火电厂静除尘器电气控制设计.doc

1、山东华宇工学院 1 山东华宇工学院 高职毕业生毕业设计（论文） 课题名称 火电厂电除尘系统电气控制设计 专 业 机电一体化技术 班 级 2014 级 4 班 学 号 20142080436 姓 名 张 铭 指导教师 赵兴娜 山东华宇工学院 2 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目： 火电厂电除尘系 统电气控制设计 专业： 机电一体化 姓名： 张铭 毕业设计（论文）工作起止时间： 2016.4-2016.6 毕业设计（论文）的内容要求： 本设计以单片机为中心，设计出一种单片机的电 除尘系统控制装置，此电除尘控制装置 能使 除尘效率 相比传统除尘器有 较大提高，可靠性和安全性都有显著提高，

2、同 时节能 效果出众。 电网电压通过采样电路 AC|DC 转换，再经 A|D 转换。 指导教师（签名）： 年 月 日 山东华宇工学院 3 毕业设计开题报告 一、课题设计（论文）目的及意义 本课题针对传统的静电除尘器的缺点和不足对除尘控制系统进行改造。改造原则利用新的设计方法，针对当前除尘设备的问题进行改造，使改造后的系统不仅除尘效率有较大提高，可靠性和安全性都有显著提高，同时更加的节能。 本文主要完成的工作 : 1、熟悉静电除尘工作的过程。 2、熟悉现场参数的测量检测方法。 3、查阅相关文献，经分析论证后确定设计方案。 4、完成该系统的硬件电路设计和相关软件设计。 5、实现除尘系统的各种功能。

3、 6、按照规范要求撰写毕业设计说明书。 8应具备的条件：个人计算机及相关资料和软件。 二、课题设计（论文） 提纲 （ 1）系统方案的比较与选择 方案一：利用单片机的电除尘系统控制装置。 方案二：基于 STC89C52 单片机的电除尘控制系统的设计。 （ 2）理论的分析与计算 1.测量与控制方法 2.理论计算 （ 3）电路与程序设计 1.检测与驱动程序设计 2.总体电路图 3.软件设计与工作流程图 （ 4）系统调试 1.单片机的电除尘控制系统 2.提高精度的方案与系统设计 山东华宇工学院 4 3.测量结果 （ 5）创新发挥 （ 6）设计结论 三、课题设计（论文）思路、方法及进度安排 思路方法：利

4、用校内实训楼的模拟、数字设备进行硬件检测模拟。 进度安排： 第一周：选题方案论证，采购元器件。 第二、三周：可行性实验，进行软硬件模拟。 第四周：安装调试 第五周：写毕业论文 四、课题设计（论文）参考文献； 1 何新龙，周怀春，於正前：火屯厂静电除 尘器故障诊断专家系统软件开发， 自动化与仪器仪表， 2008 年第 6期 2 陈光军：环保静电除尘系统设计，电子测量技术， 2010 年第三期 3 崔志永古青电除尘高低压控制系统改造水利电力机械 2006.9： 59-61 4 孙广东石磬 .刘贺平 .静电除尘器高压供电智能控制系统 . 2009.5： 41-46 5 I Gallimberti R

5、ecent advancements in thephysical modeling of electrostatic precipitators Journal of Electrostatics 2007.9： 4360 6 J M Fuertesa Herreraa Communication system for a distributed Intelligent controller Microprocessors and Micro systems， 2010：89 93 7 张吉庆黄瑞电除尘器电场闪络原因分析及改进吉林电力 2012.2：36-38 8 陈正吴为麟高压电除尘智能控

6、制器的开发实用节能技 术 2009.11：31 35 9 manjrekar MD， Steimer PK， Lipo TA， Hybrid multilevel power Conversion system， a competitive solution for high-power applicationsJ， IEEE trans on ind applicat 2010： 36 42 山东华宇工学院 5 10 郑振祥电除尘器供电系统主回路参数设计电力环境保护 2007.6： 8-11 11 薛永元于英虎电除尘器振打 装置及其最佳运行河北理工学院学 报 2008， 10： 25-30

7、12 Ye Zhang， Yong Jin Kim， Tai Gye Lee， Pratim Biswas Experimental and theoretical studies of ultra-freeparticle behavior in electrostatic precipitators Joumal of Electrostatics 2006， 4： 48 55 13 NorbertKlippel Identification Of Optimal Parameters for Pulsed Energization Of ESPsC ISESP Proceedings o

8、f the Eighth International Conference on Electrostatic Precipitation，Birmingham， UK， 2008： 184 1 91 14 王晓芳，邵守杰：电除尘器的标准化设计，焦作工学院学报，第 22 卷，第 五期， 2008 年 9月 15 连银银：关于电除尘效率低的分析与处 理，内蒙古科技与经济， 2010 第 18期 16 史文慧 ,文华电除尘新型供电装置的研究工程技术 2007.1： 23 25 17 郑振祥电除尘器供电系统主回路参数设计电力环境保护 2012.6： 8-11 山东华宇工学院 6 单片机的水塔水位自动控

9、制装置 摘 要 随着经济的飞速发展 ,工业化和现代化进程的不断加快 ,工业粉尘排量也日益增加 ,大气污染也变得越来越严重。随着人类环保意识的不断增强 ,除尘也越来越为人们所重视。电除尘控制器器以除尘效率高、能耗低、占地面积小、可处理大烟气量气体等特点广泛 应用于电力、冶金、建材、等行业。本文正是在这种背景下设计了以单片机为核心的电除尘控制系统。 由于在过去的电除尘电气控制系统中 ,是高 ,低压分开控制系统即细化为高压供电控制和低压控制两个系统 ,也就是两个独立的子系统。由于高、低压控制系统功能互相独立 ,互不影响 ,因此 ,高低压系统的构成可根据用户要求灵活调整。但高、低分开控制系统割裂了高低

10、压控制系统之间工作过程中的联系 ,使得此类系统的性能提高受到约束。所以本文依据电除尘工作原理 ,提出了一种基于单片机的电除尘高低压一体化控制器。本文完成了对高低压一体化电除尘控制器的硬件和软件的设计、实现过程 ,并进行了硬件、软件的调试。 关键词：电除尘；单片机；数据采集 山东华宇工学院 7 目录 第一章 绪论 . 8 1.1 引言 . 9 1.2 电除尘器的发展 . 9 第二章 电除尘基本原理 . 11 2.1 气体的电离 . 12 2.2 电晕放电 . 13 2.3 粉尘粒荷电 . 13 2.4 振打清灰 . 14 2.5 电除尘基本过程 . 14 2.6 小结 . 14 第三章 高压供电

11、设备 . 15 3.1 高压供电整流设备 . 15 3.2 自动调压控制器 . 16 3.1.1 饱和电抗器调压自动控制器 . 16 3.1.2 可控硅调压自动控制器 . 17 3.3 小结 . 17 第四章 控制系统硬件设计 . 18 4.1 单片机介绍 . 18 4.2 单片机最小系统电路 . 19 4.3 GP2Y1010AU0F 灰尘传感器 . 20 山东华宇工学院 8 4.4 A/D 转换电路 . 23 4.4 按键电路 . 24 4.5 显示电路 . 25 4.6 振打装置控制 . 25 4.7 报警电路设计 . 28 4.8 系统总体原理图设计 . 28 第五章 软件总体设计 .

12、 30 5.1 系统的软件设计流程图 . 30 5.2 粉尘 浓度采样设计流程图 . 31 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 山东华宇工学院 9 第一章 绪论 1.1 引言 随着国民经济的高速发展和工业生产规模的扩大，空气污染现象日趋严重。空气污染物的主要排放源有电力、冶金、炼油、炼钢和化工等工业。这些排放的工业废气中含有大量粉尘颗粒物，一方面会造成空气污染、对人体健康造成危害，另一方也造成了贵重金属的流失。在 21世纪的今天，环保已经成为衡量一个国家综合实力的重要指标之一，可持续发展显得尤为重要。因此，对工业废气排放出来的粉尘进行有效的控制与防治，是大气环境保护的重要内容之

13、一。 据不完全统计全世界每年向大气中排放的污染物高达 6 亿吨，其中 粉尘的含量达到了 16。煤炭加工、发电厂、电力部门、冶金行业、大型炼油厂、石油化工等工业都是粉尘的排放源。工业粉尘不仅会危及人类健康，而且会造成贵重金属的流失。目前，常用的除尘技术种类主要有以下几类：旋风除尘、湿法除尘、静电除尘、过滤除尘等，而高压静电除尘器（ ESP）在这些除尘技术中独树一帜，它以除尘高效、智能化、维护简单、操作方便等优点，而占据了广阔的市场。 静电除尘作为治理大气污染的重要手段，目前大多数企业采用的静电除尘装置是采用晶闸管调压的供电系统。随着国家环保要求的不断提高，对企业的废气排放要求也随 之提高。当前，

14、经济高速发展，人民的生活水平提高，对环境保护的要求也随之提高，作为控制大气污染的主要设备一一除尘设备，面临巨大的发展机遇。 1.2 电除尘器的发展 从 18世纪开始，静电开始走入科学家们的视野，随后有人提出并使用了静电除尘的概念，并指出电可使烟气中的粉尘颗粒沉淀。 1906 年科特雷尔发明出工业用电除尘装置。第二年工业用静电除尘器就投入使用，成功地处理了流速为95L/S 的含尘气体。随后电除尘技术走上了理论发掘，试验理论，应用技术这样循环的发展过程。 电除尘器的应用范围已经普及整个工 业领域，其除尘方式可以是干式的，湿山东华宇工学院 10 式洗涤式或者电除雾式的。 目前，电除尘技术的理论还处于

15、发展阶段，还属于经验工程的学科，它涉及 范围广泛，电物理、电气工程及其自动化、电力电子、化学材料、机械工程及其自动化、空气动力学等都有衬出技术的应用。电除尘器的效率取决于原件制造工艺、原件质量、供给电路以及维护管理等各方面。静电除尘器经历了百年的发展，已经成为防治大气烟尘污染的重要利器。 今后，除尘器仍将是火力发电厂、冶炼金属厂、石油化工厂等的主要治污手段。静电除尘器在接下来应该从以下几个方面进行发展 ： (1)提高供电水平代替常规供电方式，不仅发展前景广阔，而且节约经济。 (2)优化本体设计，减少静电除尘器的体积，降低投资成本。 (3)对于亚微米级颗粒的高效静电除尘器投入并加快发展。 (4)结合其他有效除尘方法以提高除尘性能。 (5)开发静电除尘器的其他应用。 以往的电除尘器通常面临着诸如高比电阻、粉尘粉尘浓度、高粘度等问题，而电除尘器性能的改造升级，主要取决于对静电力理论的研究突破以及在实践中总结出来的除尘经验，随着人们环保意识的提高，原有的电除尘器已经落后。对电除尘器的设计，应该从极配形式设计，气流均布设计， 振打设计等方面考虑，电除尘应开发适应性广、智能化、安全性好、可靠性高的新型控制系统。同时电除尘器就除尘效率、脱硫工艺、脱硝一体化技术等应给予足够的重视。