某静电除尘系统控制器设计讲解

2015届毕业生毕业设计说明书题目: 某静电除尘系统控制器设计

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学生姓名：学号：

指导教师：教师职称：副教授

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目次

1 引言 (3)

1.1 电除尘器的发展 (3)

1.2 本课题的研究意义 (4)

1.3 本课题的主要工作 (4)

2 电除尘基本原理 (5)

2.1 气体的电离 (7)

2.2 电晕放电 (7)

2.3 粉尘粒荷电 (8)

2.4 振打清灰 (8)

2.5 电除尘基本过程 (9)

2.6 小结 (9)

3 高压供电设备 (10)

3.1 高压供电整流设备 (10)

3.2 自动调压控制器 (11)

3.3 小结 (12)

4 控制系统硬件设计 (13)

4.1 单片机介绍 (13)

4.2 单片机最小系统电路 (14)

4.3 GP2Y1010AU0F 灰尘传感器 (15)

4.4 A/D转换电路 (18)

4.4 按键电路 (19)

4.5 显示电路 (19)

4.6 振打装置控制 (20)

4.7 报警电路设计 (23)

4.8 系统总体原理图设计 (23)

5 软件总体设计 (25)

5.1 系统的软件设计流程图 (25)

5.2 粉尘浓度采样设计流程图 (25)

结论 (27)

致谢 (28)

参考文献 (29)

1 引言

随着国民经济的高速发展和工业生产规模的扩大，空气污染现象日趋严重。空气污染物的主要排放源有电力、冶金、炼油、炼钢和化工等工业。这些排放的工业废气中含有大量粉尘颗粒物，一方面会造成空气污染、对人体健康造成危害，另一方也造成了贵重金属的流失。在21世纪的今天，环保已经成为衡量一个国家综合实力的重要指标之一，可持续发展显得尤为重要。因此，对工业废气排放出来的粉尘进行有效的控制与防治，是大气环境保护的重要内容之一。

据不完全统计全世界每年向大气中排放的污染物高达6亿吨，其中粉尘的含量达到了16％。煤炭加工、发电厂、电力部门、冶金行业、大型炼油厂、石油化工等工业都是粉尘的排放源。工业粉尘不仅会危及人类健康，而且会造成贵重金属的流失。目前，常用的除尘技术种类主要有以下几类：旋风除尘、湿法除尘、静电除尘、过滤除尘等，而高压静电除尘器（ESP）在这些除尘技术中独树一帜，它以除尘高效、智能化、维护简单、操作方便等优点，而占据了广阔的市场。

静电除尘作为治理大气污染的重要手段，目前大多数企业采用的静电除尘装置是采用晶闸管调压的供电系统。随着国家环保要求的不断提高，对企业的废气排放要求也随之提高。当前，经济高速发展，人民的生活水平提高，对环境保护的要求也随之提高，作为控制大气污染的主要设备一一除尘设备，面临巨大的发展机遇。

1.1 电除尘器的发展

从18世纪开始，静电开始走入科学家们的视野，随后有人提出并使用了静电除尘的概念，并指出电可使烟气中的粉尘颗粒沉淀。1906年科特雷尔发明出工业用电除尘装置。第二年工业用静电除尘器就投入使用，成功地处理了流速为95L/S的含尘气体。随后电除尘技术走上了理论发掘，试验理论，应用技术这样循环的发展过程。

电除尘器的应用范围已经普及整个工业领域，其除尘方式可以是干式的，湿式洗涤式或者电除雾式的。

目前，电除尘技术的理论还处于发展阶段，还属于经验工程的学科，它涉及

范围广泛，电物理、电气工程及其自动化、电力电子、化学材料、机械工程及其自动化、空气动力学等都有衬出技术的应用。电除尘器的效率取决于原件制造工艺、原件质量、供给电路以及维护管理等各方面。静电除尘器经历了百年的发展，已经

成为防治大气烟尘污染的重要利器。

今后，除尘器仍将是火力发电厂、冶炼金属厂、石油化工厂等的主要治污手段。静电除尘器在接下来应该从以下几个方面进行发展：(1)提高供电水平代替常规供电方式，不仅发展前景广阔，而且节约经济。(2)优化本体设计，减少静电除尘器的体积，降低投资成本。(3)对于亚微米级颗粒的高效静电除尘器投入并加快发展。(4)结合其他有效除尘方法以提高除尘性能。(5)开发静电除尘器的其他应用。

以往的电除尘器通常面临着诸如高比电阻、粉尘粉尘浓度、高粘度等问题，而电除尘器性能的改造升级，主要取决于对静电力理论的研究突破以及在实践中总结出来的除尘经验，随着人们环保意识的提高，原有的电除尘器已经落后。对电除尘器的设计，应该从极配形式设计，气流均布设计，振打设计等方面考虑，电除尘应开发适应性广、智能化、安全性好、可靠性高的新型控制系统。同时电除尘器就除尘效率、脱硫工艺、脱硝一体化技术等应给予足够的重视。

1.2 本课题的研究意义

当前，对于电除尘理论的研究还不完备，缺少很多在实践中解决问题的知识,电除尘器的结构还不够合理，供电系统还不能够满足需求以及高比电阻的问题等问题都严重影响着除尘器的发展，但电除尘器的效率远远高于其他除尘方式的效率，使得电除尘方式不可被其他除尘方式所替代。我国的电除尘技术的发展历史交晚，但发展速度之快是令人难以想象的。从理论上认识电除尘器，发现电除尘器存在的问题，虚心接受外国先进技术的指导，认识到我国电除尘器制造水平得不足。同时认真研究外国的先进生产工艺。在中高频开关电源方面还存在着不足，电除尘器的品种规格和性能，本体的有些元器件的加工工艺，产品外观等方面还需进一步提高。

总之，电除尘器性能受到很多因素的影响，除供电系统需要优化外，电除尘器的设计、烟气中粉尘含量、粉尘的体积和管理维护等均对电除尘器有着非常重要的影响。但对于正在工作的电除尘器，对系统的供电控制方面采取适当措施，是提高除尘效率最有效、最便捷、最直接的手段。因此对于电除尘控制器的设计，对电除尘器的改进与发展等都有着非常重要的意义。

1.3 本课题的主要工作

本课题针对传统的静电除尘器的缺点和不足对除尘控制系统进行改造。改造原则利用新的设计方法，针对当前除尘设备的问题进行改造，使改造后的系统不仅除