CN115430230A - 一种布袋除尘器进出口控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种布袋除尘器进出口控制方法，包括以下步骤：步骤一：数据采集端，通过安装在除尘器上的传感器获取运行数据信息，所采集的信息通过ModBus协议将数据传输到运算云平台端；步骤二：运算云平台端：获取的信息形成海量数据库储存在Hbase中，并且进行大数据分析和运算，并将优化运行方案及故障检测方案提交给平台端，步骤三：业务服务终端：通过各传感器所收集的数据信息给出导致数据异常的可能原因及相应的处理方案；除尘器的运行信息可通过数据数据采集端收集数据，利用运算云平台端进行分析，结合网络通讯技术可在业务服务终端上进行查看，缩短了层层汇报再层层决策拍板的管理周期，实现运维扁平化高效管理。

Description

一种布袋除尘器进出口控制方法

技术领域

本发明属于环保设备维护技术领域，具体涉及一种布袋除尘器进出口控制方法。

背景技术

近半个世纪以来，由于我国经济的高速发展，现代化工业，尤其是能源、原材料、重化工等工业更是突飞猛进，由此带来的能源消耗以及引发的环境污染问题也越来越引起人们的重视。而袋式除尘器作为具有高效除尘能力、控制颗粒物排放效果显著的大型除尘设备，具有净化效率高、处理烟气量大、维修工作任务少、布袋使用寿命长、运行可靠稳定等优点。但是通过对袋式除尘器的大量使用，人们发现，袋式除尘器在长时间使用后应用效果并不十分理想，出现运行阻力过大，能耗过高，维护任务繁重等问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种布袋除尘器进出口控制方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种布袋除尘器进出口控制方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集端，通过安装在除尘器上的传感器获取运行数据信息，所采集的信息通过ModBus协议将数据传输到运算云平台端；

步骤二：运算云平台端：获取的信息形成海量数据库储存在Hbase中，并且进行大数据分析和运算，并将优化运行方案及故障检测方案提交给平台端，

步骤三：业务服务终端：通过可视化界面对布袋除尘器运行过程中所出现的数据异常进行报警，并通过各传感器所收集的数据信息给出导致数据异常的可能原因及相应的处理方案；

所述故障检测方案包括以下步骤：

步骤一：利用数据采集端获取分气箱中压力变化函数及位于分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息；

步骤二：判断分气箱压力变化函数与所述分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息是否吻合；

步骤三：将运算云平台端的处理信息通过通讯技术传递给业务服务终端。

作为本发明优选的，数据采集端中的参数传感器分别为：除尘器进、出口烟气温度传感器；除尘器进、出口烟气流量传感器；除尘器进口二氧化硫含量传感器；除尘器进、出口烟气粉尘浓度传感器；除尘器进出口及各分室压差传感器；除尘器引风机能耗传感器。

作为本发明优选的，运算云平台端：将相关设备数据和用户数据请求到业务服务器，开发对应的业务API，

业务服务终端：开发对应的业务API，响应用户通过手机APP等客户端的请求并下发指定的数据。

作为本发明优选的，运行方案包括引风机能耗优化方案、防止布袋糊袋风险的优化方案、及布袋使用寿命优化方案。

作为本发明优选的，引风机能耗优化方案计算步骤包括：

步骤一：逐步降低引风机能耗，判断除尘器出口粉尘浓度是否满足设定标准；若出口粉尘浓度低于设定标准，再次下调引风机能耗；若给高于或者等于设定标准，侧将引风机能耗调整到上一次数据；

步骤二：确定引风机能耗后得出烟气流量，根据布袋除尘器过滤面积计算出布袋的工况过滤风速；

步骤三：根据标况气体转工况气体流量换算公式，计算出当前状态下所对应的工况温度；

步骤四：控制烟气温度小于工况温度。

作为本发明优选的，对比工况温度与设定除尘布袋使用的最高温度进行对比：若理论工况高于等于设定除尘布袋使用的最高温度，则重复步骤一；若理论工况低于设置的设定除尘布袋使用的最高温度，则当前引风机能耗为最低能耗。

作为本发明优选的，防止布袋糊袋的优化方案计算步骤包括：

步骤一：获取除尘器进出口烟气温度数据，得出除尘器的运行温降；

步骤二：对比除尘器的运行温降与除尘器的设定温降范围，若除尘器的运行温降超过除尘器的设定温降范围，则会出现糊袋风险，重新调整除尘器进口处的烟气温度；若除尘器的运行温降在除尘器的设定温降范围内，则不会出现糊袋风险。

作为本发明优选的，布袋使用寿命优化方案包括以下步骤：

步骤一：获取当前运行状态下除尘器进口处二氧化硫的含量；

步骤二：建立不同烟气温度下、二氧化硫浓度对布袋使用寿命的影响，结合历史数据，建立烟气温度、二氧化硫浓度对布袋使用寿命的影响函数关系；

步骤三：当布袋使用寿命小于预设值时，则调整重新调整烟气温度。

作为本发明优选的，分气箱压力变化函数与分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息的判断方法：

若电信号从有到无，分气箱压力从高到低再到高，则电磁脉冲阀工作正常；

否则，电磁脉冲阀工作异常。

本发明的有益效果为：

1、除尘器的运行信息可通过数据数据采集端收集数据，利用运算云平台端进行分析，结合网络通讯技术可在业务服务终端上进行查看，各级管理层可通过业务服务终端直接读取对应数据，缩短了层层汇报再层层决策拍板的管理周期，实现运维扁平化高效管理；

2、该方法通过对除尘器运行参数等各类数据采集，进行统一的大数据分析和运算，结合历史数据中，根据大数据分析和运算结果，定期给客户提交优化运行建议，比如通过排放浓度，引风机流量及烟气温度的关系，计算出引风机最低能耗运行区域，最大限度除尘布袋的使用寿命，降低除尘器运维成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明控制系统的结构示意图；

图2是本发明引风机能耗优化方案的结构示意图；

图3是本发明防止布袋糊袋的优化方案的结构示意图；

图4是本发明布袋使用寿命优化方案的结构示意图；

图5是本发明故障检测优化方案的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

下面结合图1-图5说明本发明的具体实施方式，一种布袋除尘器进出口控制方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集端，通过安装在除尘器上的传感器获取运行数据信息，所采集的信息通过ModBus协议将数据传输到运算云平台端；

步骤二：运算云平台端：获取的信息形成海量数据库储存在Hbase中，并且进行大数据分析和运算，并将优化运行方案及故障检测方案提交给平台端，

步骤三：业务服务终端：通过可视化界面对布袋除尘器运行过程中所出现的数据异常进行报警，并通过各传感器所收集的数据信息给出导致数据异常的可能原因及相应的处理方案。

作为本发明优选的，运算云平台端：将相关设备数据和用户数据请求到业务服务器，开发对应的业务API，

业务服务终端：开发对应的业务API，响应用户通过手机APP等客户端的请求并下发指定的数据。

具体的，运行方案包括引风机能耗优化方案、防止布袋糊袋风险的优化方案、及布袋使用寿命优化方案。

业务服务终端通过网络通讯技术读取数据处理平台中的实时运行信息，并可在其业务服务终端上编辑汇报信息，业务服务终可选用电脑及手机app。

运算云平台端通过对除尘器运行参数等各类数据采集，进行统一的大数据分析和运算，根据大数据分析和运算结果，定期给客户提交优化运行建议，优化方案包括引风机能耗优化方案、防止布袋糊袋风险的优化方案、及布袋使用寿命优化方案。

除尘器的运行信息可通过数据采集端收集数据，利用运算云平台端进行分析、计算，结合网络通讯技术可在业务服务终端上进行查看，各级管理层可通过业务服务终端直接读取对应数据，缩短了层层汇报再层层决策拍板的管理周期，实现运维扁平化高效管理；

作为本发明优选的，数据采集端中的参数传感器分别为：除尘器进、出口烟气温度传感器；除尘器进、出口烟气流量传感器；除尘器进口二氧化硫含量传感器；除尘器进、出口烟气粉尘浓度传感器；除尘器进出口及各分室压差传感器；除尘器引风机能耗传感器。

作为本发明优选的，引风机能耗优化方案计算步骤包括：

步骤一：逐步降低引风机能耗，判断除尘器出口粉尘浓度是否满足设定标准；若出口粉尘浓度低于设定标准，再次下调引风机能耗；若给高于或者等于设定标准，侧将引风机能耗调整到上一次数据；

步骤二：确定引风机能耗后得出烟气流量，根据布袋除尘器过滤面积计算出布袋的工况过滤风速；

步骤三：根据标况气体转工况气体流量换算公式，计算出当前状态下所对应的工况温度；

步骤四：控制烟气温度小于工况温度。

根据出口粉尘浓度的预设要求，降低引风机能耗，在除尘面积不变的状态下，

通过V={Q/60}÷S计算出布袋的过滤速度，

其中:S为整台除尘器布袋总和布袋净过滤面积，V为过滤风速，Q为烟气流量（烟气流量与引风机能耗成正比）；

根据标况气体转工况气体流量换算公式：

V*(P+0.101325)/(T+273)=V0*P0/T0，

其中：V代表工况流量（即工况过滤速度），P代表当地大气压，T代表工况温度;V0代表标况流量，P0代表标准大气压，T0代表标准温度（一般为0度)

进而计算出当前工况状态下烟气温度，根据标况气体转工况气体流量换算公式得知，在标况流量、大气压确定的前提下，控制烟气温度，就能调整工况烟气流量，进而调整除尘器工况下过滤风速。达到通过控制烟气温度来调整实际通过布袋的过滤风速目的，而影响布袋除尘器压差的关键因素之一就是除尘器的工况过滤风速，因此合理优化除尘器的过滤风速，能降低除尘器运行能耗，并最大限度延长履带使用寿命。

降低除尘布袋的压差另一个关键因素就是增加除尘器的清灰频率，让布袋表面的一次粉尘厚度减少，但一次粉尘厚度减少，会引起粉尘穿透率升高；这就需要本发明的运算平台端对压差曲线和粉尘排放曲线进行重叠计算，找出二个曲线相交的临界点或临界区域（粉尘达标而压差最低），即为除尘器运行的最佳压差值，也是除尘器能耗最低的点之一。

作为本发明优选的，对比工况温度与设定除尘布袋使用的最高温度进行对比：若工况温度高于等于设定除尘布袋使用的最高温度，则重复步骤一；若工况温度低于设置的设定除尘布袋使用的最高温度，则当前引风机能耗为最低能耗。

工况温度为烟气温度的最高温度，将工况温度控制在布袋设定限制温度一下，可以通过调整烟气温度提高过滤风速（过滤效果）的同时，保障烟气温度在布袋限制温度以下，防止布袋出现异常报警。

作为本发明优选的，防止布袋糊袋的优化方案计算步骤包括：

步骤一：获取除尘器进出口烟气温度数据，得出除尘器的运行温降；

步骤二：对比除尘器的运行温降与除尘器的设定温降范围，若除尘器的运行温降超过除尘器的设定温降范围，则会出现糊袋风险，重新调整除尘器进口处的烟气温度；若除尘器的运行温降在除尘器的设定温降范围内，则不会出现糊袋风险。

在调整烟气温度的同时需要保持除尘器的温降控制在5-10度，如果超过这个温降，烟气会冷凝出大量液滴，造成滤袋糊袋风险；如果温降超出范围，需要进行除尘器保温质量进行检查提醒。

作为本发明优选的，布袋使用寿命优化方案包括以下步骤：

步骤一：获取当前运行状态下除尘器进口处二氧化硫的含量；

步骤二：建立不同烟气温度下、二氧化硫浓度对布袋使用寿命的影响，结合历史数据，建立烟气温度、二氧化硫浓度对布袋使用寿命的影响函数关系；

步骤三：当布袋使用寿命小于预设值时，则调整重新调整烟气温度。

烟气中的二氧化硫的浓度会腐蚀布袋，而烟气的温度越高越会促进二氧化硫的腐蚀；进而通过建立烟气温度，二氧化硫及布袋使用寿命之间的函数关系，可在引风机低能耗状态，保障不出现糊袋现象的情况下，降低二氧化硫对布袋的腐蚀，进而实现达到排放标准的状态下，在引风机低能耗运行的状态下，延长除尘布袋的使用寿命。

传统的布袋除尘器粉尘排放超低，只关注过滤风速和布袋压差，忽略了除尘器后引风机能耗的控制方式，会增加布袋除尘器能耗，造成布袋在较大的压差降运行环境下运行，缩短了布袋运行使用寿命，该方法通过利对除尘器的各个角度收集才的参数，并集中在运算云平台端中，从全局系统角度出发，不将布袋压差作为唯一关键参数，而是引入了除尘器入口粉尘浓度、二氧化硫浓度、出口粉尘浓度、烟气温度、引风机实时能耗指标进行多向比较运算，在确保正常工作的状态下，通过建立数学模型自动调整到引风机能耗底的运行状态，进而实现在降低除尘器引风机能耗，同时延长除尘布袋的使用寿命，同时该方法也让布袋除尘器控制系统具备了自我诊断功能，比如对分室压差的判断分析、脉冲阀的工作状态分析等。

作为本发明优选的，所述故障检测方案包括以下步骤：

步骤一：利用数据采集端获取分气箱中压力变化函数及位于分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息；

步骤二：判断分气箱压力变化函数与所述分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息是否吻合；

步骤三：将运算云平台端的处理信息通过通讯技术传递给业务服务终端。

作为本发明优选的，分气箱压力变化函数与分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息的判断方法：

若电信号从有到无，分气箱压力从高到低再到高，则电磁脉冲阀工作正常；

否则，电磁脉冲阀工作异常

数据处理平台利用脉冲阀电信号有无作为分气箱压力数据变化函数的起始点；通过分气箱压力变化函数，推算脉冲阀工作是否正常；如果电信号从有到无，分气箱压力从高到低再到高，则说明脉冲阀工作正常，且通过对不同脉冲阀电信号进行运算编序，数据处理平台数据库就能迅速推断出具体故障脉冲阀所在位置。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：数据采集端，通过安装在除尘器上的传感器获取运行数据信息，所采集的信息通过ModBus协议将数据传输到运算云平台端；

步骤二：运算云平台端：获取的信息形成海量数据库储存在Hbase中，并且进行大数据分析和运算，并将优化运行方案及故障检测方案提交给平台端，

步骤三：业务服务终端：通过可视化界面对布袋除尘器运行过程中所出现的数据异常进行报警，并通过各传感器所收集的数据信息给出导致数据异常的可能原因及相应的处理方案；

所述故障检测方案包括以下步骤：

步骤一：利用数据采集端获取分气箱中压力变化函数及位于分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息；

步骤二：判断分气箱压力变化函数与所述分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息是否吻合；

步骤三：将运算云平台端的处理信息通过通讯技术传递给业务服务终端。

2.根据权利要求1所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：数据采集端中的参数传感器分别为：除尘器进、出口烟气温度传感器；除尘器进、出口烟气流量传感器；除尘器进口二氧化硫含量传感器；除尘器进、出口烟气粉尘浓度传感器；除尘器进出口及各分室压差传感器；除尘器引风机能耗传感器。

3.根据权利要求1所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：运算云平台端：将相关设备数据和用户数据请求到业务服务器，开发对应的业务API，

业务服务终端：开发对应的业务API，响应用户通过客户端的请求并下发指定的数据。

4.根据权利要求1所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：运行方案包括引风机能耗优化方案、防止布袋糊袋风险的优化方案、及布袋使用寿命优化方案。

5.根据权利要求4所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：引风机能耗优化方案计算步骤包括：

步骤一：逐步降低引风机能耗，判断除尘器出口粉尘浓度是否满足设定标准；若出口粉尘浓度低于设定标准，再次下调引风机能耗；若给高于或者等于设定标准，侧将引风机能耗调整到上一次数据；

步骤二：确定引风机能耗后得出烟气流量，根据布袋除尘器过滤面积计算出布袋的工况过滤风速；

步骤三：根据标况气体转工况气体流量换算公式，计算出当前状态下所对应的工况温度；

步骤四：控制烟气温度小于工况温度。

6.根据权利要求5所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：对比工况温度与设定除尘布袋使用的最高温度进行对比：若理论工况高于等于设定除尘布袋使用的最高温度，则重复步骤一；若理论工况低于设置的设定除尘布袋使用的最高温度，则当前引风机能耗为最低能耗。

7.根据权利要求4所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：防止布袋糊袋的优化方案计算步骤包括：

步骤一：获取除尘器进出口烟气温度数据，得出除尘器的运行温降；

步骤二：对比除尘器的运行温降与除尘器的设定温降范围，若除尘器的运行温降超过除尘器的设定温降范围，则会出现糊袋风险，重新调整除尘器进口处的烟气温度；若除尘器的运行温降在除尘器的设定温降范围内，则不会出现糊袋风险。

8.根据权利要求4所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：布袋使用寿命优化方案包括以下步骤：

步骤一：获取当前运行状态下除尘器进口处二氧化硫的含量；

步骤二：建立不同烟气温度下、二氧化硫浓度对布袋使用寿命的影响，结合历史数据，建立烟气温度、二氧化硫浓度对布袋使用寿命的影响函数关系；

步骤三：当布袋使用寿命小于预设值时，则调整重新调整烟气温度。

9.根据权利要求1所述的一种布袋除尘器进出口控制方法，其特征在于：分气箱压力变化函数与分气箱内电磁脉冲阀的启闭信息的判断方法：

若电信号从有到无，分气箱压力从高到低再到高，则电磁脉冲阀工作正常；

否则，电磁脉冲阀工作异常。

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