静电除尘器运行故障诊断方法和实时监测技术的研究
发布时间：2023-06-18 03:03
静电除尘器(Electrostatic Precipitator，简称ESP)是一种大型的工业除尘设备，因为具有除尘效率高，能耗低，能够处理高温和大烟气量的气体等特点而被广泛地应用在电力行业、水泥行业、钢铁行业，已经成为各行业烟气治理的主要设备。近年来，我国的ESP正面临着新的挑战： 1．我国绝大多数ESP的运行维护还处在人工、半人工的状态，无法真正的满足除尘现场的需要；ESP的自动化和智能化是该行业今后的发展方向。 2．近年来国家对空气中二氧化硫排放量地严格控制，使得含硫量低的高比电阻粉尘成为了ESP的主要处理对象。高比电阻粉尘容易导致ESP反电晕故障，降低ESP的除尘效率，造成ESP非稳态运行。如何有效地诊断反电晕故障，尤其是早期的反电晕故障已经成为了ESP需要迫切解决的问题。 3．ESP系统长期运行在高温、高压下，并且伴有剧烈的机械振动，因此ESP容易发生多种故障，比如机械故障、电气故障等。如何及时有效地诊断ESP故障，保证ESP稳定、高效地运行是当今ESP面临的一个重要问题。 结合上述ESP面临的问题，本文建立了一套ESP实验系统，着重研究了ES...
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
1 绪论
1.1 静电除尘器的应用意义
1.2 静电除尘技术的国内外发展现状
1.3 ESP面临的实际问题
1.4 现代故障诊断的发展现状
1.4.1 现代故障诊断的意义
1.4.2 现代故障诊断的发展现状
1.4.3 故障诊断的目的和任务
1.5 实时监测控制系统技术的国内外发展现状
1.5.1 DCS控制系统技术的发展现状
1.5.2 FCS控制系统技术的发展现状
1.6 论文选题和研究内容
2 静电除尘器非正常火花放电瞬态信号的分析研究
2.1 前言
2.2 ESP非正常火花放电故障的主要原因和预诊目的
2.2.1 ESP反电晕故障
2.2.2 ESP反电晕故障预诊的可行性和研究意义
2.2.3 ESP极间距变小的故障诊断研究
2.3 ESP模拟实验设计
2.3.1 ESP实验系统的介绍
2.3.2 ESP反电晕模拟实验设计
2.3.3 ESP极间距变小故障的模拟实验设计
2.4 ESP系统模拟反电晕过程的实验数据分析
2.4.1 ESP模拟系统模拟反电晕过程火花放电瞬态信号的典型波形
2.4.2 ESP放电瞬态信号全时域特征的研究
2.4.3 ESP模拟系统反电晕相关瞬态信号的频域分析
2.4.4 ESP系统反电晕相关瞬态信号的时域分析
2.5 ESP模拟系统极间距变小故障与反电晕故障的判别
2.6 本章小结
3 PRONY方法在ESP非正常火花放电故障诊断中的应用研究
3.1 前言
3.2 PRONY方法介绍
3.3 ESP系统反电晕模拟实验瞬态信号的PRONY方法分析
3.3.1 ESP反电晕实验过程的伏-安特性曲线
3.3.2 ESP反电晕模拟实验瞬态信号的PRONY分析结果
3.3.3 ESP系统火花放电等效回路分析
3.3.4 PRONY方法分析结果的应用解释
3.4 ESP极间距变小故障PRONY方法分析
3.5 本章小结
4 ESP现场总线实时监控系统的研究
4.1 前言
4.2 ESP实时监控系统整体结构设计
4.2.1 现场数据采集与控制层功能分析
4.2.2 现场监控层的功能分析
4.2.3 高级应用层的功能分析
4.3 CAN总线的技术分析
4.3.1 CAN总线的特点
4.3.2 CAN总线协议
4.4 CAN总线网络适配器设计
4.4.1 工作原理
4.4.2 硬件设计
4.4.3 控制程序的层次图
4.4.4 控制程序设计流程
4.5 CAN总线智能节点设计
4.5.1 功能设计
4.5.2 硬件电路设计
4.5.3 控制程序设计
4.6 ESP实时监控系统现场监控机应用软件开发
4.6.1 现场监控机组态软件的开发平台
4.6.2 现场监控机实时的监控软件开发
4.7 本章小结
5 ESP实时监控系统的实时性能研究
5.1 前言
5.2 实时任务调度理论分析
5.3 CAN总线网络时延分析
5.4 ESP实时监控系统GIN单元实时性分析
5.4.1 CAN总线数据分析软件设计
5.4.2 CIN节点间时钟漂移的观测
5.4.3 调度器的设计
5.4.4 实验结果及其分析
5.5 ESP实时监控系统时钟同步改进设计
5.5.1 时钟同步设计概述
5.5.2 时钟同步设计方法
5.5.3 ESP系统主从时钟同步方法分析
5.5.4 ESP监控系统时钟同步的改进设计
5.6 本章总结
6 ESP实时监控系统的电磁兼容设计
6.1 前言
6.2 ESP现场噪声干扰源分析
6.3 ESP实时监控系统CAN总线智能节点电磁兼容设计
6.3.1 电路设计的抗干扰措施
6.3.2 CAN总线智能节点软件抗干扰设计
6.3.3 屏蔽设计应用
6.3.4 输入输出的隔离措施
6.3.5 电源电路的抗干扰设计
6.4 ESP实时监控系统实施监控机的抗干扰设计
6.5 CAN总线传输性能设计
6.6 本章总结
7 总结
论文创新点
作者在攻读博士学位期间完成的学术论文
致谢
本文编号：3834650
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
1 绪论
1.1 静电除尘器的应用意义
1.2 静电除尘技术的国内外发展现状
1.3 ESP面临的实际问题
1.4 现代故障诊断的发展现状
1.4.1 现代故障诊断的意义
1.4.2 现代故障诊断的发展现状
1.4.3 故障诊断的目的和任务
1.5 实时监测控制系统技术的国内外发展现状
1.5.1 DCS控制系统技术的发展现状
1.5.2 FCS控制系统技术的发展现状
1.6 论文选题和研究内容
2 静电除尘器非正常火花放电瞬态信号的分析研究
2.1 前言
2.2 ESP非正常火花放电故障的主要原因和预诊目的
2.2.1 ESP反电晕故障
2.2.2 ESP反电晕故障预诊的可行性和研究意义
2.2.3 ESP极间距变小的故障诊断研究
2.3 ESP模拟实验设计
2.3.1 ESP实验系统的介绍
2.3.2 ESP反电晕模拟实验设计
2.3.3 ESP极间距变小故障的模拟实验设计
2.4 ESP系统模拟反电晕过程的实验数据分析
2.4.1 ESP模拟系统模拟反电晕过程火花放电瞬态信号的典型波形
2.4.2 ESP放电瞬态信号全时域特征的研究
2.4.3 ESP模拟系统反电晕相关瞬态信号的频域分析
2.4.4 ESP系统反电晕相关瞬态信号的时域分析
2.5 ESP模拟系统极间距变小故障与反电晕故障的判别
2.6 本章小结
3 PRONY方法在ESP非正常火花放电故障诊断中的应用研究
3.1 前言
3.2 PRONY方法介绍
3.3 ESP系统反电晕模拟实验瞬态信号的PRONY方法分析
3.3.1 ESP反电晕实验过程的伏-安特性曲线
3.3.2 ESP反电晕模拟实验瞬态信号的PRONY分析结果
3.3.3 ESP系统火花放电等效回路分析
3.3.4 PRONY方法分析结果的应用解释
3.4 ESP极间距变小故障PRONY方法分析
3.5 本章小结
4 ESP现场总线实时监控系统的研究
4.1 前言
4.2 ESP实时监控系统整体结构设计
4.2.1 现场数据采集与控制层功能分析
4.2.2 现场监控层的功能分析
4.2.3 高级应用层的功能分析
4.3 CAN总线的技术分析
4.3.1 CAN总线的特点
4.3.2 CAN总线协议
4.4 CAN总线网络适配器设计
4.4.1 工作原理
4.4.2 硬件设计
4.4.3 控制程序的层次图
4.4.4 控制程序设计流程
4.5 CAN总线智能节点设计
4.5.1 功能设计
4.5.2 硬件电路设计
4.5.3 控制程序设计
4.6 ESP实时监控系统现场监控机应用软件开发
4.6.1 现场监控机组态软件的开发平台
4.6.2 现场监控机实时的监控软件开发
4.7 本章小结
5 ESP实时监控系统的实时性能研究
5.1 前言
5.2 实时任务调度理论分析
5.3 CAN总线网络时延分析
5.4 ESP实时监控系统GIN单元实时性分析
5.4.1 CAN总线数据分析软件设计
5.4.2 CIN节点间时钟漂移的观测
5.4.3 调度器的设计
5.4.4 实验结果及其分析
5.5 ESP实时监控系统时钟同步改进设计
5.5.1 时钟同步设计概述
5.5.2 时钟同步设计方法
5.5.3 ESP系统主从时钟同步方法分析
5.5.4 ESP监控系统时钟同步的改进设计
5.6 本章总结
6 ESP实时监控系统的电磁兼容设计
6.1 前言
6.2 ESP现场噪声干扰源分析
6.3 ESP实时监控系统CAN总线智能节点电磁兼容设计
6.3.1 电路设计的抗干扰措施
6.3.2 CAN总线智能节点软件抗干扰设计
6.3.3 屏蔽设计应用
6.3.4 输入输出的隔离措施
6.3.5 电源电路的抗干扰设计
6.4 ESP实时监控系统实施监控机的抗干扰设计
6.5 CAN总线传输性能设计
6.6 本章总结
7 总结
论文创新点
作者在攻读博士学位期间完成的学术论文
致谢
本文编号：3834650
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