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高效节能型袋式除尘器研究第35f1.广东省韶关市特种设备检验所,广东韶关512023;2.韶关市亿康环保实业有限公司,广东韶关512032)摘要:本文在简要介绍袋式除尘器背景技术和高效节能型袋式除尘器基本原理的基础上,系统分析了压电变换元件的理论建模和二维传感器信息融合技术”二维回归分析法”,为高效节能型袋式除尘器的实际应用建立了数学模型.中图分类号:TBII文献标识码:A环境保护是我国的基本国策,是实现全面,协调,可持续发展的重大战略措施之一,进入21家环保总局和各级环保部门对”三废”排放指标的控制越来越严,在此背景下,电除尘器和袋式除尘器的市场需求也越来越旺.袋式除尘器是目前各级环保部门大力推荐,许多工厂企业已常规配置的高效除尘设备,其技术状况的优劣,直接影向到企业的环保排放指标.当前,对提高袋式除尘器除尘效率的研究,呈现全方位,多层次的局面,针对袋式除尘器这种高效除尘设备,对其除尘效率制约因素和改进措施的探索显得尤为重要.对袋式除尘器运行状态的研究,目前主要集中在对设备内部结构的合理性和脉冲喷吹系统的可靠性两个方面,对脉冲目前国内使用的袋式除尘器,一般由除尘器本体和脉冲控制仪组成.除尘器本体除主体部分外,还包括进风管,出风管以及由若干个电磁脉冲阀组成的清灰喷吹系统.该系统利用压缩空气对滤袋逐室喷吹清灰,使除尘器的阻力保持在设定的范围之内,以保证除尘器的处理能力和收尘效率.清灰喷吹系统的喷吹频率决定于电磁脉冲阀的工作频率,而电磁脉冲阀是由脉冲控制仪输出信号来控制的.现有技术在使用上存在如下缺点:袋式除尘器在工作时,由于气体介质流量,含尘量以及温度,压力等参数往往是随机变化的,从而导致在滤袋上粉尘沉积率不是一个恒定值,而且相对于流量,含尘量呈非线性变化,而脉冲控制仪输出信号的工作频率是相对固定的,因而喷吹频率也相对固定,这种装置达不到最佳喷吹效果,袋式除尘器在工作时系统阻力相对较大,而且滤为了克服现有技术的种种缺点,特别是因脉冲控制仪输出信号的工作频率相对固定而达不到最佳喷吹效果且滤袋的使用寿命较短,我们开发了一种具有智能清灰功能的高效节能型袋式除尘器】,它利用出口压力为信号源,经特定处理后,输入计算机,然后通过基于BP神经网络模型技术的电子控制器调整脉冲控制仪输出信号,从而达到调整电磁脉冲阀工作频率,实现高效,节能并能延长滤袋使用寿命的目的.对高效节能型袋式除尘器具有智能清灰功能的高效节能型袋式除尘器,包括除尘器主体,进风管,出风管,清灰喷吹系统,风压采集部份,测压部份,数据处理部份和脉冲控制仪,其核心部份是风压采集,压力检测和数据处理.其中,所述测846西南民族大学学报?自然科学版第35膜片式压力传感器种类很多,其中以基于压电效应的压电元件式压力传感器应用较广泛.压电元件的压电效应决定了传感器传感和变差送特性,是影响智能化监测控制系统的本质因素.因而它是本项目研究的关键.为了更好地解释压电元件的压电效应,有关研究人员提出了一个耦合机电系统的统一模型拉】.该模型反映了压电元件实际包含着一个在机械能和电能之问转换能量的压电变换器.为了清晰地阐述这种能量转换关系,还从多个角度出发建立了压电变换器的数学模型,并研究了各参数对系统性能的影向.精确的力学模型分析是有效的系统辩识和系统控制建立的基础.压电变换元件模型的建立有助于解释其机电耦和交互作用的物理实质,目种基本方法:动态有限元法,阻抗建模分析法和静态建模法,其中动态有限动态有限元法认为,在具有压电特性的材料中,材料的力学行为和电学行为不是相互独立,而是相互联系的.电激励可以产生力学响应,而机械激励Y...--I以产生电学响应,这种联系的量化描述就是压电方程,它精确地描述了压电材料的机电耦和特性.当压电材料及基体在弹性范围内时,对于完全耦合到结构中的压电材料,其式中:D为系统的电位移矢量,CM之或NM.V～;T为应力矢量;E为电场矢量,V;s为应变矢量;介电系统短阵,C2M-2N或NV;e为压电应力常数矩阵,CM”或NM”V一;CE为短路时的弹性刚度矩阵;下标E式(1)指明了压电材料的机械应变与外加应力和外加电场成比例,即正压电效应;而电位移是与外加应力及施加电场成比例,即逆压电效应.上述方程组的上下式分别描述了逆正压电效应的机电耦合关系,正逆压电效应的存在使压电原件即可作传感器,又可作致动器,因而可以认为是实现机械量与电学量相互转化的一种广义变换器,因此在智能化监测诊断控制系统中它得到广泛应用.有关研究人员发现[21,机电耦合系统的能量通过压电变换器在机械系统和电系统间转换,为了在机械系统和电系统问取得最大的能量转换,通常的处理手段是,把电系统的动力刚度与机械系统的动力刚度匹配,即MS+DS+K与Ls+Rs+c匹配.高效节能型袋式除尘器的基本技术,是利用出El压力为信号源经特定处理后输入计算机,然后通达基于BP神经网络模型技术的电子控制器调整脉冲控制仪输出信号,从而达到调整电磁脉冲阀工作频率,实现高效节能并能延长滤袋使用寿命的目的.但袋式除尘器在运行时,其工艺参数特别是温度往往波动较大,不消除温度的高效节能型袋式除尘器的核心技术是多传感器信息融合技术【4】.多传感器信息融合技术就是通过对多个传感参数监测,并采用一定的信息处理方法,达到提高待监测参数测量精度的目的.由于智能化监测诊断系统中的传感器通常都存在交叉灵敏性,其主要特征表现在传感器的输出不仅决定于一个参量,当其它参量发生变化时,传感器的输出值也要发生变化,而这些存在交叉灵敏度的传感器,其性能不稳定,测量精度较低,必须借助多传感器信息融合技术对系统主传感器友数进行校正,以提高其测量精度,在信息技术日益普及,装备自动化和智能化水平逐步提高的今天,多传感器信息融合技术,特别是二传感器信息融合技术,在设备智能化监测诊二传感器信息融合技术的数学基础是二维回归分析法.二维回归分析法又名曲面拟合算法,其基本思路是:由二维回归方程来建立视测目标参量与传感器输出量之问的对应关系,然后按最小二乘法原理,由实验标定或校准数据计算出均方误差最小条件下的回归方程中的系数.在测量过程中,当测得传感器输出值时,就可由已时,其输出电压是u,但同时特性曲线(即输入一输出的一元函数.目前,较规范的方法是,由另一温度传感器输出电压u2,它代表温度信息,压力参量P可以用u1和U2二元函数来表当然,也可以将压力传感器输出电压u1描述为压力参量P和温度传感输出电压u的二元函由二维坐标(uli,u2i)决定的pi在一平面上,可利用二维回归方程来进行描述式中ao~a5,bo~b5为常数项系数,￡l,￡2为高阶无穷小量.从方程(4)和方程(5)可以看出,如果上述二维回归和输出u.的二元输入——输出特性曲线就确定了.当采集到压力传感器的输出值u和温度传感器的输出值u:时,代入式(4)和式(5)就可以计算压力传感器的被测参量P和温度传感在设计袋式除尘器智能化监测诊断系统时,如利用二维回归分析法,还必须首先进行二维标定实验,然后【4】连育辉.二维回归分析法在电除尘器智能化监测诊断系统中的运用:西南民族大学学报:自然科学版,2008,34(4):776-778 f1.GuangdongProvinceShaoguanMunicipalSpecialEquipmentInspection,Shaoguan512023,ER.C.;2.ShaoguanMunicipalYikang Abstract:Thispaperbrieflyintroducesthebackgroundofbagtypedustcollectortechnology,andtheworkingprincipleof energy-effiicientbagtypedustcollector,analyzesthetheoreticalstructureofthevoltageinvertingelementandthetechnology ofTwo.dimensionalregressionanalysis.andestablishthemathematicalanaloguefortheapplicationofthecollector.
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