一种冷/干法CEMS下冷凝器的控制系统的制作方法

文档序号:15594320发布日期:2018-10-02 19:19阅读:2371来源:国知局

本实用新型涉及一种冷/干法CEMS下冷凝器的控制系统。



背景技术:

在我国大气污染形势较为严峻。大气污染主要来源是火电厂,其次是钢铁厂、水泥厂和化工厂等等。进入21世纪以后,我国全民环保意识迅速增强,环保呼声空前高涨,烟气排放连续监测系统CEMS(Continuous Emission Monitoring System)成了保障和控制烟气排放标准的主要手段。CEMS又分抽取采样、原位测量、遥测系统、参数监测系统。其中,抽取采样分源级抽取采样、稀释抽取采样等。源级抽取式CEMS主要有干法和湿法。我国环保标准规定,气态污染物的检测必须折算成干烟气的排放浓度。冷/干法测量的气态污染物浓度就是干烟气的污染物的浓度,因此,冷/干法在国内应用很广,80% 以上采用冷/干法。

烟气在传输过程中基本保温在110~120℃,为了得到干燥的烟气,必须对烟气进行除水脱湿,常用的有压缩机冷凝器、半导体冷凝器和Nafion管干燥器。随着控制技术和电子技术的发展,压缩机冷凝器在技术上成熟了许多,但是仍然存在较多不足之处,主要表现在设置露点依然依赖于现场设置方式,无法实时在线实现样气露点的可视化,不利于监测和计算。与此同时,传统压缩机的安装需要预留位置给工作人员进行设置和记录等。在一定的空间下,影响监测的空间集成程度。



技术实现要素:

为减少操作人员的体力劳动,降低压缩机冷凝器的成本,提高CEMS系统的集成程度,实现系统快速响应、稳定的控制温度,本实用新型提供一种冷/干法CEMS下冷凝器的控制系统。

本实用新型所采用的技术方案有:一种冷/干法CEMS下冷凝器的控制系统,包括处理器、电源模块、无线模块、复位电路、露点传感器、温度传感器、压缩机和SVPWM驱动板,所述无线模块、复位电路、露点传感器、温度传感器以及SVPWM驱动板分别对应与处理器相连,电源模块对应与SVPWM驱动板和处理器相连,电源模块对SVPWM驱动板和处理器进行供电,压缩机与SVPWM驱动板相连。

进一步地,所述露点传感器的型号为DMT347。

进一步地,所述温度传感器的型号为SHT75。

本实用新型具有如下有益效果:

1)通过无线传输方式传送数据和设置露点,使用方便和维护的成本低,减少了工作人员的劳动,利于露点的读取和设置。

2)传统的冷凝器多采用数码管或者液晶屏进行显示同时配以按键设置,本实用新型去除了这些模块,通过无线模块把传感器采集的数据直接送到分析仪器,节省了成本,可以说是简约而不简单。

3)本冷凝器采用露点反馈。传统的烟气冷凝器多采用温度反馈,控制并不精确。本实用新型采用露点反馈,配以温度传感器进行控制,确保精确冷凝的同时不至于结冰。

4)采用露点分段控制。因为样气的温度较高(110℃~120℃)且受环境流速等各种因素影响,所以直接进行变频控制会导致控制精度差,响应慢。采用分段控制就是当露点大于t(视具体情况自行设置)时,压缩机全速运行;当露点小于t时,采用自适应模糊PID控制,配合SVPWM,实现快速、节能的控制。

附图说明:

图1是本实用新型原理框图。

图2是本实用新型控制工作流程图。

具体实施方式:

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1和图2,本实用新型一种冷/干法CEMS下冷凝器的控制系统,包括处理器、电源模块、无线模块、复位电路、露点传感器、温度传感器、压缩机和SVPWM驱动板,无线模块、复位电路、露点传感器、温度传感器以及SVPWM驱动板分别对应与处理器相连,电源模块对应与SVPWM驱动板和处理器相连,电源模块对SVPWM驱动板和处理器进行供电,压缩机与SVPWM驱动板相连。

本实用新型中的处理器以高性能、低功耗的STM32F103XX为处理器,通过对样气露点进行检测传输到STM32F103XX中进行计算,实现电机的调速运行,从而控制样气露点。通过无线模块把实时露点温度和实际温度传输到分析仪器,便于从分析仪器进行设置和监测烟气露点。

电路中处理器是STM32F103xx系列,属于32位ARM微控制器,该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品,其内核是Cortex-M3。

露点传感器的型号为DMT347,露点传感器的内部电路会排除由温度变化、尘埃和老化引起的漂移,从而提供可靠的测量。测量出来的露点会以4-20 mA或RS485信号输出。

温度传感器的型号为SHT75。

无线传输模块,实现露点的设置和发送。

SVPWM驱动板驱动板采用空间矢量脉宽调制,SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准,以三相逆变器不同开关模式作适当的切换,从而形成PWM波,以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。

如图2所示,本实用新型系统上电后,处理器进行初始化配置,包括时钟、通讯端口、定时器、ADC等,初始化完成后,通过温度传感器检测蒸发器的温度。检测值通过RS232传输到处理器芯片中进行判断。(假设)大于零时,则露点传感器检测气体的露点值(其结果通过4-20 mA或RS485信号输出传输到处理器芯片中),和无线模块接收到的设定值进行比较,倘若实测露点值大于(小于)设定值,则通过芯片和SVPWM驱动板共同作用,增大(减小)压缩机转速,从而达到变频控制和稳定露点的目的。至于露点t的选择,可根据经验自行设定,t以上压缩机全速运行,t以下(且温度大于零)进行自适应模糊PID控制。一切设置都从分析仪器的无线模块进行设置,所检测到的温度值、露点值和系统的运行状态都通过无线模块发送到分析仪器总界面,从而达到从总界面就可以完成对冷凝器的操作的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进,这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

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