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基于PLC的清灰系统装置设计,基于,PLC,系统,装置,设计
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湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目：基于PLC的清灰系统装置设计专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2006183813 姓 名： 何 超 指导教师： 李 卫 完成日期： 2010年05月20日 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书设计（论文）题目： 基于PLC的声波清灰系统装置设计 学 号： 2006183813 学生姓名 何 超 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 李 卫 系主任： 1、检索基于PLC的声波清灰系统装置设计的发展动态，分析现状； 2、完成基于PLC的声波清灰系统控制方案设计； 3、完成声波清灰系统中控制系统的设计； 4、完成声波清灰系统中硬件，软件和抗干扰系统的设计； 5、总结基于PLC的声波清灰装置系统设计的体会和收获； 6、完成毕业论文的文稿工作，要求：总字数不低于一万字，使用A4编辑及打印装订成册； 7、技术图纸：控制系统原理图1张（0号）、控制系统程序流程图1张（0号）、控制系统程序流程分图1张（1号）； 8、翻译英文技术资料：翻译基于PLC的声波清灰系统装置设计（或相关课题）开发及研究的英文资料。要求：3000单词，复印原稿与翻译(打印)稿同册装订。 二、重点研究的问题： 1、基于PLC声波清灰系统方案选择设计； 2、基于PLC声波清灰系统中硬件和软件系统的设计； 3、基于PLC声波清灰系统中抗干扰系统的设计。 三、进度安排 各阶段完成的内容起止时间1资料检索、查询2010年2月20 日 3月5 日2系统总体方案构思及设计2010年3月6日 3月20日3完成声波清灰系统方案选择设计2010年3月 21日 4月10日4完成声波清灰系统硬件的设计 2010年4月11日 4月25日5完成声波清灰系统软件的设计2010年4月26日 5月10日6毕业设计说明书撰写和编辑2010年5月11日 5月19日7交毕业设计说明书和图纸，答辩准备2010年5月 20 日 5月 25 日四、应收集的资料及主要参考文献 1 严盈富. 西门子S7-200PLC入门 M. 北京：人民邮电出版社，2007.6：123127. 2 马丁. 西门子PLC200/300/400应用程序设计实例精讲M. 北京：电子工业出版社，2008.10：2527. 3 郭柄君，黄旭. 深入浅出PLC技术及应用设计M. 北京：中国电力出版社，2008：254-280. 4 熊诗波，黄长艺. 机械工程测试技术基础M. 北京：机械工业出版社，2006.5：68-175. 5 阎石. 数字电子技术基础M. 北京：高等教育出版社，2004:506-545. 6 王永华. 现代电气控制及PLC应用技术M. 北京：北京航空航天大学出版社，2008.2:1-407. 7 杨世平,周述璋等. 现代工程图学M. 湘潭：湘潭大学出版社，2000.2. 8 廖华等. AutoCAD工程绘图M. 长沙：湖南科技出版社，1998. 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2006183813 姓名 何 超 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书）题目：基于PLC的声波清灰系统装置设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人： 2010年6月 日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学 号： 2006183813 学生姓名： 何 超 专 业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 51 页 图 表 3 张论文（设计）题目： 基于PLC的声波清灰系统装置设计 内容提要： 本毕业设计说明书主要介绍了工业声波清灰方式和发展状况，分析了传统清灰方式的缺点与不足，同时介绍了声波清灰系统的工作原理和具体应用。把PLC技术引入到声波清灰系统中来，提出了基于PLC的声波清灰系统装置设计，详细分析了用PLC控制的声波清灰装置的优势。 本毕业设计说明书阐述了工业省煤器中采用PLC自动控制清灰装置的设计，利用传感器和PLC对工业省煤器内壁积灰实行实时自动检测控制，从而做到及时清灰，提高工业生产效率，降低生产成本。设计说明书根据实际的输入输出接口和生产成本方面选择了合适的CPU和外围I/O设备，并作出系统原理图和流程图，同时具体的列出了系统工作的梯形图和语句表。最后分析了PLC抗干扰设计的各项措施，并根据实际情况从硬件和软件两方面选用较合理的抗干扰措施。指导教师评语何超同学在毕业设计中，工作态度端正，能积极努力地学习与钻研。毕业设计选题较合适，系统设计方案较合理，毕业说明书书写、编辑较规范，论述较充分、通顺、清晰，图表及文献引用较为规范，反映了该生具有一定的分析问题、解决问题的能力，文献资料检索、利用和外文阅读翻译能力得以提高，较好地完成了毕业设计任务要求。建议评定毕业设计成绩为：良好。指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日目 录第一章 引言 .1 1.1 声波清灰技术简介 .1 1.2 声波吹灰器产品的优点和条件限制 .1 1.3 声波吹灰装置的应用范围 .3第二章 声波清灰器清灰经济性分析 .4 2.1 声波清洁器吹灰原理 .4 2.2 声波清洁器工作效果 .4 2.3 声波清洁器与蒸汽吹灰器运行费用比较 .5 2.4 声波清洁器优缺点 .6 2.4.1 声波清洁器优点 .6 2.4.2 声波清洁器不足 .6 2.5 蒸汽吹灰器优缺点 .6 2.5.1 蒸汽吹灰器优点 .6 2.5.2 蒸汽吹灰器不足 .6 2.6 经济分析结论 .7第三章 基于PLC的锅炉烟灰省煤器清灰系统设计 .8 3.1 确定设计任务书 . 8 3.2 确定外围I/O设备 .8 3.3 选定PLC的型号 . 8 3.4 编制PLC的输入/输出分配表 .8 3.5 声波清灰系统使用注意事项 . 9 3.5.1 声波清灰系统组成 .9 3.5.2 供气 .10 3.5.3 供电 .10 3.5.4 供油 .11 3.5.5 噪声防范 .11 3.6 传感器的选择. 113.7 声波清灰器控制工艺图,PLC接线图示意图及流程图.133.8 清灰系统控制程序 . 16 3.8.1 清灰系统控制程序梯形图 .16 3.8.2 清灰系统控制程序语句表 .19第四章 PLC抗干扰设计 .22 4.1 PLC系统硬件方面抗干扰设计 .22 4.1.1 外界干扰的主要来源 . 22 4.1.2 防硬件方面干扰的措施 . 22 4.1.3 最终筛选设计 . 26 4.2 PLC系统软件方面抗干扰设计 . 26 4.2.1提高PLC软件方面抗干扰的措施 .26 4.2.2故障检测程序设计 .29 4.2.3最终筛选设计 .32结论 . 33致谢 . 34参考文献 .35附录I系统工艺图、电原理图、流程图 .36附录II外文文献翻译 .37附录III外文文献原文 .44 基于PLC的声波清灰系统装置设计摘要：本课题是针对如今锅炉烟灰省煤器很容易在内壁形成积灰，降低了省煤器的效率，从而提出了基于PLC的声波清灰方法。 本文首先简单介绍了声波清灰技术，包括声波清灰器的经济性和优缺点，然后以锅炉省煤器清灰为例，设计了一套基于PLC的声波清灰系统，本文较详细的介绍了声波清灰系统的中央控制系统，硬件设计，软件设计还有外围接口电路设计，最后还从硬件和软件两方面提出了抗干扰措施。关键词：PLC、声波清灰、程序 Based on the sound of PLC system designSummary：This topic is now boiler soot economizer easily in wall formation deposited, reduced the economizer, thus the efficiency is proposed based on PLC sound grey method. This paper briefly introduces the technology, including the sound waves the advantages and disadvantages of the economy, and then to the boiler economizer design as an example, based on PLC system of sound, this paper introduces in detail the sound system in central control system, hardware design, software design and peripheral interface circuit design, finally from two aspects of hardware and software anti-interference measures put forward.Keywords: PLC、sound waves、progra第一章 引 言1.1声波清灰技术简介清灰技术是利用一定压力的压缩空气通过特制的气流射流环，高速喷射在一个特制的共振腔体上，将压缩空气的能量调制成一定频率、振幅和声强的声波，这种所调制出的声波是一种以能量形式存在的机械波。声波快速而剧烈地振动，使周围作用空间的空气不断地压缩和放松，形成稠密与稀疏的变化的纵波，这种密疏相间的变化在其作用空间传播，对积灰、结垢在受热面的附着状态产生反复作用，使其发生“声致疲劳”断裂而剥离或破碎，脱离受热面表面，随着流动的烟气带出烟道而达到清灰的目的。这种声波吹灰器利用了声波具有的直射、反射、折射及绕射的物理特性，可以充满所作用的所有空间而不留死角，对于采用动能冲刷原理的吹灰装置作用不到的死角、拐角、边角、背面等均为声波的作用场，这正是声波清灰装置别于其他形式的吹灰原理最明显的技术优势。在正常运行条件下启动声波除灰，则由于声波的连续作用，使灰尘颗粒在声波的连续作用下，沉积、吸附条件被破坏，难以在锅炉受热面沉积和附着，使受热面持久保持洁净。这种声波吹灰器可根据启动时省煤器进口烟气温度变化曲线调整运行时间和间隔周期，相对蒸汽吹灰装置，它随着受热面积灰的形成，到达一定程度即可启动运行。在操作过程中，技术人员通过监视低温过热器、低温再热器和省煤器的进出口温度变化，找出积灰的形成、增厚规律，然后根据此规律，及时启动声波吹灰器，可以有效地破坏积灰形成的条件，对其形成进行有效地阻扰。相比蒸汽吹灰装置，这种吹灰器启动相对比较频繁，因为它不必考虑对受热面管道的吹损问题，而间隔时间也比较短，所以它可以有效地阻止积灰的生成，更科学、理性地控制灰垢形成，并且有可能做到经济吹灰，优化吹灰。从而达到持久保持受热面清洁、提高传热效率的目的。 这种声波吹灰器还通过声学耦合增大声波的传播距离以及对黏附在受热面上灰尘颗粒的作用强度。可以保证该类型的声波吹灰器可以使用在大型锅炉水平和竖井烟道。1.2声波吹灰器产品的优点和条件限制 免维护声波吹灰器工作时无转动、传动部件、设备及油润滑装置，不存在机械卡涩、阻滞、断油等机械故障，一旦安装，万事大吉。它的耐高温、耐腐蚀材料和强力耐磨损表面涂层使其可以适应在任何容量机组锅炉的水平、竖井烟道的任何工况条件，让运行变得无忧无虑，正常运行中基本无需维护便能自动、可靠地工作，减轻了除灰技术人员的劳动强度，是“免维护型”吹灰器。 工作可靠它的主要部件发声体、声学耦合喇叭等所用的金属材料均为高合金奥氏体不锈耐热钢，其材料标准标称温度为1100，在可能被磨损的关键部位，采用了当前先进的等离子表面喷涂钴基合金技术，使其耐磨性能大大提高。主要的正常维护就是周期性地清理空气过滤器滤芯和巡检日常工作，别无其他维护可做，方便可靠。 3.对受热面不形成吹损、可持久保持受热面清洁在利用动能吹灰（如蒸汽吹灰）过程中，清灰过程经历了清理少量积灰积灰加剧灰垢形成再清理的循环，由于考虑到对受热面管道的强烈磨损，不能频繁启动，导致积灰加剧到一定程度时才启动清灰装置；而声波吹灰由于不依靠动力吹灰，不会吹损受热面，长时间使用可以大大减少受热面管道的磨损和爆管事故，安全可靠。可以根据设计任意启动，清灰运行时间不受限制，可以有效地阻止积灰的形成，具有“长效”清灰作用。根据锅炉不同的积灰特点，声波吹灰器可全自动周期性投入运行，需要时启动，不需要时即停止，使锅炉在整个连续运行的时间内，均能得到很好地清灰； 4.大功率共振腔声学耦合单元采用了近锥体声音耦合喇叭，使声波作用距离达到10M以上（在试验环境下，声波吹灰器的声强在距离声源24M时检测值为130dB，试验灰椎尖顶部分表面在声波作用下完全破坏），扩展了声波除灰的空间。如果在600MW机组锅炉上使用，其作用声场已经可以完全覆盖需要清灰的空间，克服了以往声波除灰功率小、声场作用半径小的缺陷，拓展了声波除灰的应用环境。 5. 内置式安装，环保、噪音小声波清灰器可以设计成炉墙式、内置式安装、发声部件全部在炉内，在炉墙安装时，采用了填充保温、隔热材料的负压墙（隔音）箱，可有效地防止声波噪音对运行环境所造成的影响，炉外声强级80dB，完全符合国家环保标准。如果采用了全部的炉内安装，在比较好的炉墙隔音条件下，更可以大大降低其噪音，达到65 dB，对现场巡检人员和其他工作人员不构成噪音威胁。声波吹灰器由于其特殊的制造材料，使其可以适应任何现场苛刻的运行环境，具有灵活的安装方式和分组运行方式，保证了在大型临界和超临界机组锅炉受热面条件下的作用距离和更加优异的吹灰效果。该类型声波吹灰装置的条件限制：安装点的烟气流速一般应4m/s，以便由于声波作用从受热面管道上剥离的灰尘颗粒顺利被流动烟气带出；不能用于灰尘颗粒处于软化温度或者接近软化温度的区域，否则将会影响声波作用效果；在锅炉炉膛内部不可用，折焰角前部区域不推荐使用。要求有比较稳定的压缩空气源（一般为厂用杂风），压力应保证在0.35MPa以上，并且保证按照分组要求，保证每组数台吹灰器同时运行时，压力降幅度小，有稳定的流量-压力曲线。推荐采用压力蓄势空气储罐。采用洁净压缩空气源：推荐采用两级空气过滤装置，一级在空压机前部设置，第二级设置在母管位置。1.3声波清灰装置的应用范围(1)降低由于滤袋除尘器压差高或电除尘器运行效果差所引起的能耗减小由过分物料堆积引起的非计划停车和维修;(2)最大限度地发挥设备的工作效率以提高产量减小物料流动问题引起的混合比例失调;(3)运用声波可以保持多孔板清洁并确保正确的气流分布;(4)可作为电除尘器的辅助清灰或单独清灰系统;(5)对静电除尘器极板和极线的辅助清灰;(6)清除静电除尘器入口均流孔板的积灰;(7)清除风机内壳和转子上的积灰;(8)清除料仓、灰斗内壁上的积灰;(9)运用声波可以保持多孔板清洁并确保正确的气流分布; (10)可作为电除尘器的辅助清灰或单独清灰系统;(11)对静电除尘器极板和极线的辅助清灰;(12)清除静电除尘器入口均流孔板的积灰;(13)清除风机内壳和转子上的积灰;(14)清除料仓、灰斗内壁上的积灰. 第二章 声波清灰器清灰经济性分析目前国内火力发电机组清灰设备以蒸汽吹灰器为主,由于结构上的特点,加上锅炉热胀冷缩,吹灰管常有卡住、失灵及漏汽现象,设备故障率较高；维修工作量较大,在有些电厂不能经常投入使用,甚至装而不用,造成受热面积灰严重,排烟温度高,从而大大降低了锅炉热效率,给电站造成巨大的损失。选择运行安全性能可靠的吹灰设备,为国内电厂所关注。有些电厂在锅炉上采用了瑞典科康声力公司的声波清洁器来清洁受热面,收到了较好的效果。仅就当前所掌握的材料将声波清洁器吹灰器与蒸汽吹灰器作简要分析对比。2.1声波清洁器吹灰原理声波清洁器工作原理是,金属膜片在压缩空气的作用下产生声波,受热面上的积灰在声波的作用下,处于松动和悬浮状态,便于被流动的烟气带走,从而清除受热面上的积灰。2.2声波清洁器工作效果上海吴泾热电厂SG40/h炉原设计有蒸汽吹灰器,后因故障多,不能正常投运而拆除,安装了四台声波清洁器,进行了安装声波吹灰器前后的对比。表2-1是声波清洁器投运前后在再热器和省煤器蛇形管相同长度上取得灰样称重和积灰厚度测量的结果。可以看出,声波清洁器投运后,蛇形管上积灰有明显的减少,且受热面积灰松散易除去。表2-1：投运前（95.11.18）投运后（95.5.6）积灰厚度/mm重量/g积灰厚度/mm重量/g再热器最大11.036.08.012.0最少3.01.5省煤器最大11.025.09.015.0最小3.02.0表2-2是4台声波清洁器全部投运后烟温和汽温的变化。表2-2： 投前 投后 变化再热器烟温差/ 208 . 0 219 . 0 11. 0省煤器烟温差/ 109 . 0 112 . 0 3 . 0再热汽温升/ 207 . 5 216 . 0 8 . 5再热器出口汽温/ 527 . 0 537 . 0 10 . 0省煤器出口温度/ 375 . 0 360 . 0 15 . 0排烟温度/ 176 . 5 172 . 0 4 . 5表2-3 是声波清洁器投入前后再热器吸热量的变化。若取:(1)排烟温度每下降1(相当于锅炉热效率提高0.05%)节约标准煤20kg/h;(2)再热汽出口温度每上升1,节约标准煤5kg/h;(3)燃煤低位热值18.84M/kg,煤价240元/吨;(4)年运行7000h等。 表2-3投前投后主蒸汽流量/th-1369.0372.0计算再热器流量/th-1315.0319.0再热器进口烟温/620.0623.0再热器出口烟温/412.0412.5再热器进口汽压/MPa2.222.215再热器进口汽温/323.5324.0再热汽进口焓/kJkg-13517.373539.52再热器出口汽压/MPa2.202.195再热器出口汽温/527.0537.0再热汽出口焓/kJkg-13517.373539.52再热器吸热量/106kJh-1141.06149.52再热汽焓增/kJkg-1447.85468.70 根据试验结果,声波清洁器投运后,再热汽出口汽温提高10,排烟温度下降4.5,全年可节约标准煤980t,折合人民币3616万元。中华人民共和国劳动部劳动保护科学研究所,应劳动部锅炉压力容器检测研究中心的要求,对由瑞典科康声力公司(KOC,KUM,SONICS1AB)制造的IKT230/220声波清洁器进行了噪声测试,按照“工业企业噪声检测规范”进行测试结论为:符合工业企业噪声控制设计规范的要求,在常规外部隔声处理以后,清洁器工作时产生的噪声,对周围作业人员不造成健康危害,亦不影响环境质量。2.3声波清洁器与蒸汽吹灰器运行费用比较齐鲁电厂5#炉、6#炉均为HG410t/h锅炉,分别安装9台蒸汽吹灰器和10台声波清洁器,若取:(1)蒸汽吹灰器耗费蒸汽量12kg/sec(9台计);蒸汽吹灰器压力1.281.47MPa;(3)蒸汽介质温度350;(4)蒸汽吹灰行程时间6min;(5)蒸汽吹灰行程电动机功率5.4k台计) ;(6)每班蒸汽清洁次数1次;(7)声波清洁器所需空压机功率55(供10台声波清洁器) ;(8)声波清洁器5分钟鸣音时间1分钟;(9)每吨煤能产生吹灰蒸汽10t;(10)供电煤耗0.377kg/kWh;(11)每年运行7000h;(12)燃煤热值和煤价同上等。9台蒸汽吹灰器全年需用蒸汽7560t,合人民币18114万元,而10台声波清洁器全年耗能折煤29.03t合人民币0.7万元。声波清洁器每年检修费用2700元,蒸汽吹灰器每年检修费用6000元。如不计及声波清洁器和蒸汽吹灰器在设备安装和日常维修管理等费用上的差别,仅考虑声波清洁器的节能效果和它们在运行费用上的差别,那么用声波清洁器代替蒸汽吹灰器,一年能收回设备投资费用。2.4声波清洁器优缺点 2.4.1声波清洁器优点(1)设计先进,结构简单可靠,起停操作方便,运行安全,维修工作量极小,检修容易,费用低、安装简便;(2)声波可以贯穿和清洁难以达到的位置, 清洁半径5m,对受热面不会产生机械磨损,不会产生湿分而引起锅炉尾部受热面的腐蚀和堵塞;(3)介质为空气,压力0.400.55MPa,非常容易满足;(4)设备费用回收周期短等。 2.4.2声波清洁器不足(1)对于炉膛或对流受热面结渣,声波吹灰器无能为力;(2)低温段空气预热器的腐蚀和严重堵塞灰垢无法清除;(3)难以清除受热面管子上已结成的坚硬灰垢。2.5蒸汽吹灰器优缺点 2.5.1蒸汽吹灰器优点(1)蒸汽来源比较充裕;(2)蒸汽吹灰系统的初投资较低;(3)对结渣性较强、煤灰熔点低、较粘的灰,蒸汽吹灰比较有效等。 2.5.2蒸汽吹灰器不足(1)吹灰时需耗费蒸汽,因而需增加锅炉补充水及水处理设备运行费用;(2)增加排烟中的含湿量,使烟气露点温度提高,可能导致空气预热器冷端堵灰和腐蚀加剧;(3)维修费用较大,尤其长伸缩吹灰器;(4)吹扫半径2m左右,且易吹坏受热面引起爆管,导致停炉检修,蒸汽吹扫遇到密集管束速度减弱大,吹灰有效范围小等。2.6 经济分析结论(1)声波清洁器结构简单,无转动机械,无吹扫介质冲刷受热面,运行安全可靠。同时,它可以吹扫蒸汽吹灰难以达到的空间,而且除灰效果比较明显,应该大力推广和应用。(2)若以设计参数为基准,安装声波吹灰器后可以使锅炉效率提高0.715%,实际最大吹灰效果可使锅炉效率提高1.655%。(3)实测声波清洁器噪音在8085dB左右,小于国际安全与健康机构(OSHA)规定的允许值(107dB),对运行人员的健康不会产生危害。(4)声波清洁器初投资比蒸汽吹灰器高(近乎215倍),但其回收期却比蒸汽吹灰器快得多,而且声波清洁器的安装、运行和检修费用都比蒸汽吹灰器低得多。 第三章 基于PLC的锅炉烟灰省煤器清灰系统设计 3.1 确定设计任务书 有一锅炉烟灰省煤器很容易在内壁形成积灰，积灰降低了省煤器的效率，这就需要一个很好的清灰系统，及时的清理好内壁积灰。由于烟气温度影响烟灰凝结在省煤器内壁的容易程度，所以可以根据烟气进入省煤器时的温度调整声波清灰器的启动，启动延长时间，启动频率和停止。3.2 确定外围I/O设备 本设计使用温度H、I、L三个传感器，分别对应的检测温度为520、460、400和一台声波清灰器。3.3选定PLC的型号 选用的PLC是西门子公司的S7-200系列小型PLC-CPU222，本机集成8输入/6输出，并且可以扩展2个模块。3.4 编制PLC的输入/输出分配表 表3-1 I/O分配表 编号 地址 说明 功能数字输入 1 I0.0按钮启动，上升沿有效 2 I0.1按钮停止，上升沿有效 3 I0.2温度传感器温度检测H上升沿有效 4 I0.3温度传感器温度检测I上升沿有效 5 I0.4温度传感器温度检测L上升沿有效 6 I0.5手动开关手动控制电磁阀 数字输出 1 Q0.0声波清灰器电源清灰器启动/停止 2 Q0.1声波清灰器电磁阀清灰器按方式A进行 3 Q0.2声波清灰器电磁阀清灰器按方式B进行 4 Q0.3声波清灰器电磁阀清灰器按方式C进行 5 Q0.4报警灯报警灯亮 6 Q0.5声波清灰器电磁阀清灰器按手动控制方式说明：方式A：当进入省煤器烟灰温度达到400而低于460时，清灰器每隔6分钟启动一次，每次启动30。方式B：当进入省煤器烟灰温度高于460而低于520时，清灰器每隔8分钟启动一次，每次启动20。方式C：当进入省煤器烟灰温度高于520时，清灰器每隔10分钟启动一次，每次启动10秒设计原理：由于进入省煤器时烟灰温度不同，导致烟气在省煤器内壁的凝结的难易程度不同，所以可以通过测定进入省煤器烟灰的温度而调节声波清灰器的启动频率和启动时间，更好的及时清灰和节省能耗，提高生产效率，降低生产成本。3.5 声波清灰系统使用注意事项 声波的声强和频率按静电除尘器的具体结构和粉尘性质进行设计计算。声波的声强由下式求得。 I = P2P0 C0 式中 I声强 , W/ m2; P有效声压 , Pa ; P0 空气的密度 , Kg/ m3; C0 空气中的声速 , m/ s。 声强级是表示声强相对大小的指标 , 其数学式如下。在工程设计中可以按声强计算 , 但在测量时一般换算为声强级 , 计量单位为 dB (A) 。 L1 = 10 lgI/I0 式中 L1 声强级 , dB ; I 某声场声强 , W/ m2; I0 基准声强 , 10 - 12W/ m2。 清灰间隔时间不能太长 , 以确保灰垢相互之间尚未牢固地结合 (一般的循环时间是每隔 510min开启1030s) 。 首次使用时 , 表面必须已经是清洁的 , 因为声波清灰仅仅是阻止新的灰垢层的形成 , 而较难把已结垢的尘块完全打开。 在应用中是用一个或几个发声器每隔一段时间就发生一次 , 并持续不断地循环来达到目的。在恶劣工况下需频密地发声。 积灰必须是干燥和粉未状的 , 湿气越少清洁效果越好。3.5.1 声波清灰系统组成 静电除尘器的声波清灰系统发生器、贮气包、减压阀、压力表、过滤器、油雾器、电磁阀、时间控制器和气路、电路等部分组成 (见图3-1) , 其中声波发生器是主要部件。图3-1 声波发生器 1. 电磁阀 2. 时间控制器 3. 声波发生器 4. 油雾器 5. 试压表 6.减压表 7. 过滤器 3.5.2 供气 压缩空气的供气压力和流量是保证声波发生器正常工作的重要条件。在正常情况下 , 要求的压力 014MPa , 流量 14m3/ min , 这是因为每个发生器工作320S就够了 , 在两次清灰之间 , 空气压缩机可以很快恢复原来的压力 , 设计中气路上应设一个13m3的贮气包 , 以便压气顺利恢复。贯通膜片两边的气孔 , 是为鸣音进气压力 01400155MPa而设计的。设计计算时 , 考虑到正常管道压降情况 , 此时压缩气源压力为 016017MPa。度量压力以鸣音时为准。声波发生器用的压缩空气 , 应经主过滤器隔除杂质及水份。因为尘垢杂质会影响声波生器正常操作 , 所以每个声波发生器还需要其独立的过滤器 ,并在组装系统前 , 先吹清输气管内所有杂质。3.5.3 供电 声波清灰系统要求的电量很少 , 但是电气器件的质量要求很严格。设计中电磁阀和时间控制器可选用厂家配套的产品 , 时间控制器供给的电源号必须与电磁阀电压匹配 , 否则不能正常工作。电磁阀的耐温由生产厂家提供 , 一般不应大于80 , 而且电磁阀至声波发生器的距离 2m。声波发生器出厂前应附有一个正常关闭的电磁阀 , 阀内有一个气孔 , 用来流通冷却气 , 因此不可用其他电磁阀代替。3.5.4 供油 为降低膜片与顶盖及内壳的磨损 , 每个声波发生器应设计一个独立的油雾器。油雾器的供油量为每23S1滴较为适合。油雾器每周加一次抽 , 加油量约为013L , 油的标号为30 #透平油。3.5.5 噪声防范 “声波泄漏”是客观存在的问题 , 因此设计时 ,应注意避免将会产生的噪声问题。当声波发生器工作时 , 所产生的声浪可能达 130dB (A) 以上 , 因此 , 在声波发生器的操作电源及压缩气源未完全切断时 , 严禁人在扬声空间范围内工作。声波发生器每次发音维持 320S , 每天的发音时间总和将长达 2060min。从防范噪音来说 ,在每个新的声波发生器的外壳周围 , 要设计一个 4- 5mm厚钢制的隔音罩 , 内附 100 - 200mm厚的矿质棉。隔音罩应安装在壁板上 , 而不可安装在声波发生器法兰上。 3.6 传感器的选择 传感器有很多种分类方法。按被测物理量的不同，可以分为位移传感器、力传感器、温度传感器等；按传感器工作原理的不同，可以分为机械式传感器、光学式传感器、流体式传感器等；按信号变换特征也可分为物性型传感器与结构型传感器；根据敏感元件与被测对象之间的能量关系，也可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器；按输出信号分类，可分为迷你式传感器和数字式传感器等。 物性传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换的。例如，水银温度计时利用了水银的热胀冷缩性质；压力测力计利用的是石英晶体的压电效应等。 结构型传感器则是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转变的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 能量转换型传感器，也称无源传感器，是直接由被测对象输入能量使其工作的，例如，热电偶温度计、弹性压力计等。在这种情况下，由于被测对象与传感器之间的能量交换，必然导致被测对象状态的变化和测量误差。 能量控制型传感器，也称有源传感器，是从外部供给能量使传感器工作的，并且由被测量来控制外部供给能量的变化。例如，电阻应变计中电阻接于电桥上，电桥工作能源由外部供给，而由被测量变化所引起电阻变化来控制电桥输出。电阻温度计、电容式测振仪等均属此种类型。 另一种传感器是以外信号（由辅助能源产生）激励被测对象，传感器获取的信号是被测对象对激励信号的响应，它反映了被测对象的性质或状态。例如，超声波探伤仪、射线测厚仪、X射线衍射仪等。 根据实际情况，被测温度在0600左右，所以我选择热电偶温度计，该温度计能测温度范围在01600。能量转换型传感器工作原理如图3-2所示。图3-2 能量转换型传感器工作原理 3.7 声波清灰器控制工艺图，PLC接线图示意图及流程图声波清灰系统控制点工艺图及PLC接线图图3-3声波清灰系统控制点工艺图 清灰系统控制PLC接线图 图3-4 系统控制PLC接线图 清灰系统流程图 图3-5 清灰系统控制流程图 3.8 清灰系统控制程序 3.8.1 清灰系统控制程序梯形图Network1.清灰系统启动/停止，I0.0输入为1，I0.0常开变常闭，M0.0得电，启动系统，I0.1输入为1.，I0.1常闭变断开，M0.0失电，停止系统。图3-6 清灰系统启动/停止Network2.检测，当检测的温度高于400而低于460时，I0.4输入为1，I0.4常开变闭合，定时器T37，T38和计数器C21开始计时，计数。图3-7 当检测温度高于400时的梯形图Network3.检测，当检测温度高于460而低于520时，I0.3输出为1，I0.3常开变闭合，定时器T37,T39和计数器C22开始计时，计数。图3-8 当检测温度高于460时的梯形图Network4.检测，当检测温度高于520时，I0.2输入为1，I0.2常开变闭合，定时器T37,T40和计数器C23开始计时，计数。图3-9 当检测温度高于520时的梯形图Network5.逻辑检测程序，当程序出现错误时，Q0.4输出为1,报警灯亮。图3-10 逻辑检测程序3.8.2 清灰系统控制程序语句表 LD I0.0 O M0.0 AN I0.1 = M0.0 LD M0.0 AN I0.2 AN I0.3 A I0.4 AN T37 TON T37,600 LD T37 LD SM0.1 O I0.5 O C21 CTU C21,6 LD C21 TON T38,300 LD T38 = Q0.1 LD M0.0 AN I0.2 A I0.3 AN I0.4 AN T37 TON T37,600 LD T37 LD SM0.1 O I0.5 O C22 CTU C22,8 LD C22 TON T39,200 LD T39 = Q0.2 LD M0.0 A I0.2 AN I0.3 AN I0.4 AN T37 TON T37,600 LD T37 LD SM0.1 O I0.5 O C23 CTU C23,10 LD C23 TON T40,100 LD T40 = Q0.3 LD M0.0 AN I0.2 AN I0.3 A I0.4 = M0.1 LD M0.0 AN I0.2 AN I0.4 A I0.3 = M0.2 LD M0.0 AN I0.3 AN I0.4 A I0.2 = M0.3 LDN M0.1 AN M0.2 AN M0.3 = Q0.4LD I0.5= Q0.5 第四章 PLC抗干扰设计4.1 PLC系统硬件方面抗干扰设计由于PLC是专门为工业生产环境设计的装置,因此一般不需要再采取特殊措施就能直接用于工业环境中。但如果工作环境过于恶劣,如干扰特别强烈,可能使PLC引起错误的输入信号;运算出错误的结果;产生出错误的输出信号;造成错误的动作,就不能保证控制系统正常、安全运行。因此为提高控制系统的可靠性,在设计时采取相应有效的抗干扰措施是非常必要的。4.1.1 外界干扰的主要来源 1.电源的干扰供电电源的波动以及电源电压中高次谐波产生的干扰。 2.感应电压的干扰PLC周围邻近的大容量设备启动和停止时,因电磁感应引起的干扰;其它设备或空中强电场通过分布电容串入PLC引起的干扰。 3.输入输出信号的干扰输入设备的输入信号线间寄生电容引起的差模干扰和输入信号线与大地间的共模干扰;在感性负载的场合,输出信号由断开闭合时产生的突变电流和由闭合断开的反向感应电势以及电磁接触器的接点产生电弧等产生的干扰。 4.外部配线干扰 因各种电缆选择不合理,信号线绝缘降低,安装、布线不合理等产生的干扰。4.1.2 防硬件方面干扰的措施电源干扰是PLC干扰源之一,其主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的。在干扰较多或对可靠性要求很高的场合,应积极采取措施加以抑制。 1.使用隔离变压器使用隔离变压器可以抑制由电源串入的外来干扰,提高抗高频共模干扰能力。屏蔽层要良好接地以减少绕组间分布电容,提高抗高频干扰能力;次级连接线要使用双绞线以减少电源线间干扰。 2.使用低通滤波器使用低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”,在一定的频率范围内有一定的抗电网干扰的作用。但在选择好的滤波器的频率范围上存在困难。因此常用的方法是在PLC交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器。如图4-1所示。图4-1 隔离变压器和低通滤波器抗干扰电路 3.用直流电源代替交流电源在电力系统中,直接使用220V直流电源(最好采用稳压电源或蓄电池),给PLC供电,可以明显地减少电源的干扰。 4.对PLC独立供电如图4-2所示,将PLC、I/O通道和其它设备的供电分离开来,对PLC采用单独的供电回路,可以避免其它设备(尤其是大容量设备)的起停对PLC的干扰。图4-2 PLC单独供电电路 5.PLC接地设计良好的接地是PLC安全可靠运行的重要条件。可以减少因电位差引起的干扰电流,通过接地线可减少混入电源线、输入/输出信号线的干扰;可以防止由漏电流产生的感应电压。PLC与其它设备最好分别使用接地装置,如图4-3(a)所示。如果不能采用专用接地装置,可采用其它接地方式,如图4-3(b)所示。不能采用共通接地方式。接地特别应避免与电动机、变压器等大容量设备共通接地。另外如图4-3(c)所示。接地时应注意接地电阻小于100,接地线大于2mm2,PLC与接地点之间距离不大于50m。图4-3 接地方式 6.强烈干扰环境中的隔离措施由于PLC光电耦合器中发光二极管的最小工作电流仅几毫安,因而在电磁场强、电压高、电流大、腐蚀性强的工业环境中,容易使光电耦合器的隔离作用失效,使PLC产生误动作。为提高抗干扰能力,在这些场合,可用继电器来隔离,因线圈吸合电流为几十毫安;串行通信时,采用光纤来传输和隔离,或采用带光电耦合器的通信接口。 7.防输入/输出信号干扰的措施如PLC输入/输出端有感性负载,当控制触点断开时,电路感性负载会产生比电源电压高得多的反电势,当触头闭合时,会产生电弧,对控制系统产生干扰。为防止损坏模块,应采取在负载两端并接阻容串联吸收电路或压敏电阻(对交流输入信号而言),如图4-4(a)所示。或在负载两端并接续流二极管(对直流输入信号而言),如图4-4(b)所示。元件参数设定可参考表4-1数据。图4-4 输入/输出电路抗干扰措施表4-1元件参数设定处理电路处理方法参 数交流电路干扰处理并接RC吸收电路R值C值并接压敏电阻471200.1F0.47F直流电路干扰处理并接续流二极管标称电压为电源电压的1.71.9倍额定电压大于电源电压3倍,电流1A 8.防外部配线干扰的措施为防止或减少因外部配线引起的干扰,在配线时要做到以下几点: a.PLC的接地线与电源线或动力线分开; b.信号远距离传送,模拟信号线和高速信号线应选用屏蔽电缆; c.PLC应远离强干扰源; d.信号线应尽量靠近地线或接地金属导体; e.输入/输出线分开走线,并保持一定距离; f.交流线与直流线要使用不同的电缆; g.不同的信号线用不同的插接件; h.当信号线距离在300m以上时,用中间继电器转换信号或使用PLC的远程I/O模块。当断路器因短路、过载保护动作跳闸时,在短路的瞬间会出现低电压,这时电容C对时间继电器KT线圈放电,使时间继电器 KT线圈保持通电状态,时间继电器的延时断开的常闭触头KT仍然处于断开状态,而不能使中间继电器KA线圈得电,即断路器因短路、过载保护运作跳闸后不能自动恢复供电。 4.1.3 最终筛选设计根据设计的简单、经济、实用等综合因素考虑，因为清灰器要频繁启停，所以将PLC、I/O通道和其它设备的供电分离开来,对PLC采用单独的供电回路,可以避免其它设备的启停对PLC的干扰。同时对PLC和其他设备采用专用接地方式，减少因电位差引起的干扰电流,通过专用接地线可减少混入电源线、输入/输出信号线的干扰;可以防止由漏电流产生的感应电压。PLC单独供电电路见图4-5。图4-5 PLC单独供电电路图4.2 PLC系统软件方面抗干扰设计 PLC作为新一代工业控制计算机因其具有体积小、功能强、通用性好、实用性强、硬件配套齐全、用户程序编程简单且易于维护等优点而广泛应用于工业领域。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的 安全生产和经济运行。影响PLC控制系统可靠性的因素很多,主要有安装环境、电源与接地、输入/输出电路及信号等。相关提高PLC 系统可靠性的硬件措施在许多文献中都有较详尽的阐述,但对利用软件编程提高PLC控制系统可靠性进行的研究还不太多。PLC内部具有丰富的软元件,如辅助继电器、定时器、计数器、特殊内部继电器等,利用这些资源设计一些程序,可以有效地提高控制系统的可靠性、安全性。以松下电工的FP1系列PLC为例介绍一些可以有效地提高控制系统可靠性的程序设计方法。 4.2.1提高PLC软件方面抗干扰的措施 1.开关型传感器的“去抖动”措施 当按钮作为输入信号时,则不可避免地产生抖动;当输入信号是接触器或继电器的触点时,有时会产生瞬时跳动,容易引起误动作,影响可靠性。可采用如图4-6所示的开关型传感器消抖梯型图程序,利用PLC内部的定时器来实现消抖。图4-6中,X0为启动信号,X1为停止信号,Y0为输出信号,T0、T1为定时器定时时间,可以根据实际情况和系统要求来确定。图1的程序可保证启动按钮SB1可靠闭合后(015s后)Y0有效,停止按钮SB2可靠闭合后Y0 无效, 有效避免SB1、SB2抖动及外部干扰X0、X1信号引起的误操作,提高信号可靠性和系统容错性。图4-6 消抖梯形图程序 2.数字滤波提高系统可靠性 在对模拟信号多次采样的基础上,通过软件算法提取最逼近真实的数据。常用的数字滤波算法有算术平均法、比较取舍法、中值法等等,可以有效滤除干扰引起的瞬间跳变值,提高系统可靠性。 3.选用可靠性高的信号输入电路及相应程序 图4-7为停止按钮为常开的简单启停控制,图4-8为停止按钮为常闭的简单启停控制。SB1按钮按下,输出Y0=1,停止按钮SB2按下,Y0=0。如果以输出Y0=0为安全状态,则从可靠性角度来看图3的可靠性要高。虽然SB1、SB2都有发生故障的可能,但输入电路开路的现象更为常见。采用图4-8电路及程序,不论SB1、SB2故障还是输入电路开路,输出都为安全状态,保障了系统的安全可靠。 4.选用可靠性高的动作优先程序 图4-9为停止优先程序,图4-10为启动优先程序,图4-9中停止信号X1=1时, 输出信号Y0=0,当X1=0且启动信号X0=1时,Y0=1,称为停止优先程序。图4-10中只要启动信号X0=1,输出Y0=1,当X0=0且停止信号X1=1时,输出Y0=0。在实际使用时根据系统控制要求选择可靠性高的动作优先程序,可以改善系统的可靠性。图4-7 停止按钮为常开的简单启停控制图4-8 停止按钮为常闭的简单启停控制图4-9 停止优先程序 图4-10 启动优先程序 5.输出信号间互锁时需注意的问题 在PLC控制系统中,经常要控制电动机的正、反转。在正、反转切换时,由于PLC的输出刷新是集中进行的,正、反转输出几乎同时转换,即相应控制接触器一个断电释放,一个得电吸合,它们同时动作,有可能断电接触器触点电弧尚未熄灭时得电接触器触点已闭合,造成电源瞬时短路。在设计梯形图时可利用定时器来避免这种情况,保证系统的可靠性。图4-11为利用定时器实现严格互锁程序图, X0 为电机正转切换信号,X1为电机反转切换信号,X2为停止信号。Y0为电机正转输出信号,Y1为电机反转输出信号。在进行正、反转切换时,反转切换为正转时,X0=1,Y1=0,定时器T0开始定时,2s后Y0=1。 4.2.2故障检测程序设计 大量的工程实践说明,PLC外部的输入、输出元件或设备的故障率远远超过PLC本身的故障率,在软件中增加故障检测程序的设计,使PLC能及时、准确地判断系统故障来源,并作出相应处理,可以提高系统的可靠性、容错性。 图4-11 利用定时器实现严格互锁程序图 1.时间故障检测法 以执行机构故障判断为例,当PLC将输出结果通过执行机构对对象进行控制时,如果执行机构发生故障,PLC应能立即判断出来。如输出接触器是否可靠吸和或释放、电磁阀是否可靠地动作都是影响PLC控制系统可靠运行的重要方面。这类问题可采用如图4-12所示的程序较好地解决。图4-12中X1是连接输出接触器KM1的常开触点,定时器T0定时时间设定值比正常情况下接触器动作时间长25%左右。若接触器KM1在定时器定时范围内没有有效动作,则报警输出Y1置位,由故障复位按钮清除。 图4-12 执行故障检测程序梯形图 2.逻辑故障检测法PLC控制系统在正常情况下,各输入、输出信号及中间记忆装置之间存在着确定的逻辑关系。一旦出现异常逻辑关系,必定是控制系统出了故障。因此,可以事先编制好一些常见故障的异常逻辑程序加进用户程序中,当这种逻辑关系实现状态为“1”,就必然出现了相应的设备故障,即可将异常逻辑关系的状态输出作为故障信号用来实现报警、停机等控制。例如某系统正常工作时,其输入信号X0、X1和输出信号Y0、Y1、Y2之间的正常逻辑关系有:X0X1Y0;X1Y1Y2;X0Y2。可用图8所示程序进行逻辑错误检测。R0、R1、R2为合法状态标志,Y4为报警输出。可以看出,当X0、X1、Y0、Y1、Y2的逻辑关系不是上述的三种时,Y4= 1,输出。 图4-13 逻辑错误检测程序梯形图 3.结束语 PLC控制系统硬件是基础,软件是核心,PLC程序设计的好坏直接影响控制系统的性能和可靠性。在实际应用中,充分利用PLC内部丰富的资源,充分了解所控系统的控制需求与工艺流程,在软件设计时采用合适的抗干扰措施,可以大大提高系统的可靠性。 4.2.3最终筛选设计最终筛选，根据实际情况，我给已编程序中加人了逻辑错误检测程序，这样可以更确定系统按正常的程序运作，当出现错误时，逻辑错误检测程序就会报警。逻辑检测程序如图4-14。 图4-14 逻辑检测程序 结 论声波清灰器启动相对比较频繁，因为它不必考虑对受热面管道的吹损问题，而间隔时间也比较短，所以它可以有效地阻止积灰的生成，更科学、理性地控制灰垢形成，并且有可能做到经济清灰，优化清灰。从而达到持久保持受热面清洁、提高传热效率的目的。声波清灰器还通过声学耦合增大声波的传播距离以及对黏附在受热面上灰尘颗粒的作用强度，可以保证该类型的声波吹灰器可以使用在大型锅炉水平和竖井烟道。所以我认为声波清灰方式将是未来各企业都将提倡并采用的一种方式。 感 谢转眼间从期初到了期末，短短的几个月的毕业设计即将过去。在李卫老师的精心指导下，我们的毕业设计告一段落。在此特别向李卫老师表以衷心的感谢！这次毕业设计，不仅使我巩固了以前所学的专业知识，更让我了解到以前未曾探索过的地方，在设计过程中，总会碰到这样那样的问题，虽然让人感到焦头烂额，但探索的过程却又让人心旷神怡。通过这次毕业设计我深刻认识到自己所学知识的不广和不精，我相信这次设计为我将来学习和工作奠定了良好的基础。最后，再次感谢李卫老师对我的帮助。同时也要感谢陈闻、龚涛同学，没有他们的帮助我也很难按时按质量完成此次毕业设计的。 参考文献 1 严盈富. 西门子S7-200PLC入门 M. 北京：人民邮电出版社，2007.6：123127. 2 马丁. 西门子PLC200/300/400应用程序设计实例精讲M. 北京：电子工业出版社，2008.10：2527. 3 郭柄君，黄旭. 深入浅出PLC技术及应用设计M. 北京：中国电力出版社，2008：254280. 4 熊诗波，黄长艺. 机械工程测试技术基础M. 北京：机械工业出版社，2006.5：68175. 5 阎石. 数字电子技术基础M. 北京：高等教育出版社，2004:506545. 6 王永华. 现代电气控制及PLC应用技术M. 北京：北京航空航天大学出版社，2008.2:1407. 7 杨世平,周述璋等. 现代工程图学M. 湘潭：湘潭大学出版社，2000.2. 8 廖华等. AutoCAD工程绘图M. 长沙：湖南科技出版社，1998. 附录I 见图纸附录II 外文文献翻译声波清灰:一个合理的解决多种应用BHA私有国际有限责任公司 在电站工业锅炉的炉膛和烟道内的各热交换器表上，均会出现积灰和结渣现象， 灰、渣的积结降低了锅炉的热效率，严重时还会影响到锅炉等设备的安全运行，对锅炉的利用率和使用寿命都有很大的影响在电除尘器极板极丝上收集的灰尘用机械振打锤的方式清除，由于机械振打着力点单一，能量衰减大，故障率高， 导致极板、极丝上的粉尘堆积严重，电场电压、电流下降，电场力衰减，驱动速度减慢，电除尘效率下降，粉尘排放浓度超标。在工业生产中广泛使用的布袋除尘器滤布表面的积灰，清除不尽将会严重影响除尘教率和环境保护。在工业生产中各类储灰斗、灰仓几乎都存在着下料不畅、堵料、灰斗架桥等现象。本文介绍的声波清灰技术，将是解决上述问题的一种有效、可靠、安全、经济的清灰方法。 声波清灰技术 声波清灰技术的发展 早在二十世纪六十年代末，瑞典STAL-LAVAL公司成功地研制出利用声波清除锅 炉烟道内积灰的清灰技术，并很快推广应用于欧洲、美国和日本等发达国家的电站锅炉的除灰。到八十年代初，仅欧洲就有500多台锅炉安装了声波清灰装置， 并取得了良好的使用效果和社会效益。 声波清灰装置的结构与系统构成 声波清灰装置由声波发生器和使用声波发生器的能源系统构成。声波发生器由高强度钛合金膜片、膜片座、膜片腔盖及谐振管组成。声波发生器的能源系统由压缩空气源过滤器、减压阔、球阀、电磁阀及相应的管道组成。 声波清灰器的清灰原理 声波清灰器装置是以压缩空气作为声波的能源，高强度的钛金属膜片在压气源作用下自激振荡，并在谐振腔内产生谐振，把压缩空气势能转换为低频声能，通过空气介质把声能传递到相应的积灰点，使声波对灰渣起到“声致疲劳”作用，片块状的灰料在声能作用下破裂的情况如下图所示。 由于声波振荡的反复作用，施加于灰渣的挤压循环变化的载荷，达到一定的循环应力次数时，灰渣的结构困疲劳而破坏，然后困重力作用或由流体介质媒体将灰渣清除出附着体表面，达到清灰的目的，破裂后的灰料在声能作用下脱落的情况如下图所示。 Artlicle描述了一些不同的声学清洗系统和领域中,它们可以被用于水泥工厂。声学清洗系统,可显著提高清洁的空气污染控制设备、传热面、物料搬运和仓储设备,生产面积在颗粒组成。 声学清洗系统,可显著提高清洁的空气污染控制设备、传热面、物料搬运和仓储设备,生产面积在颗粒组成。 气动装置是声喇叭发出低频率高能源声波。这种声波均由压缩空气迅速进入声音发生器(驱动),导致隔膜弯曲。压力是追平了比分,隔膜的影响,产生的基座,然后产生放大的声波。这种声波产生的声喇叭创造振动,挣开和驱赶材料表面沉积。振动都强大到足以土崩瓦解沉重的微粒,但又不足以损害设备的表面。一旦积灰已经断裂、重力和气体流量移除它。 这个角色的频率和强度通常,较低的频率、更有效的去除角落的灰尘。然而,极低频声波会损伤构件和放松或裂纹焊接或螺栓连接。有些声学清洗单位(infrasonic装置)在低频范围会导致损伤。 清灰器声喇叭在使用75年以上,并将损伤构件。BHA发现频率低于20赫兹能降低伤害,所以我们所有设备生产音频远远高于角的频率,但足够低是有效的。它的主要部件发声体、声学耦合喇叭等所用的金属材料均为高合金奥氏体不锈耐热钢，其材料标准标称温度为1100，在可能被磨损的关键部位，采用了当前先进的等离子表面喷涂钴基合金技术，使其耐磨性能大大提高。主要的正常维护就是周期性地清理空气过滤器滤芯和巡检日常工作，别无其他维护可做，方便可靠。 分贝等级也关键绩效声。例如,从120dB到140dB仅是一种增加17%的水平,但提供了分贝的声功率增加10倍。低频率的声音,高分贝是被证明是最有效的去除微粒,不损坏设备。BHA是家庭的声学产品策划、测试生产清洁的力量,你需要适当的费用、低维护、效率高，我们发布的频率和强度等级合适的声波。证明应用锅炉管/换热器喇叭型清灰器可以用来补充或代替蒸汽锅炉吹灰器在工业生产和应用。吹烟风机可以减少或消除。清灰器也可去除换热器表面的颗粒。布袋过滤物元素有效的清洗过滤器能量将被创造的谐振频率,除去粉尘堆积的过滤器。为减少能量可以在清洗周期,在某些情况下无需使用其他方法的清理工作。除尘器组成特别是清灰器进口挡板清洗表面是无机械应力的,在某些情况下是如此有效。传统的清灰方式将减少或消除。选择性催化还原设备能量是一种可行的、有效的、比较便宜的方法清洁的晶闸管的催化剂。资料处理(料斗、通道、仓库、管道系统)。清灰器的设计,有许多不同的配置,允许他们被用于料斗、通道,垃圾桶,和管道系统。振动喇叭可以消除内壁各种积灰。安装选项BHA的清灰器易于安装。大多数清灰器都能安装在合适的地方,如入口门,检查港口,或自己设计的小孔中。标准工厂空气可以用来驱动清灰器、仪器产品并不是必需的,所有的法兰、BHA供应所需安装零件应通过双方的跳蚤,仓库,或任何需要清洗。喉咙法兰组件风俗是从BHA定位角容易接近任何位置。Mouth-flange设备是用于屋顶的房子、沉降、管理提供了依据。应用问题在2000年,水泥公司,印度正经历安德拉邦上部框架,累积的电极和板上的静电除尘器水泥窑，管道系统被清洗。频繁的破碎的绝缘体也是一种多年生关心植物经理。由于缺乏清洁、更高的排放是一个主要的环境问题。另外,维护费用的饶舌系统过度成本。公司感兴趣的是应用在Powerwave声学角声喇叭里的ESP消除上述问题。解决清灰器ESP-75 BHA推荐安装振动喇叭在各自的领域中。这两个清灰器被安装在顶部的除尘器、指导下的振片和电极。结果经检验,两场声学吸尘器工厂人员认为是更有效的,然后在现有的清灰系统，效率的改善声振喇叭式安装。这种声波吹灰器可根据启动时省煤器进口烟气温度变化曲线调整运行时间和间隔周期，相对蒸汽吹灰装置，它随着受热面积灰的形成，到达一定程度即可启动运行。在操作过程中，技术人员通过监视低温过热器、低温再热器和省煤器的进出口温度变化，找出积灰的形成、增厚规律，然后根据此规律，及时启动声波吹灰器，可以有效地破坏积灰形成的条件，对其形成进行有效地阻扰。使用Powerwave振动喇叭消除积灰，客户将非常顺利,高兴地克服了上述问题。附录III 外文文献原文Powerwave acoustic cleaning: a sound solution in a multitude of applications BHA GROUP INTERNATIONAL PVT LTDLohia & Jain Business Center,Friend is Psrk Co-op. Society, S.B. Road, Shivajinagar, Pune411 053In the industrial boiler flue chamber and the heat exchanger in the table, will appear with ash slagging, ash and slag phenomenon of reduces the boiler efficiency, serious when still can affect the safe operation of the boiler equipment, to the boiler efficiency and service life has great influence on electrical precipitator plate on the dust collected a wire with mechanical vibrating hammer, because the way mechanical vibrating point, single, energy attenuation rate high, resulting in a plate, the accumulation of dust, electric current and voltage, electric power, drive, esp slowed down, the efficiency of dust emission chroma. Widely used in industrial production of the filter cloth bag dust extractions of sulphuric acid, remove surface endless will seriously affect dedusting teach rate and environmental protection. In the industrial production of all kinds of storage, ash has existed almost ash bin baiting, plugging material, ash hopper Bridges wait for a phenomenon.The paper introduces the technology and sound will solve the above problem is a kind of efficient, reliable, safe and economical method of dust.The sound development of technologyEarly in the late 1960s, the Swedish STAL - LAVAL company successfully developed acoustic remove panFurnace flue dust deposited in the technology, and soon popularized to Europe, America and Japan and other developed countries of boiler of ash. Until the early 1980s, Europe has more than 500 boilers installed a sound, and obtained the ash devices use effect and social benefits.The sound of the device structure and system structureSound waves generator and grey device by using acoustic generator system. The energy, Acoustic generator is made of high-strength titanium diaphragm, diaphragm and diaphragm cover and the resonant cavity pipe. Acoustic generator energy systems by compressed air source filter, decompression, ball valves, solenoid valve and the corresponding pipe.Sound principles of soot-blowerThe device is sound waves of compressed air as the energy, high intensity of titanium in air pressure under the diaphragm of self-excited oscillation, and within a resonant cavity, compressed air potential resonance frequency conversion to the media, through the air doubled doubled to corresponding formation of ash, make sound play acoustic fatigue function, the ash in massive under the circumstance rupture doubled as shown below.Because acoustic oscillations repeatedly, imposed on the changes of ash, extrusion cycle load stress reaches a certain number of structure, ash and fatigue damage, then trapped trapped gravity or by fluid media will ash removal, the attachment to the surface of the objective, the ash fall in under the circumstance doubled as shown below. This artlicle describes some of the various acoustic cleaning systems and the areas in which they can be used in a cement plant. Acoustic cleaning systems can significantly improve the cleaning of air pollution control equipment, heat transfer surfaces, material handling and storage equipment, and areas of production where particulate buildup occurs.Acoustic cleaning systems can significantly improve the cleaning of air pollution control equipment, heat transfer surfaces, material handling and storage equipment, and areas of production where particulate buildup occurs.Acoustic horns are air-operated devices that emit low frequency high energy sound waves. The sound waves are produced by compressed air rapidly entering the sound generator(driver), causing the diaphragm to flex. As the pressure is equalised, the diaphragm impacts the pedestal, generating a sound wave that is then amplified by the horn bell.The sound waves generated by an acoustic horn create vibrations that break apart and dislodge material deposits from the surfaces. The vibrations are powerful enough to break apart heavy concentrations of particulate, but gentle enough to not harm the surface. Once the material has been dislodged, gravity and gas flow remove it. The Role of Frequency and IntensityTypically, the lower the frequency, the more effective a horn will be at dislodging dust. However, extremely low-frequency sound waves can damage structural members and loosen or crack welded or bolted connections. Some acoustic cleaning units(infrasonic devices)operate in the low-frequency range that can cause structural damage. Powerwave acoustic horns operate at 75 hertz or above, and will not damage structural components. BHA has found that frequencies lower than 20 hertz can harm equipment, so all our horns produce sonic pulses well above that frequency, but low enough to be effective. Decibel levels are also critical to good acoustic performance. For example, increasing from 120dB to 140dB is only a 17 percent increase in decibel level, but provides a 10-fold increase in acoustic power. Low frequency, high decibel sound is proven to be the most effective at removing particulate, without damaging equipment. BHA is family of acoustic products is engineered and tested to produce the cleaning power you need, with moderate cost, low maintenance, and high efficiency. We publish the frequency and intensity ratings of our horns, so you know what you are getting.Proven ApplicationsBoiler Tubes/Heat ExchangersPowerwave acoustic horns can be used to supplement or replace steam sootblowers in industrial or utility boilers. Opacity spikes associated with soot blowers can be reduced or eliminated. Powerwave horns also remove particulate from rotary or tubular heat exchan
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