CN103752100A - 一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法，包括检测传感器、报警装置和控制装置，所述检测传感器包括探头和与探头连接的信号处理器，所述探头位于滤芯输出端出气口，所述控制装置为电磁控制阀，所述电磁控制阀连接喷吹气体输送管，并设置喷嘴。本发明设计合理，设备安全可靠，运行周期长，滤芯的再生性能高，对除尘器滤芯的积灰状况判断准确、迅速，可以适应于高温高压条件下工作，在实现自动检测喷吹后，除尘器过滤效率提高了10%以上，而且喷吹装置的智能利用，也极大降低了其磨损度，有效降低了设备成本，具有很好的推广和使用价值。

Description

一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法

技术领域

本发明属于喷吹除尘设备技术领域，特别涉及一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法。

背景技术

目前，我国的石油、天然气资源短缺，而太阳能、风能等高新清洁能源受地域、成本等多方面因素的影响，尚不能大范围推广，所以，煤炭在未来相当长时期内，仍将是我国最主要的一次能源。

然而煤炭转化利用过程中存在诸多问题与挑战，如综合利用效率低下、环境污染严重、水资源短缺及二氧化碳排放量大等，故而发展煤炭高效清洁利用技术，实现节能减排是我国能源产业发展的必然选择。

煤炭高效清洁利用技术的核心工艺之一，就是处理煤物质分解燃烧后产生了大量含尘气体。目前的干式除尘工艺中，以采用除尘布袋作为精除尘器最为常见，但是由于除尘布袋存在一个重要缺陷，即它能承受的正常工作温度往往较含尘气体温度低并且不易改造，所以对高温的含尘气体进行除尘过滤时，通常采用滤芯管式结构，此时便需要考虑对滤芯外表面吸附的大量颗粒粉尘进行清理，否则粉尘积累过多就会影响过滤质量。

目前对粉尘清理普遍使用的是反吹清灰技术，即用喷吹管实现逆向清灰，那么，反吹的时机以及时长就是技术人员需要解决的一个重要问题。如果反吹时间过早或过长，就会造成能源浪费以及设备的磨损加剧，如果反吹时间过晚或过短，又不利于及时有效地清理粉尘，达不到清灰效果，因此，亟需在除尘器滤芯清灰测控方面做出进一步改进和创新。

发明内容

本发明目的在于解决上述技术问题，提供一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法，它对除尘器滤芯的积灰状况判断准确、迅速，可以适应于高温高压条件下工作，有利于提高煤炭高效清洁利用效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种除尘器滤芯清灰测控装置，包括检测传感器、报警装置和控制装置，所述检测传感器包括探头和与探头连接的信号处理器，所述探头位于滤芯输出端出气口，所述报警装置输入端连接所述信号处理器输出端，所述报警装置输出端连接所述控制装置输入端。

所述信号处理器包括依次线接的信号放大电路与单片机处理器。

所述控制装置为电磁控制阀，所述电磁控制阀连接喷吹气体输送管，并设置喷嘴，所述喷嘴与除尘器滤芯接触并一一对应，所述喷吹气体输送管与高温增压气罐连通。

所述报警装置包括声光报警器与显示电路，所述声光报警器包括蜂鸣发声器与红外发光二极管，所述显示电路由四个共阴数码管组成。

所述探头为电化学反应装置，包括工作电极、参比电极与对电极。

一种除尘器滤芯清灰测控方法，包括如下步骤：

1）    将检测传感器的探头安装于除尘器出气口；

2）    探头所探知信号经信号放大电路进入单片机处理器，经分析比较后输出至报警装置；

3）    报警装置一方面根据单片机所设置的门限值判断是否进行声光报警，另一方面将检测结果输出至显示装置与控制装置；

4）    控制装置如果接收到报警信号，控制自身电磁控制阀打开，进而使喷吹气体从喷嘴喷出，喷吹过程开始；

5）    喷吹过程持续进行，直到探头检测信号恢复正常，报警状态消失，进而使控制电磁阀失电关闭为止。

在含尘煤气中，除了粉尘外还含有很多纯气体成分，包含大量的烷烃、硫化气体、一氧化碳和氢气等可燃性气体，并含有少量的氮气、氮化物、二氧化碳等不可燃气体，在经过清灰滤芯时，这些气体分子均不会被过滤，从而可以在出气口或出风口检测到较高的气体分子浓度，但如果滤芯被堵住时，出气口或出风口的气体分子浓度就会大大降低甚至不易被检测出，所以，根据这一原理，便可以针对煤气里含量较高的气体分子应用专门的浓度检测装置。

在除尘器进入稳定工作状态时，检测装置方可投入使用，此时的被测气体浓度趋于稳定饱和值，单片机记录下该稳定状态值，并将其作为基准值，同时可以设定基准值的10℅为门限值。随着滤芯进气端积灰，被测气体浓度会逐渐降低，当降低至门限值时，即向报警装置输出报警信号，被测气体浓度状态值在显示装置进行实时显示，以供操作人员查看。

在被测气体浓度低于门限值时，报警装置会使控制装置的电磁阀持续带电，这样就会使电磁控制阀处于常开状态，喷吹气体会从高温增压气罐，导出至喷吹气体输送管并从喷嘴喷出。随着清灰过程的持续进行，气体流动逐渐恢复通畅，出气口或出风口的被测气体浓度也会越来越高，当被测气体浓度逐渐升高并超过门限值时，报警信号中止，控制装置的电磁阀失电，进而使反吹通路关闭，反吹一周期结束。

本发明设计的灵敏度较高，实现了高温含尘气体清灰检测的准确判断，可以保证在除尘器工作温度提升时，自动及时地清除滤芯的长期积灰，提高了滤芯的使用寿命，并保证了清灰除尘的效率。本发明设计合理，设备安全可靠，运行周期长，滤芯的再生性能高，实现自动检测喷吹后，过滤效率提高了10%以上，而且喷吹装置的智能利用，也极大降低了其磨损度，有效降低了设备成本，具有很好的推广和使用价值。

说明书附图

下面结合附图对本发明进行进一步的说明：

图1是本发明实施例一的装置结构示意图；

图2是本发明实施例二的装置结构示意图；

图3是本发明的检测流程示意图。

具体实施例

实施例一

如图1、图2、图3所示，一种除尘器滤芯清灰测控装置，包括检测传感器、报警装置和控制装置，所述检测传感器包括探头1和与探头连接的信号处理器2，所述探头位于滤芯输出端出气口，所述报警装置输入端连接所述信号处理器输出端，所述报警装置输出端连接所述控制装置输入端。

所述信号处理器包括依次线接的信号放大电路与单片机处理器。

所述控制装置为电磁控制阀3，所述电磁控制阀连接喷吹气体输送管4，并设置喷嘴5，所述喷嘴与除尘器滤芯6接触并一一对应，所述喷吹气体输送管与高温增压气罐连通。

所述报警装置包括声光报警器与显示电路7，所述声光报警器包括蜂鸣发声器8与红外发光二极管9，所述显示电路由四个共阴数码管组成。

所述探头为电化学反应装置，包括工作电极、参比电极与对电极。

一种除尘器滤芯清灰测控方法，包括如下步骤：

1.       将检测传感器的探头安装于除尘器出气口；

2.       探头所探知信号经信号放大电路进入单片机处理器，经分析比较后输出至报警装置；

3.       报警装置一方面根据单片机所设置的门限值判断是否进行声光报警，另一方面将检测结果输出至显示装置与控制装置；

4.       控制装置如果接收到报警信号，控制自身电磁控制阀打开，进而使喷吹气体从喷嘴喷出，喷吹过程开始；

5.       喷吹过程持续进行，直到探头检测信号恢复正常，报警状态消失，进而使控制电磁阀失电关闭为止。

在本实施例中，被测气体选择一氧化碳，CO检测探头即电化学反应装置采用的是恒电位电解法原理，利用工作电极、参比电极与对电极进行检测。参比电极给工作电极提供稳定的电化学电位，其作用是确保对电极提供足够的电流并处于合适的电位，使其不随化学反应而变化，并保证最佳工作电极电位与最大的反应电流的线性关系。因而，参比电极的稳定电位很重要，它保证了工作电极的电位，保证了传感器稳定的灵敏度、较好的线性，减小了对干扰气体的反应。在工作电极和对电极上，对CO气体进行如下的氧化还原反应：

CO +H₂O→CO₂ +2H⁺+2e^—

O₂+4H⁺+4e^一→2H₂O

上述反应在工作电极和对电极上形成与CO浓度成正比的电子，由于CO探头在气体浓度较低时输出信号较小，因此要对信号进行放大。放大电路采用4个相互耦合的运算放大器组成，对信号进行调理，以减少漂移和误差，信号接下来送给单片机处理。

检测装置中的单片机可以采用89C51系列，放大电路信号引入其模拟量输入引脚，即AIN引脚，在除尘器进入稳定工作状态时，检测装置方可投入使用，此时的被测气体浓度趋于稳定饱和值，AIN引脚接收到放大电路传送过来的信号，记录下该信号的稳定状态值，并通过内部程序将该状态值作为初始基准值，同时可以设定基准值的10℅为门限值。随着滤芯进气端积灰，被测气体浓度会逐渐降低，当降低至门限值时，即向报警装置输出报警信号，其中，报警装置中的声光报警器连接单片机的P2. 6脚，通过中断程序控制，实现断续报警，当P2. 6输出为高电平‘1’时，蜂鸣器发声，红外发光二极管闪烁，当P2.6输出为低电平‘0’时，不报警；报警装置中的显示电路由四个共阴数码管组成，其中高一位数码管是遥控选择位，低三位数码管接人单片机P1.0~P1.7以及P2.0~P2.3脚，实时显示CO浓度值，以供操作人员查看。

在被测气体浓度低于门限值时，报警装置会使控制装置的电磁阀持续带电，这样就会使电磁控制阀处于常开状态，喷吹气体会从高温增压气罐，导出至喷吹气体输送管并从喷嘴喷出，喷吹气体一般选取空气。随着清灰过程的持续进行，气体流动逐渐恢复通畅，出气口或出风口的被测气体浓度也会越来越高，当被测气体浓度逐渐升高并超过门限值时，报警信号中止，控制装置的电磁阀失电，进而使反吹通路关闭，反吹一周期结束。

实施例二

一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法，与实施例一的区别在于：其中涉及设备中，所述除尘器出气口端安装离心风机10，所述检测传感器探头1安装于离心风机出风口。

实施例三

一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法，与实施例一的区别在于：所述检测传感器的被测气体为含尘煤气中的硫化氢H₂S，其原理区别在于，被测气体在敏感电极上氧化还原反应的不同，其方程式为：

硫化氢(H₂S)：H₂S+4H₂O→H₂SO₄+8 H⁺+8 e^—。

实施例四

一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法，与实施例一的区别在于：所述检测传感器的被测气体为含尘煤气中的氢H₂，其原理区别在于，被测气体在敏感电极上氧化还原反应的不同，其方程式为：

氢(H₂)：H₂→2 H⁺+2 e^—。

实施例五

一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法，与实施例一的区别在于：所述检测传感器的被测气体为含尘煤气中的二氧化硫SO₂，其原理区别在于，被测气体在敏感电极上氧化还原反应的不同，其方程式为：

二氧化硫(SO₂)：SO₂+2H₂O→H₂SO₄+2 H⁺+2 e^—。

实施例六

一种除尘器滤芯清灰测控装置及测控方法，与实施例一的区别在于：所述检测传感器的被测气体为含尘煤气中的一氧化氮NO，其原理区别在于，被测气体在敏感电极上氧化还原反应的不同，其方程式为：

一氧化氮(NO)：NO+2H₂O→HNO₃+3 H⁺+3 e^—。

本发明设计的灵敏度较高，实现了高温含尘气体清灰检测的准确判断，可以保证在除尘器工作温度提升时，自动及时地清除滤芯的长期积灰，提高了滤芯的使用寿命，并保证了清灰除尘的效率。本发明设计合理，设备安全可靠，运行周期长，滤芯的再生性能高，实现自动检测喷吹后，过滤效率提高了10%以上，而且喷吹装置的智能利用，也极大降低了其磨损度，有效降低了设备成本，具有很好的推广和使用价值。

Claims (6)

1.一种除尘器滤芯清灰测控装置，包括检测传感器、报警装置和控制装置，其特征在于：所述检测传感器包括探头和与探头连接的信号处理器，所述探头位于滤芯输出端出气口，所述报警装置输入端连接所述信号处理器输出端，所述报警装置输出端连接所述控制装置输入端。

2.如权利要求一所述的所述除尘器滤芯清灰测控装置，其特征在于：信号处理器包括依次线接的信号放大电路与单片机处理器。

3.如权利要求一所述的所述除尘器滤芯清灰测控装置，其特征在于：所述控制装置为电磁控制阀，所述电磁控制阀连接喷吹气体输送管，并设置喷嘴，所述喷嘴与除尘器滤芯接触并一一对应，所述喷吹气体输送管与高温增压气罐连通。

4.如权利要求一所述的所述除尘器滤芯清灰测控装置，其特征在于：所述报警装置包括声光报警器与显示电路，所述声光报警器包括蜂鸣发声器与红外发光二极管，所述显示电路由四个共阴数码管组成。

5.如权利要求一所述的所述除尘器滤芯清灰测控装置，其特征在于：所述探头为电化学反应装置，包括工作电极、参比电极与对电极。

6.一种除尘器滤芯清灰测控方法，包括如下步骤：

1）将检测传感器的探头安装于除尘器出气口；

2）探头所探知信号经信号放大电路进入单片机处理器，经分析比较后输出至报警装置；

3）报警装置一方面根据单片机所设置的门限值判断是否进行声光报警，另一方面将检测结果输出至显示装置与控制装置；

4）控制装置如果接收到报警信号，控制自身电磁控制阀打开，进而使喷吹气体从喷嘴喷出，喷吹过程开始；

5）喷吹过程持续进行，直到探头检测信号恢复正常，报警状态消失，进而使控制电磁阀失电关闭为止。

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