一种收尘系统能效分析方法技术方案

本发明专利技术涉及收尘器能效管理技术领域，具体地说，涉及一种收尘系统能效分析方法。通过传感器收集相关数据，并对收尘系统的压缩空气喷吹装置和风机整体能耗随压差设定值变化的相关性分析，包括：对收尘器

【技术实现步骤摘要】
一种收尘系统能效分析方法


[0001]本专利技术涉及收尘器能效管理
，具体地说，涉及一种收尘系统能效分析方法。

技术介绍

[0002]生产制造企业为了减少生产尾气中的粉尘颗粒向大气中排放，满足日益高标准的环保要求，都会在生产系统中加装收尘系统。
[0003]收尘器运行过程中，系统气体里的灰尘会吸附在滤袋表面，随着时间，滤袋表面积灰逐渐增多，收尘器整体压差也会相应增大，排风机为了维持系统的通风量，就需要多做功来克服这部分阻力，若滤袋表面积灰不及时清除，则降低过滤效果；增加抽风机功率损耗，降低风机使用寿命；如果粉尘中有高温可燃物的话，还有可能造成收尘系统燃爆的风险；为了保证系统安全和正常运行，需对滤袋表面的灰尘及时清除，通常做法是在收尘器的各个仓室上端加装压缩空气喷吹装置，利用压缩空气喷吹装置对滤袋进行脉冲式吹打，当积灰清除后收尘器压差会回到正常，然后重复此过程；因此理论上风机的功率应随着收尘器压差的增大—降低—增大—降低反复变化而调整。频繁清吹可以保证系统的阻力相对稳定，但过于频繁的清吹又需要消耗压缩空气，因此何时进行喷吹清灰就决定了压缩空气量和风机功率消耗之间的平衡。
[0004]业界通常以固定频率或者根据设定仓室压差控制压缩空气喷吹装置进行脉冲式喷吹，但是如何设定固定喷吹频率，或者如何设定仓室喷吹压差使得由压缩空气喷吹装置、单室或者多室收尘器、离心风机等组成等组成的收尘系统整体能耗最低，是一个需要解决的问题，目前常规做法是凭借经验设定固定喷吹频率或喷吹压差。当前这些做法缺乏有力的理论支撑和数据支撑，会造成不必要的能耗浪费。鉴于此，我们提出了一种收尘系统能效分析方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种收尘系统能效分析方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述技术问题的解决，本专利技术的目的之一在于，提供了一种收尘系统能效分析方法，针对由控制系统根据目标压差（
∆
P）设定值控制喷吹装置进行喷吹动作的收尘系统，通过传感器收集相关数据，并对收尘系统的压缩空气喷吹装置和风机整体能耗随压差设定值变化的相关性分析，系统可自动分析出系统最低运行能耗下的目标压差（
∆
P）设定值，具体包括如下步骤：S1、对收尘器
‑
风机运行过程进行分析，获取风机做功与收尘器压差之间的能量关系；S2、对收尘器
‑
气包喷吹装置运行过程进行分析，包括：S2.1、先以单个气包作为研究对象，获取气包的压力随时间变化和气包流量随时
间变化的数据并绘得相应的关系变化曲线图，经分析后得到收尘器压差与离心风机耗能之间的正相关关系；S2.2、把空气包和收尘器整体作为研究对象，计算在充气过程中，空压机通过单个空气包对收尘系统的做功；S2.3、假设一个多仓室收尘器有若干仓室，每个仓室有一个空气包，则计算空压机对一个多仓室收尘器的做功功率；S2.4、最后在收尘系统气包喷吹装置喷吹频率随收尘器仓室压差（
∆
P）设定值变化的条件下，求得收尘系统总压差（
∆
P）和各仓室压差（
∆
Pi）的最优设定值，以达到整个系统运行功耗最低的目的。
[0007]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤S1中，对收尘器
‑
风机运行过程进行分析的具体计算过程包括：假设离心风机的功率为，风量为，假设收尘器进风道的静压力为，气体流速为；出风道的静压力为，气体流速为；气体密度为（常量，约为1.293kg/m3)；对收尘器
‑
风机组成的整体应用伯努利方程和能量守恒定律有： 其中为风机对气体做功提供的能量，根据能量守恒定律，推导过程如下：为风机对气体做功提供的能量，根据能量守恒定律，推导过程如下：为风机对气体做功提供的能量，根据能量守恒定律，推导过程如下：其中，m为气体总质量，Q为气体流量，v为气体流速，t为气流时长，W为风机的做功；对式（1）进行简化得：又因为，S为横截面积，故；
当忽略压缩空气和泄露空气对收尘器进出口气体的影响时，收尘器进出口流量相等，当收尘器进出口横截面积也相等时，由式（5）可得出：等，当收尘器进出口横截面积也相等时，由式（5）可得出：即由风机提供能量（做功）来弥补由于收尘器压差存在而造成的能量损失。
[0008]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤S2.2的具体计算过程包括：把空气包和收尘器整体作为研究对象，则只有在充气过程中，空压机通过单个空气包对收尘系统做功，为：式（8）中，T2~T3为气包充气过程，为充气过程中平均压力，可简化得到：进而有；其中，C为常量，等于空气包在一次充放气过程中所需要的空气量，根据气包的设计参数可获得。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤S2.3的具体计算过程包括：首先假设一个收尘器有N个仓室，每个仓室有一个空气包，每个空气包的充放（喷吹）频率为n（单位时间内充放次数），此值根据目标压差（
∆
P）设定值的变动及收尘系统的实际运行情况而自动调节；则空压机对一个多仓室收尘器的做功功率为：其中，i（i=1，2，3...N）为仓室的编号。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤2.4的具体计算过程包括：由上述计算过程得到：整个系统分析的目标是在收尘系统气包喷吹装置喷吹频率n随收尘器仓室压差（
∆
P）设定值变化的条件下，为达到整个系统运行功耗最低的目的，求得收尘系统总压差（
∆
P）和各仓室压差（
∆
Pi）的最优设定值，即如下式（11）达到最小值时的最优压差设定值
∆
P和
∆
Pi：
在简化计算的情况下，可以用气包保压时的压力进行近似替换，得到:作为本技术方案的进一步改进，还包括：S3、将步骤S1、步骤S2的能效分析计算过程应用于收尘系统进行能效管理，具体实施方式如下：S3.1、考虑收尘袋使用寿命限制和风机功率限制，确保收尘器总压差设定值
∆
P或各仓室压差设定值（
∆
Pi）是设定在合理区间的；S3.2、当达到收尘器总压差或者各仓室压差达到相应设定值（即触发压缩空气喷吹的压差值）时，由控制系统控制喷吹装置进行喷吹动作，即控制喷吹装置的喷吹频率n；S3.3、在正常生产条件下，对用于求取收尘系统总压差（
∆
P）和各仓室压差（
∆
Pi）的最优设定值的计算表达式中（即上述式（11）或式（12）中）的数据进行监测，设定观察周期T，并通过计算获得观察周期T内功耗（功率）；S3.4、重复步骤S3.1，获得多组收尘器总压差设定值
∆
P或各仓室压差设定值（
∆
Pi）对应的功耗W数据，绘制功耗W与收尘器总压差设定值
∆
P或各仓室压差设定值（
∆
Pi）对应的关系图，系统可自动进行分析，W最小时对应的收尘器总压差设定值
∆
P或各仓室压差设定值（
∆<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种收尘系统能效分析方法，其特征在于，针对由控制系统根据目标压差(ΔP)设定值控制喷吹装置进行喷吹动作的收尘系统，通过传感器收集相关数据，并对收尘系统的压缩空气喷吹装置和风机整体能耗随压差设定值变化的相关性分析，系统可自动分析出系统最低运行能耗下的目标压差(ΔP)设定值，具体包括如下步骤：S1、对收尘器
‑
风机运行过程进行分析，获取风机做功与收尘器压差之间的能量关系；S2、对收尘器
‑
气包喷吹装置运行过程进行分析，包括：S2.1、先以单个气包作为研究对象，获取气包的压力随时间变化和气包流量随时间变化的数据并绘得相应的关系变化曲线图，经分析后得到收尘器压差与离心风机耗能之间的正相关关系；S2.2、把空气包和收尘器整体作为研究对象，计算在充气过程中，空压机通过单个空气包对收尘系统的做功；S2.3、假设一个多仓室收尘器有若干仓室，每个仓室有一个空气包，则计算空压机对一个多仓室收尘器的做功功率；S2.4、最后在收尘系统气包喷吹装置喷吹频率随收尘器仓室压差(ΔP)设定值变化的条件下，求得收尘系统总压差(ΔP)和各仓室压差(ΔPi)的最优设定值，以达到整个系统运行功耗最低的目的。2.根据权利要求1所述的收尘系统能效分析方法，其特征在于，所述步骤S1中，对收尘器
‑
风机运行过程进行分析的具体计算过程包括：假设离心风机的功率为W1，风量为Q1，假设收尘器进风道的静压力为P1，气体流速为v1；出风道的静压力为P2，气体流速为v2；气体密度为ρ(常量，约为1.293kg/m3)；对收尘器
‑
风机组成的整体应用伯努利方程和能量守恒定律有：其中为风机对气体做功提供的能量，根据能量守恒定律，推导过程如下：为风机对气体做功提供的能量，根据能量守恒定律，推导过程如下：为风机对气体做功提供的能量，根据能量守恒定律，推导过程如下：其中，m为气体总质量，Q为气体流量，v为气体流速，t为气流时长，W为风机的做功；对式(1)进行简化得：又因为Q＝Sv，S为横截面积，故
当忽略压缩空气和泄露空气对收尘器进出口气体的影响时，收尘器进出口流量相等，当收尘器进出口横截面积也相等时，由式(5)可得出：Q1*(P1‑
P2)＝W1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)；即由风机提供能量(做功)来弥补由于收尘器压差存在而造成的能量损失。3.根据权利要求2所述的收尘系统能效分析方法，其特征在于，所述步骤S2.2的具体计算过程包括：把空气包和收尘器整体作为研究对象，则只有在充气过程中，空压机通过单个空气包对收尘系统做功，为：式(8)中，T2～T3为气包充气过程，为充气过程中平均压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，董刚，刘虎，
申请(专利权)人：中建材信云智联科技有限公司博瑞夏信息技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：