行运作的器件。以应用为中知心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用***对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机***。

电除尘器控制装置和锅炉检测装置将检测到的实时数据传输给嵌入式优化***进行实时监测和计算，运行过程中和嵌入式优化***中的初始设定值进行比较计算，将计算指令发送给电除尘器控制装置，动态的调整高压直流电源的输出功率，使电除尘器在满足用户设定的除尘要求的情况下，所消耗的能量最低。煤炭的不完全燃烧会导致一氧化碳的产生，一氧化碳是易燃易爆气体，在高压电场中达到一定浓度的话，如果再遇到电火花很容易发生***，一氧化碳浓度检测装置实时检测高压电场内的一氧化碳浓度，并实时传输给嵌入式优化***，嵌入式优化***根据一氧化碳浓度初始值判断高压电场中的一氧化碳浓度是否超过，正常值，如果超过正常值，则高压电场停止输出高压电源，以保护设备的安全。

作为优选，所述通讯连接包括RS485/RS232通讯连接、MODBUS/TCP通讯连接和OPC通讯连接。OPC是OLE for Process Control的缩写，OPC技术是指为了给工业控制***应用程序之间的通信建立一个接口标准，在工业控制设备与控制软件之间建立统一的数据存取规范。它给工业控制领域提供了一种标准数据访问机制，将硬件与应用软件有效地分离开来，是一套与厂商无关的软件数据交换标准接口和规程，主要解决过程控制***与其数据源的数据交换问题，可以在各个应用之间提供透明的数据访问。多种通讯连接方式可根据现场实际要求和现场情况自由选择通讯方式。

作为优选，所述高压直流电源控制装置控制电除尘器内的高压电源的功率输出。在一定范围内，高压直流电源的输出功率在和电除尘器的除尘效率成正比， 即其输出功率越高，电除尘器的除尘效率也越高，直到电除尘器的除尘效率达到最大值，之后，高压电源的输出功率的提升将不能提高电除尘器的除尘效率。

作为优选，所述除尘振打控制装置控制除尘振打电机的运行周期和运行持续时间。火电厂使用的电除器，无一不是采用振打方式清灰。振打周期对除尘效率的影响在于清灰时能否使脱落的尘块直接落入灰斗。振打周期过长、极板积灰过厚，将降低带电粉尘在极板上的导电性能，降低除尘效率；振打周期过短，粉尘会分散成碎粉落下，引起较大的二次扬尘，即沉积在电除尘器收尘极上的粉尘再次被气流带出除尘器，尤其是末极电场的二次扬尘会大大降低电除尘器的效率。

作为优选，所述高压直流电源控制装置和除尘振打控制装置配合工作，当除尘振打控制装置控制除尘振打电机工作时，高压直流电源控制装置同步控制高压直流电源降低输出功率。高压直流电源会在电除尘器的阴极和阳极之间形成高压静电电场，该电场使灰分吸附在阳极板上。 当灰分堆积到一定厚度时，通过振打电机的敲击使灰掉落，从而达到除灰的目的。电除尘通过高压静电电场来除尘，但高压静电电场的存在又阻碍了振打清灰的效果，使灰不容易掉落。降低高压直流电源输出可以降低高压静电电场的电场力，使灰更容易被敲落。

作为优选，所述嵌入式优化***包括嵌入式计算机，在所述嵌入式计算机上运行可视化人机交互***。人机交互***可以方便用户直接在交互界面上设定或修改嵌入式电除尘运行优化***的初始运行参数，并直观的看到各设备在运行过程中的参数变化。方便用户的使用和设备的维护。

作为优选，所述电除尘器控制装置为PLC或以单片机为核心的控制器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：嵌入式***更加可靠，功耗更低，功能扩展性更好；增加了锅炉燃烧率和锅炉负荷的检测反馈来计算高压直流电场的输出功率，更加精确及时的调整高压直流电源的输出功率；电除尘器高压电场内的一氧化碳浓度检测，保证了设备运行的安全性；在除尘振打电机运行时降低相应高压直流电源的输出功率可以提高振打电机的清灰效果。

附图说明

图1为本实用新型的***结构框图；

图2为本实用新型电除尘控制逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图所表示的实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1

如图1、图2所示，一种嵌入式电除尘运行优化***，包括嵌入式优化***、电除尘器控制装置和锅炉检测装置，所述嵌入式优化***分别和电除尘器控制装置和锅炉检测装置通讯连接；通讯连接包括RS485/RS232通讯连接、MODBUS/TCP通讯连接和OPC通讯连接。所述电除尘器控制装置电除尘器控制装置为PLC或以单片机为核心的控制器，电除尘器控制装置包括粉尘排放检测装置、一氧化碳浓度检测装置、高压直流电源控制装置和除尘振打控制装置，高压直流电源控制装置控制电除尘器内的高压电源的功率输出，除尘振打控制装置控制除尘振打电机的运行周期和运行持续时间。高压直流电源控制装置和除尘振打控制装置配合工作，当除尘振打控制装置控制除尘振打电机工作时，高压直流电源控制装置同步控制高压直流电源降低输出功率。所述粉尘排放检测装置设置于电除尘器的出口位置，所述一氧化碳浓度检测装置设置于电除尘器内；所述锅炉检测***包括锅炉负荷检测装置和锅炉燃烧率检测装置；所述嵌入式优化***，包括嵌入式计算机，在所述嵌入式计算机上运行可视化人机交互***。该嵌入式优化***读取来自电除尘器控制装置的检测信息和锅炉检测装置的检测信息，通过运行设计指标、历史运行记录、锅炉所燃烧的煤炭的物理特性，结合电除尘***实时运行数据，通过电除尘器控制装置动态闭环控制电除尘器的高压直流电源的输出功率。

该嵌入式电除尘运行优化***运行前，需要在嵌入式计算机上的可视化人机交互***里设定初始运行参数，可视化人机交互***一般为触摸屏。初始运行参数包括锅炉所用煤的类别、煤的灰分含量、高压直流电源输出功率的上/下限值、高压直流电源输出功率的初始值、锅炉计划负荷、电除尘器的目标除尘效率、电除尘器排放口的粉尘排放目标值以及除尘振打电机的运行周期和运行持续时间。当这些参数设定好，启动电除尘运行优化***，通过锅炉检测装置检测到的实时锅炉负荷和锅炉燃烧率，嵌入式优化***通过计算调节电除尘器的高压直流电源的输出功率，当粉尘通过电除尘器的高压电场后，在电除尘器的出口排出经过除尘处理的空气，并通过粉尘排放检测装置检测这些空气中的粉尘排放值，将粉尘排放值传输给嵌入式优化***和初始设定的粉尘排放值进行比较计算，如果粉尘排放值比设定值小，则维持高压直流电源的输出功率不变，如果检测到的粉尘排放值比设定值大，则嵌入式优化***发出指令给电除尘器控制装置控制高压直流电源的输出功率线性提高，直到检测到的粉尘排放值小于设定值。如此动态闭环控制，可以尽可能的降低电除尘器的运行能耗。电除尘器运行过程中，嵌入式优化***通过一氧化碳浓度检测装置实时检测电除尘器高压电场内的一氧化碳浓度，当一氧化碳浓度超过设定值时，电除尘器停止输出高压直流电源，以保护设备的安全。除尘振打电机通过嵌入式优化***设定的运行周期和运行时间执行振打工作，运行周期可以是固定的时间周期，也可以是满足特定条件后的执行周期，特定条件可以是锅炉负荷小于设定值或电除尘器的粉尘排放值小于设定值，除尘振打电机启动，为了提高除尘振打电机的清灰效果，嵌入式优化***会在除尘振打电机运行时通过高压直流电源控制装置降低高压直流电源的输出功率。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种嵌入式电除尘运行优化***，其特征在于包括嵌入式优化***、电除尘器控制装置和锅炉检测装置，所述嵌入式优化***分别和电除尘器控制装置和锅炉检测装置通讯连接；所述电除尘器控制装置包括粉尘排放检测装置、一氧化碳浓度检测装置、高压直流电源控制装置和除尘振打控制装置，所述粉尘排放检测装置设置于电除尘器的出口位置，所述一氧化碳浓度检测装置设置于电除尘器内；所述锅炉检测***包括锅炉负荷检测装置和锅炉燃烧率检测装置；所述嵌入式优化***，读取来自电除尘器控制装置的检测信息和锅炉检测装置的检测信息，通过运行设计指标、历史运行记录、锅炉所燃烧的煤炭的物理特性，结合电除尘***实时运行数据，通过电除尘器控制装置动态闭环控制电除尘器的高压直流电源的输出功率。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式电除尘运行优化***，其特征在于，所述通讯连接包括RS485/RS232通讯连接、MODBUS/TCP通讯连接和OPC通讯连接。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式电除尘运行优化***，其特征在于，所述高压直流电源控制装置控制电除尘器内的高压电源的功率输出。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式电除尘运行优化***，其特征在于，所述除尘振打控制装置控制除尘振打电机的运行周期和运行持续时间。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种嵌入式电除尘运行优化***，其特征在于，所述高压直流电源控制装置和除尘振打控制装置配合工作，当除尘振打控制装置控制除尘振打电机工作时，高压直流电源控制装置同步控制高压直流电源降低输出功率。

6.根据权利要求1所述的一种嵌入式电除尘运行优化***，其特征在于，所述嵌入式优化***包括嵌入式计算机，在所述嵌入式计算机上运行可视化人机交互***。

7.根据权利要求1所述的一种嵌入式电除尘运行优化***，其特征在于，所述电除尘器控制装置为PLC或以单片机为核心的控制器。

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