[发明专利]一种在DCS中实现的电除尘出口烟尘浓度闭环控制方法

说明书

本发明涉及在DCS中实现的电除尘出口烟尘浓度闭环控制方法，保留DCS中电除尘高频电源的参数设置和控制逻辑不变，增加A侧和B侧电除尘出口烟尘浓度的自动控制逻辑；电除尘器高频电源上位机与主机DCS通过MODBUS协议建立通讯，直接采集DCS中负荷信号和烟尘浓度信号；A侧和B侧分别组态电除尘出口烟尘浓度自动控制逻辑，被控对象为A侧和B侧电除尘出口烟尘浓度；电除尘出口烟尘浓度设定值与实测值经PID算法块计算后输出二次电流总指令，总指令经线性处理后再送至各个电场的高频电源。本发明的有益效果是：本发明电除尘高频电源监控纳入机组DCS，运行人员在DCS中设定二次电压、二次电流等参数实现对高频电源的监控。

技术领域

本发明涉及闭环控制方法，具体涉及一种在DCS中实现的电除尘出口烟尘浓度闭环控制方法。

背景技术

我国是电除尘器的生产和应用大国，当前在工业领域应用最为广泛的高效除尘器是电除尘器。电除尘器在我国电力行业已有数十年的应用历史。从20世纪80年代至今，环保领域电除尘器所使用的高压供电电源基本上都是采用输入为两相的晶闸管工频相控电源，这样就消耗了巨大的电能。随着高频电源技术的不断成熟，高频电源具有体积小、重量轻、便于安装、电能转换效率高、三相平衡供电等特点，在电除尘器中的应用越来越广泛。

高频电源是电除尘器供电装置，电除尘器高频电源是利用高频开关技术而形成的逆变式电源，其供电电流是一系列窄脉冲构成，可以给电除尘器提供具有从接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形。高频电源控制方式灵活多样，可根据电除尘器运行工况选择最合适的电压波形，减少电除尘能耗，提高除尘效率。高频整流电源应用后，二次电压纹波很小，基本是平稳直流，工作时电场内极不易放电，可以把运行电压、电流大幅提升，从而提高除尘效率。

现使用高频电源主要运行控制方式：

(1)火花率整定控制方式

适用于粉尘浓度高、容易产生电晕闭塞、除尘效率低的场合，它能加强粉尘荷电，提高除尘效率。但这种控制方式消耗的电能较大。

(2)脉冲和间歇供电控制方式

此方式运行时，按脉冲宽度、脉冲周期以及高能频率、低能频率设定的参数运行，受额定二次电压，额定二次电流限制运行，闪络时，受闪频的控制。

(3)手动固定频率

此方式运行时，按手动频率设定值运行，受额定二次电压，额定二次电流限制运行，闪络时，受闪频的控制。

(4)上位机监控系统

通过以太网通讯实现对每台电除尘器高频电源的运行参数、报警状态、故障信息和通讯状态的监控，保证整个电除尘控制系统正常运行。运行人员在上位机中设定二次电压、二次电流等参数实现对高频电源的监控。

现有的电除尘器高频电源的控制由上位机监控系统、高频电源两部分组成，利用上位机监控系统实现电除尘器管理系统和操作人员之间人机交流，完成参数设定；实现高频电源设定参数、运行数据和PLC控制程序之间数据交换；实现PLC和高频电源通讯数据的通讯，完成对高频电源极限电流给定值的开环控制。少数电厂通过后期优化，在高频电源的PLC控制器中增加PID闭环控制系统，以“电流电压双值优先控制系统”为内环，在内环的外围增加一个“PID闭环控制系统”作为外环，整个控制系统以内环为主，外环为辅。外环由高压监控系统和本体低压PLC控制系统组成，PLC内部采用结构化文本编程，并采用PID算法实现高频电源二次电压和二次电流的调节。控制原理图如图1所示。

根据电场内部工况以及二次电压的变化，二次电流值始终接近电流极限设定值，电流极限值通过增加或减少跟踪电场动态变化，让电场运行在少火花状态，在保证电场的收尘效果前提下达到最佳节能状态。