煤气加压机声波清灰技术的研究

【摘要】：煤气加压机承担着将冶炼钢铁产生的副产品煤气进行升压的工作。这种煤气中常常包含有大量的粉尘,在输送进煤气加压机之前通常先经过湿法除尘,所得到的煤气中仍然含有较高含量的粉尘并结合有机械水,在加压机运行过程中会在叶片上发生粘结,当积灰达到一定程度以后,直接增加了设备的负载,导致轴温升高,破坏转子动平衡,在轴端产生振动。现行的清灰办法通常是停运设备并拆盖取出叶轮进行人工喷砂,成本高昂。从煤气加压机叶片上积灰的粘结机理出发,首先判断灰尘颗粒的受力和成因,通过参考声波清灰在锅炉除渣的应用经验和参数选取,从而预估了适用在煤气加压机清灰的声学参数范围,据此可以在现有声波清灰器成型产品中选出参数最为接近的型号。根据声学理论,编写程序进行声波指向特性和声源轴线上声压分布的反向验证校核,从而得到所选声学参数基本满足要求的结论。针对煤气加压机具体工作条件和企业需要,根据声学理论将声场参数加以调整优化和匹配,从而实现提高清灰效果的同时降低能源的消耗和噪声的污染。提出一套能够间接地反映煤气加压机积灰情况的客观评价方法,并以这个指标作为实现系统自动控制的依据,结合推导出的清灰系统过程控制传递函数模型确定控制算法,用C语言编写了一套清灰系统的控制程序,并烧录在基于STC90C51单片机和DS18B20数字温度传感器的硬件控制系统中,从而实现煤气加压机不停运即可实时清灰的目的。 【关键词】：声波 清灰 参数计算 评价 过程控制
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TF31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题背景及意义11-13
• 1.2 可行性浅析13-14
• 1.3 国内外研发利用现状14-16
• 1.3.1 国内外现有除尘方法与装备对比14
• 1.3.2 现有声波发生器的种类14-15
• 1.3.3 声波清灰技术的应用现状15-16
• 1.4 本文的主要研究内容及创新点16-17
• 第2章 叶轮粘灰分析17-25
• 2.1 叶片粘灰成分17
• 2.2 叶片粘灰受力分析17-20
• 2.3 叶片上积灰成因理论20-22
• 2.4 叶片粘灰的声致疲劳分析22-23
• 2.5 清灰声波声场参数范围的预估23-24
• 2.5.1 声波频率的预估23
• 2.5.2 声压级的预估23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 煤气加压机内声场参数的计算25-47
• 3.1 声波特性方程的建立及参数的推算25-29
• 3.1.1 声场中声波的基本特性25-27
• 3.1.2 煤气加压机中声速的计算27-29
• 3.2 声场中声源的辐射特性29-45
• 3.2.1 声源辐射的指向特性30-35
• 3.2.2 声源轴线上声压幅值的计算35-45
• 3.3 本章小结45-47
• 第4章 煤气加压机中声场参数的最优匹配47-65
• 4.1 声波传波过程中的衰减分析47-56
• 4.1.1 声压衰减的定量推导47-48
• 4.1.2 煤气加压机中声波衰减系数的计算48-55
• 4.1.3 考虑声压衰减后的计算结果分析55-56
• 4.2 声压辐射的多元影响分析56-60
• 4.2.1 频率对声压幅值的影响解析56-57
• 4.2.2 温度对声压幅值的影响解析57-58
• 4.2.3 频率与温度对声压幅值的联合作用解析58-59
• 4.2.4 频率与温度对声压幅值的联合作用解析59-60
• 4.3 声场参数的有限元法计算60-64
• 4.3.1 声场参数的有限元算法结论对照60-62
• 4.3.2 有限元法计算结论的分析62-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第5章 清灰效果的评价及自动控制65-79
• 5.1 清灰效果的评价65-66
• 5.1.1 系统清灰效果的主观评价65
• 5.1.2 系统清灰效果的客观评价65-66
• 5.2 煤气加压机实现在线清灰的控制算法66-71
• 5.2.1 在线清灰系统过程控制的传递函数推导66-69
• 5.2.2 基于simulink实现在线清灰的PID控制策略69-71
• 5.3 煤气加压机在线清灰的硬件控制71-76
• 5.3.1 控制电路的硬件部分72-74
• 5.3.2 基于keil uVision4编译环境控制电路软件的设计74-76
• 5.4 本章小结76-79
• 第6章 结论与展望79-81
• 6.1 结论79-80
• 6.2 展望80-81
• 参考文献81-85
• 致谢85

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