工業(yè)電除塵裝置的節(jié)能優(yōu)化與控制器設(shè)計(jì)

【摘要】： 電除塵器是一種高效的工業(yè)煙氣治理設(shè)備,在冶金、水泥、電力等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,但其本身耗電量大,因此在保證除塵效率且滿足煙氣出口濃度的前提下,優(yōu)化電除塵器各電場(chǎng)的工作電壓,并且對(duì)工業(yè)電除塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制,使得設(shè)備總功耗最小有著重要意義。 電除塵器是通過(guò)在電暈線上施加脈動(dòng)直流負(fù)高壓,使電暈線和陽(yáng)極板之間產(chǎn)生電暈放電,并由陽(yáng)極板收集電子流吸附的粉塵以達(dá)到收塵的目的。本論文在結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料的基礎(chǔ)上研究了工業(yè)電除塵器裝置的節(jié)能優(yōu)化以及控制器的實(shí)現(xiàn)。在電除塵節(jié)能優(yōu)化方面,采用K-均值聚類算法全監(jiān)督RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了電除塵器出口粉塵濃度-供電電壓模型;以最小二乘法辨識(shí)電除塵器一次側(cè)電暈功率模型;并在此基礎(chǔ)上,以出口粉塵濃度滿足環(huán)保要求為限定,以電能消耗最小為目標(biāo),采用基本遺傳算法對(duì)電除塵器的高壓供電參數(shù)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。在控制器設(shè)計(jì)方面,研究了工業(yè)電除塵控制器的嵌入式軟硬件設(shè)計(jì),采用二折線控制方式實(shí)現(xiàn)了火花跟蹤控制,并在自動(dòng)模式下利用分區(qū)域調(diào)速算法能夠根據(jù)優(yōu)化的二次電壓設(shè)定值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,從而使工作電壓能穩(wěn)定工作在最優(yōu)工作點(diǎn),降低電能消耗,達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。 論文以唐山某鋼鐵廠的一臺(tái)一室三電場(chǎng)電除塵設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為依據(jù),仿真并結(jié)合實(shí)際驗(yàn)證,結(jié)果表明論文初步實(shí)現(xiàn)了電除塵器的節(jié)能優(yōu)化控制功能,能夠精確檢測(cè)火花并進(jìn)行火花跟蹤控制;而且建立的電除塵器出口粉塵濃度-供電電壓模型能反映電除塵器工作電壓與出口粉塵濃度之間的關(guān)系,根據(jù)基本遺傳算法優(yōu)化出的電除塵器最優(yōu)工作電壓,能滿足煙氣出口濃度,且其功耗要小于現(xiàn)場(chǎng)工作值,起到節(jié)能降耗的作用,為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作電壓提供了參考值。 【關(guān)鍵詞】：電除塵器 全監(jiān)督RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 遺傳算法 火花跟蹤 優(yōu)化控制
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：X701.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1 電除塵裝置工藝闡述11-16
• 1.1 電除塵器裝置11-13
• 1.1.1 電除塵器基本組成11-12
• 1.1.2 電除塵器的工作原理12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外電除塵節(jié)能優(yōu)化技術(shù)13-15
• 1.2.1 脈沖節(jié)能供電技術(shù)13
• 1.2.2 高頻開關(guān)電源的節(jié)能技術(shù)13-14
• 1.2.3 電袋復(fù)合式除塵技術(shù)14
• 1.2.4 智能動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制14-15
• 1.2.5 其他先進(jìn)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)15
• 1.3 本論文研究方向與內(nèi)容15-16
• 2 工業(yè)電除塵節(jié)能優(yōu)化控制總體設(shè)計(jì)16-24
• 2.1 優(yōu)化目標(biāo)16
• 2.2 電除塵器除塵效率理論研究16-22
• 2.2.1 電除塵器出口粉塵濃度數(shù)學(xué)模型17-20
• 2.2.2 電除塵器出口粉塵濃度RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型20-22
• 2.3 工業(yè)電除塵節(jié)能優(yōu)化控制總體設(shè)計(jì)22-24
• 3 電除塵供電電壓節(jié)能優(yōu)化24-46
• 3.1 電除塵器出口濃度-供電電壓模型24-33
• 3.1.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集24-25
• 3.1.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算25-31
• 3.1.3 RBF網(wǎng)絡(luò)模型仿真31-33
• 3.2 電除塵器電場(chǎng)供電能量的預(yù)測(cè)33-37
• 3.2.1 最小二乘的基本原理33-34
• 3.2.2 電場(chǎng)電流電壓關(guān)系確定34
• 3.2.3 仿真過(guò)程34-37
• 3.3 基于遺傳算法的供電電壓節(jié)能優(yōu)化37-46
• 3.3.1 遺傳算法37-42
• 3.3.2 供電電壓節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)42-43
• 3.3.3 優(yōu)化仿真43-46
• 4 電除塵控制器硬件設(shè)計(jì)46-59
• 4.1 高壓控制電路設(shè)計(jì)46-48
• 4.2 硬件設(shè)計(jì)48-59
• 4.2.1 模擬量輸入設(shè)計(jì)49-53
• 4.2.2 模擬量輸出設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.3 觸發(fā)脈沖輸出設(shè)計(jì)54-56
• 4.2.4 開關(guān)量輸入輸出設(shè)計(jì)56-57
• 4.2.5 電源設(shè)計(jì)57-59
• 5 電除塵控制器軟件設(shè)計(jì)59-67
• 5.1 軟件主程序設(shè)計(jì)59
• 5.2 程序初始化設(shè)計(jì)59-62
• 5.3 電除塵控制算法62-64
• 5.4 觸發(fā)脈沖輸出控制64-65
• 5.5 控制測(cè)試結(jié)果65-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 附錄 A 電除塵控制器實(shí)物圖71-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

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