一种智能布袋除尘系统及其控制方法与流程

一种智能布袋除尘系统，属于环保领域。

背景技术：

1、一种布袋除尘装置未出现之前，炼钢厂大多采取人工定期攀爬除尘器顶部中的净气室里面。增加员工的危险系数，一方面：大型的除尘器高度接近10米高，且内部净气室温度过高，这都会对人体产生影响，另一方面：定期检查会让工作效率整体下滑，浪费人工资源，提高企业成本。针对这些现象，推出的新型布袋除尘装置里面配备摄像头，可减少检修人员进入净气室现场检修次数。当除尘室内的净气室中出现布袋面料破损与布袋空隙封堵等异常情况下，新型布袋除尘装置可通过中内置气体压力传感器数值变化范围，和图像捕捉器采集到的图像，是否符合正常指标判断出除尘器的健康状态。从而省去人工排查。

技术实现思路

1、本发明能够最大限度解决人工排查困难与效率低问题，该系统能节约布袋使用的成本，不会因人工出现一个泄漏，而将整个仓室的布袋进行更换，购买和设计。使用低成本控制器监控参数，实现变工况、复杂系统的产线级到工厂级的预测性维护和集群运维管理。采用了同类对比方法消除由于工况多样性造成的建模困难。根据总结经验，应用phm技术可提高设备整体效率(oee)、降低综合维护成本、能够提前2～3周发现大多数驱动电机早期故障。

2、利用故障决策树自动锁定某个部件所发生的问题，大大降低使用者操作水平，让人能够对问题出现做出迅速地应对措施，减少不必要的开销，节省成本。借助各种技术手段，对系统进行状态监测、故障预测、同时对系统的健康状态进行评估，给出维修决策。实现关键部件的状态预测性维修。从而减少系统或设备非计划停机时间和意外的维护成本。

3、一种智能布袋除尘系统包括4个子系统，它们分别是清灰子系统、排灰子系统、引风子系统和过滤子系统。

4、清灰子系统包括除尘室、喷吹管、喷吹管传感器、plc、蓄能罐、电接点压力表，喷吹管、喷吹管传感器、蓄能罐、电接点压力表均与plc相连接；

5、清灰子系统中有个健康度数值h，该数值反映出此子系统的健康指标。

6、清灰子系统健康度计算方法：喷吹管健康指数h1与蓄能罐气源健康指数h2的平均值h。h＝(h1+h2)/2。h1＝m/n(m：喷吹管正常数量，n：喷吹管总体数量)h2＝|(p-0.25)|/0.25(p：蓄能管上的压缩空气压力值，0.25是三级报警数值)。

7、当0.85≤h≤1.00，则表示该系统健康状况非常好，健康等级评定为：一级；当0.65≤h≤0.85则表示该系统健康状况良好，适合长期运行。健康等级评定为：二级；当0.45≤h≤0.65则表示该系统出现异常征兆，不应长期连续运行。健康等级评定为：三级；当0.35≤h≤0.45则表示该系统出现较为严重的异常征兆。应采取调整措施。健康等级评定为：四级；当0.20≤h≤0.35则表示该系统出现严重异常征兆，应在短时间内停机检修。健康等级评定为：五级；当0≤h≤0.20则表示该系统不能运行，应立即停机检修。健康等级评定为：六级。

8、排灰子系统包括卸灰阀、刮板机、plc、灰斗高低位传感器和灰斗温度传感器，其中卸灰阀、刮板机、灰斗高低位传感器、灰斗温度传感器均与plc相连接；排灰子系统健康度为i。该子系统监测卸灰阀其开关工作状态，监测刮板机运行停止状态，监测灰斗高低位状态信号和灰斗温度值范围。

9、排灰子系统中的健康度计算方法：首先，判断灰斗高低位的状态，卸灰阀状态与刮板机状态。如果plc给的灰斗高位和低位都有信号，同时plc给的卸灰阀是开启状态，plc给的刮板机是运行状态，那么说明卸灰阀或者刮板机或者两个设备都出现了故障问题。之后，健康度主要是计算灰斗温度指标i。i＝|(t-140)|/140。(t：灰斗温度实时值，140是灰斗温度三级报警数值)，当0.85≤i≤1.00，则表示该系统健康状况非常好，健康等级评定为：一级；当0.65≤i≤0.85则表示该系统健康状况良好，适合长期运行。健康等级评定为：二级；当0.45≤i≤0.65则表示该系统出现异常征兆，不应长期连续运行。健康等级评定为：三级；当0.35≤i≤0.45则表示该系统出现较为严重的异常征兆。应采取调整措施。健康等级评定为：四级；当0.20≤i≤0.35则表示该系统出现严重异常征兆，应在短时间内停机检修。健康等级评定为：五级；当0≤i≤0.20则表示该系统不能运行，应立即停机检修。健康等级评定为：六级。

10、引风子系统包括：除尘器的风机参数传感器和除尘器电机参数传感器，两个传感器均与plc相连接；风机参数包括：运行电流、风门开度、前轴温度、后轴温度、前轴振动和后轴振动，这些数值都有行业标准范围规定。运行电流范围：一级报警≥40a；二级报警≥43a；三级报警≥45a。前轴温度和后轴温度范围：一级报警：≥80℃；二级报警：≥85℃；三级报警：≥90℃。前轴振动和后轴振动：一级报警：≥4.5mm/s；二级报警：≥6.0mm/s；三级报警：≥7.0mm/s。电机参数包括：a相定子温度、b相定子温度、c相定子温度、前轴温度和后轴温度。这些数值标准范围：定子温度范围：一级报警：≥80℃；二级报警：≥85℃；三级报警：≥90℃。前轴温度和后轴温度：一级报警：≥80℃；二级报警：≥85℃；三级报警：≥90℃。

11、引风子系统的健康度s的计算方法：风机机健康度值与电机健康度值做平均运算。风机健康度值y是内部参数的健康度数值平均值。y1＝|(c-45)|/45(c：运行电流实时值，45：运行电流三级报警值，y1：运行电流健康度数值)，y2＝|(f-90)|/90(f：前轴温度实时值，90：前轴温度三级报警值，y2：前轴温度健康度数值)，y3＝|(b-90)|/90(b：后轴温度实时值，90：后轴温度三级报警值，y3：后轴温度健康度数值)，y4＝|(w-7)|/7(w：前轴振动实时值，7：前轴振动三级报警值，y4：前轴振动健康度数值)，y5＝|(z-7)|(z：后轴振动实时值，7：后轴振动三级报警值，y5：后轴振动健康度数值)，y＝(y1+y2+y3+y4+y5)/5。电机健康度值d也是内部参数的健康度数值平均值。d1＝|(ta-90|/90(ta：a相定子温度实时值，90：a相定子温度三级报警值，d1：a相定子温度健康度数值)，d2＝|(tb-90)|/90(tb：b相定子温度实时值，90：b相定子温度三级报警值，d2：b相定子温度健康度数值)，d3＝|(tc-90)|/90(tc：c相定子温度实时值，90：c相定子温度三级报警，d3：c相定子温度健康度数值)，d4＝|(u-90)|/90(u：电机前轴温度实时值，90：电机前轴温度三级报警值，d4：电机前轴温度健康度数值)，d5＝|(v-90)|/90(v：电机后轴温度实时值，90：电机后轴温度三级报警值，d5：电机后轴温度健康度数值)，d＝(d1+d2+d3+d4+d5)/5。s＝(y+d)/2。当0.85≤s≤1.00，则表示该系统健康状况非常好，健康等级评定为：一级；当0.65≤s≤0.85则表示该系统健康状况良好，适合长期运行。健康等级评定为：二级；当0.45≤s≤0.65则表示该系统出现异常征兆，不应长期连续运行。健康等级评定为：三级；当0.35≤s≤0.45则表示该系统出现较为严重的异常征兆。应采取调整措施。健康等级评定为：四级；当0.20≤s≤0.35则表示该系统出现严重异常征兆，应在短时间内停机检修。健康等级评定为：五级；当0≤s≤0.20则表示该系统不能运行，应立即停机检修。健康等级评定为：六级。

12、过滤子系统监测除尘器出口粉尘浓度、除尘器入口温度和除尘器压差。过滤子系统包括除尘器出口粉尘传感器、除尘器入口温度传感器和除尘器压差传感器，除尘器出口粉尘传感器、除尘器入口温度传感器和除尘器压差传感器均与pcl相连接，除尘器出口粉尘浓度范围：一级报警：≥6mg/m3；二级报警：≥10mg/m3；三级报警：≥20mg/m3。除尘器入口温度范围：一级报警：≥100℃；二级报警：≥120℃；三级报警：≥130℃。除尘器压差范围：一级报警：≥1.8kpa；二级报警：≥3kpa；三级报警：≥3.5kpa。

13、该子系统健康度值g计算方式：出口粉尘浓度的健康度值g1，入口温度的健康度值g2和压差的健康度值g3的平均值。g＝(g1+g2+g3)/3。g1＝|(j-20)|/20(j：粉尘浓度实时值，20：粉尘浓度三级报警值)，g2＝(k-130)/130(k：入口温度实时值，130：入口温度三级报警值)，g3＝(l-3.5)/3.5(l：压差实时值，3.5：压差三级报警数值)。当0.85≤g≤1.00，则表示该系统健康状况非常好，健康等级评定为：一级；当0.65≤g≤0.85则表示该系统健康状况良好，适合长期运行。健康等级评定为：二级；当0.45≤g≤0.65则表示该系统出现异常征兆，不应长期连续运行。健康等级评定为：三级；当0.35≤g≤0.45则表示该系统出现较为严重的异常征兆。应采取调整措施。健康等级评定为：四级；当0.20≤g≤0.35则表示该系统出现严重异常征兆，应在短时间内停机检修。健康等级评定为：五级；当0≤g≤0.20则表示该系统不能运行，应立即停机检修。健康等级评定为：六级。

14、所述的除尘器中包含若干个除尘室。

15、该除尘系统还包括视觉监控系统，视觉监控系统包括若干个摄像头(一个除尘室对应一个摄像头)、交换机、喷吹管、plc、喷吹管传感器，喷吹管传感器与plc相连接，摄像头下面网口端通过网线连接到交换机上。该系统是通过视觉学习算法中烟尘算子函数，来进行判断除尘室内是否有粉尘泄漏到负压的除尘室内，负压下的除尘室的很容易能观察到喷吹管上的布袋是否损坏。该视觉监控系统能迅速判断出哪个除尘室出现粉尘溢出，再读取每个喷吹管喷吹信号，很迅速定位到哪个除尘室哪个管路哪个袋出现泄漏，从而检修人员迅速更换。

16、通过工业内部组建成内部互联网，利用自定义的通信协议控制，读取除尘室里面各个控制器参数，将数据进行分类，并实时将数据存储到数据库中。通过数据变化趋势或者变化率来建立数据模型。通过各项传感器中规定的范围，来定位超出指标或者不足指标的具体传感器。具体的问题在系统中的决策树都有具体的体现，让人看得非常直观。此系统根据数据形成的数据模型，来计算出健康度值。通过健康度值来反应出此系统的各个模块的健康状态。此系统根据各个传感器实时参数数据走势，趋势和变化率，来进行各个部件的状态预测性维修。利用采集到的传感器数据，采用复合滤波相关的高级预测方法，能够在灾难性故障发生之前就为系统维修人员提供早期预警，从而及时为系统进行维修，减少系统或设备非计划停机时间和意外的维护成本。且系统提供了直观的图形用户界面，允许用户监控的目标系统或子系统的基于状态的数据流。

17、针对正在服役的大型设备，在维修更换数据和实时退化数据建模的基础上，进行可靠性的动态评估和故障的实时预测，以及基于评估和预测的信息制定科学有效的健康管理策略。运用在人工智能自动化技术、信息处理和信息采集等领域。提高效率，解放人工实时监测的劳动力。主要应用在炼钢厂、铁合金厂、耐火厂、炼铁厂、铸造厂和发电厂等烟气治理除尘系统；垃圾焚烧炉、燃煤锅炉、流体化床锅炉过滤；铝电解、铅、锡、锌、铜及其他稀有金属的冶炼烟气过滤；塑胶、化工、焦炭、炭黑、染料、制药等领域。