（環(huán)境工程專業(yè)論文）電除塵器專家?guī)椭凸收显\斷系統(tǒng)的開發(fā)研究.pdf

華j 匕電力大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 摘要 電除塵器是應(yīng)用得最為廣泛的除塵設(shè)備之，研究開發(fā)一套用于咨詢幫助、故 障診麟的專家系統(tǒng)，對(duì)電除塵器的正常運(yùn)行及維護(hù)具有搬大的輔助作用。本文致力 于電除塵器專家?guī)椭凸收显\斷系統(tǒng)軟件的開發(fā)研究，阱電除塵器為研究對(duì)象，對(duì) 其相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了歸納、分類，建立系統(tǒng)軟l 牛的知識(shí)庫(kù)，并以知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)整 個(gè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。此外，使用a c c 囂s s 數(shù)據(jù)癢對(duì)新增知識(shí)進(jìn)行管理。 成用v i s l l a lb a s i c 6 o 語(yǔ)言進(jìn)鈴軟件的開發(fā)，最終編譯成可安裝的應(yīng)用軟件包，熊 夠脫離開發(fā)環(huán)境在w i n d o w s 系統(tǒng)下獨(dú)立運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：電除壘器，專家，數(shù)漳診斷，v i s u 8 至8 a s i e 6 0 a bs t r a c t 囂l e c l f o s 鑫l i cp 跫c 耋群l 鑫l o rl so 玨eo fl 蠢em o s | w i d e 蹲攤鑫du s 胡d 駐s lp r e c 肇i l a l o f ，s o e x p l o i t a t i o ns o f t w a r et ob eu s e dt oc o n s u i ta b o u th e l p i n ga n dd i a g n o s eam a l f l l n c t i o n ， h a v ev e f yb i ga u x i l i a f ye f | 氏：e l sl ol h ee l e c t r i cp l 專e i p i t a l o f ，誓h el 董耋e s i sl a k e se l e c t r o s | a l i c p r e c i p i t a t o r a s o b j e c t o fs l u d y ，c o n d u c t st h ee l e c t r i c p r e c i p i t a l o re x p e r ls y s t e m 。s d e v e l o p l n e n 重f e s e a f e h ，囂n ds u 薹硅u p 差董l ek n o w l e d g eo fe l e e r i cp f e c i p i l a 毛b u i l d 量耋l 巷 k n o w l e d g eb a s eo ft h es y s t e ms o f t w a r e ，a n dt h e nt a k et h ek n o w l e d g eb a s ea sb a s i s ，c a r r y o l l l h es o 腳a r ed e s i g n 。b e s i d e s ，h s el 纛ea c c e s sd a l a 務(wù)a s el oa 蓮d 藏e wk n o w l e d g e 玲 t h es o f t w a r e 堇氌ef e s e a f e h 疆s e dv i s 疆鑫lb a s i c 6 el od e v e l o ps o 蠡w 箍f ea 玨d 巍n a l l yc o 玨l p i l e dl 氧e a p p l i e ds o f t w a 糟w h i c hc a nw o r ko ni t so w nu n d e rt h ew i n d o w sw i t h o u te x p l o i t a t i o n e n v f o n n l e 玨。 l i a n gc h u a n ( e n v i r o n m e n tp r o j e c t ) d i f e c l e db yp f o f 薹uz h ig 娃a n g k 囂yw o r d s ：e l e c t f i c p r e c i p i t a t o f e x p e r t ，m a l f u n c t i o nd i a g n o s e ，v s n a lb a s i c 6 0 華j 匕電力大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 摘要 電除塵器是應(yīng)用得最為廣泛的除塵設(shè)備之，研究開發(fā)一套用于咨詢幫助、故 障診麟的專家系統(tǒng)，對(duì)電除塵器的正常運(yùn)行及維護(hù)具有搬大的輔助作用。本文致力 于電除塵器專家?guī)椭凸收显\斷系統(tǒng)軟件的開發(fā)研究，阱電除塵器為研究對(duì)象，對(duì) 其相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了歸納、分類，建立系統(tǒng)軟l 牛的知識(shí)庫(kù)，并以知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)整 個(gè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。此外，使用a c c 囂s s 數(shù)據(jù)癢對(duì)新增知識(shí)進(jìn)行管理。 成用v i s l l a lb a s i c 6 o 語(yǔ)言進(jìn)褥軟件的開發(fā)，最終編譯成可安裝的應(yīng)用軟件包，熊 夠脫離開發(fā)環(huán)境在w i n d o w s 系統(tǒng)下獨(dú)立運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：電除壘器，專家，故障診斷，v i s u 8 至8 a s i e 6 0 a bs t r a c t 囂l e c l f o s 鑫l i cp 跫c 耋群l 鑫l o rl so 玨eo fl 蠢em o s | w i d e 蹲攤鑫du s 胡d 駐s lp r e c 肇i l a l o f ，s o e x p l o i t a t i o ns o f t w a r et ob eu s e dt oc o n s u i ta b o u th e l p i n ga n dd i a g n o s eam a l f l l n c t i o n ， h a v ev e f yb i ga u x i l i a f ye f e e l sl ol h ee l e c t r i cp l 專e i p i t a l o f ，誓h el 董耋e s i sl a k e se l e c t r o s | a l i c p r e c i p i t a t o r a so b j e c to fs l u d y ，c o n d u c t st h ee l e c t r i c p r e c i p i t a l o re x p e r ls y s t e m 。s d e v e l o p l n e n 重f e s e a f e h ，囂n ds u 薹硅u p 差董l ek n o w l e d g eo fe l e e r i cp f e c i p i l a 毛b u i l d 量耋l 巷 k n o w l e d g e b a s eo ft h es y s t e ms o f t w a r e ，a n dt h e nt a k et h ek n o w l e d g eb a s ea sb a s i s ，c a r r y o l l l h es o 腳a r ed e s i g n 。b e s i d e s ，h s el 纛ea c c e s sd a l a 務(wù)a s el oa 蓮d 藏e wk n o w l e d g e 玲 t h es o f t w a r e 堇氌ef e s e a f e h 疆s e dv i s 疆鑫lb a s i c 6 el od e v e l o ps o 蠡w 箍f ea 玨d 巍n a l l yc o 玨l p i l e dl 氧e a p p l i e ds o f t w a 糟w h i c hc a nw o r ko ni t so w nu n d e rt h ew i n d o w sw i t h o u te x p l o i t a t i o n e n v f o n f n e 玨。 l i a n gc h u a n ( e n v i r o n m e n tp r o j e c t ) d i f e c l e db yp f o f 薹uz h ig 娃a n g k 囂yw o r d s ：e l e c t f i cp r e c i p i t a t o f e x p e r t ，m a l f u n c t i o nd i a g n o s e ，v s n a lb a s i c 6 0 聲明尸明 本入鄭重聲明：就處所提交的碩士學(xué)位論交電除壘器專家?guī)椭蜕庹显\斷系 統(tǒng)的開發(fā)研究，是本人在華北電力大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間，在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的 研究王終和取褥的研究成果。撂本人所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外， 論文中不包含其他入已經(jīng)發(fā)表域撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得華北電力大學(xué) 或其飽教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書焉使用過(guò)的材料。與我一圊工作的閥志對(duì)本研究所傲 的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 學(xué)位論文作者簽名：融3 。一匿期：鯊聾! ! 蚤1 酗 關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本人完全7 解華= l 藝電力大學(xué)有關(guān)保留、使耀學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有救 保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件：學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或 其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文；學(xué)?？稍试S學(xué)位論文被查閱或借闋；學(xué)校 可以學(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文；同意學(xué)?？梢杂貌煌绞皆诓凰?媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。 作者簽名： 日期： 上擎洳穩(wěn) 導(dǎo)師簽名： 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 選題的背景及意義 第一章引言 我國(guó)是以燃煤為主的能源大國(guó)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的提高， 煤炭消耗量逐年遞增，與之相對(duì)應(yīng)的則是大氣污染( 包括煙塵，酸霧等) 日益嚴(yán)重。 其中，粉塵污染中的顆粒物是影響城市空氣質(zhì)囊的主要污染物之一，嚴(yán)重影響著人 類的健康，成為我國(guó)所面臨的嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題之一i l l 。因此，減少塵( 煙塵及工業(yè)粉塵) 的大氣排敖量是我國(guó)治理大氣污染主要捧放物的一項(xiàng)重簧工終。工鱟氣體串的粉壘 和煙塵可以利用電力、空氣動(dòng)力或機(jī)械力來(lái)清除，如旋風(fēng)除塵器、濕式洗滌器、袋 式除塵器和靜電除塵器等l 翻。其中，電除塵器( 囂l e 霞f o s l a l i cp r e c i p i t a 幻f ，簡(jiǎn)稱e p ) 是 應(yīng)用得最為廣泛的除塵設(shè)備之一，這主要是因?yàn)橄啾扔谄渌龎m器，電除塵器具有 以下優(yōu)點(diǎn)1 3 j ： 1 ) 處理能力大、收塵效率高、運(yùn)行穩(wěn)定。 2 ) 阻力損失小、能處理高溫?zé)煔狻?翁能捕集腐蝕性很強(qiáng)的物質(zhì)。 4 ) 能耗低、日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。 5 對(duì)不鬩粒徑的煙氣有分類富集作用。 隨著新的排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，環(huán)境保護(hù)要求翻益提高，這使得電除塵器的發(fā)展更 為迅速，應(yīng)用范圍也受為廣泛，各種先進(jìn)的技術(shù)手段不斷她被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。 然而，在電除塵器的運(yùn)行過(guò)程中，由于設(shè)備管理或工作人員的操作不當(dāng)，電除塵器 存在運(yùn)行效攀達(dá)不到預(yù)定設(shè)計(jì)指標(biāo)、運(yùn)行故障率偏高、發(fā)生故障后不易查找故障原 囂、控制功能較弱等較為普遍的現(xiàn)象。兩電除塵器作為一種專業(yè)的環(huán)保設(shè)備，要求 的知識(shí)內(nèi)容比較深?yuàn)W，知識(shí)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，涉及到力學(xué)、機(jī)械、氣溶膠技術(shù)、電氣 工程、土木王程等多門理論，焉且其故障也是五花夕、門，一般王作人員不太可能也 沒(méi)有必要完全掌握1 4 1 。如果設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)容詳盡、操作簡(jiǎn)捷的專家?guī)椭到y(tǒng)，附帶予 電除塵器的控制系統(tǒng)中，能及時(shí)地進(jìn)行故障診斷，或者當(dāng)遇到不常見(jiàn)的聞?lì)}時(shí)，能 夠方便查詢，將會(huì)給工作人員帶來(lái)極大的方便，并且，這個(gè)專家?guī)椭到y(tǒng)還可作為 工作人員平時(shí)學(xué)習(xí)電除塵器相關(guān)知識(shí)的教學(xué)軟件。這樣一來(lái)，將會(huì)很大程度地提高 工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和操作水平。相應(yīng)的，電除塵器的運(yùn)行、維護(hù)和管理的質(zhì)量也 勢(shì)必會(huì)提高。因此，研究開發(fā)一套這樣的專家系統(tǒng)，將為電除塵器的正常運(yùn)行及維 護(hù)提供很大的幫助，具有非常積極的意義。 專家系統(tǒng)( e x p e r ts y s t e m ) 作為人工智能( t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ) 中的一種， 是種以知識(shí)為基礎(chǔ)，智能化的計(jì)算機(jī)軟 孛系統(tǒng)l 熨。它將領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)、經(jīng)驗(yàn)加 1 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 以總結(jié)，形成規(guī)則，存入計(jì)算機(jī)建立知識(shí)庫(kù)，采用合適的控制策略，按輸入的原始 數(shù)據(jù)進(jìn)行推理、演繹，做出判斷和決策，因此，專家系統(tǒng)在一定程度上能起到領(lǐng)域 專家的作用。同人類專家相比，專家系統(tǒng)具有以下特征1 6 】： 1 ) 強(qiáng)適應(yīng)性：經(jīng)小幅調(diào)整，可在不同的硬件環(huán)境下運(yùn)行。 2 | ) 低成本：相對(duì)人類專家提供知識(shí)的成本較低。 3 ) 低危險(xiǎn)性：可在一些對(duì)人類發(fā)生危害的環(huán)境下工作。 4 ) 復(fù)合專家翔識(shí)：可以、匯合多個(gè)專家的知識(shí)共同運(yùn)作。 5 ) 持久性：一旦系統(tǒng)形成，可以持久使用，不會(huì)像人類專家那樣退休和死亡。 國(guó)解釋、說(shuō)明麓力：可以詳纓描述推理的過(guò)程。 7 ) 快速響應(yīng)能力：對(duì)數(shù)據(jù)多、推理復(fù)雜的問(wèn)題解決速度比人類專家迅速。 8 ) 始終穩(wěn)定、理智和完整的響應(yīng)：排除了人類專家可能會(huì)受到的情緒等方面的 影響。 隨著現(xiàn)代先進(jìn)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，電除塵器領(lǐng)域也已經(jīng)廣泛應(yīng)用 了計(jì)算機(jī)技術(shù)i 刀。因此，將電除塵器的相關(guān)知識(shí)與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，研 究出一個(gè)以知識(shí)咨詢、故障診斷為主，以對(duì)各參數(shù)變化采取監(jiān)控反饋、根據(jù)實(shí)際情 況對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)純調(diào)整為輔的電除塵器專家?guī)椭凸收显\斷系統(tǒng)對(duì)電除塵器 的發(fā)展有很大的幫助，具有積極的意義。 。2 課題的主要研究?jī)?nèi)容 本課題以某燃煤電廠6 0 0 m w 機(jī)組配套的電除塵器為研究對(duì)象，建立電除塵器 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型和電除塵器專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，并對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行總體設(shè)計(jì) 利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，開發(fā)出電除塵器專家?guī)椭凸收显\斷系統(tǒng)軟件，軟件包含如下基 本內(nèi)容： 1 、電除塵器專家咨詢幫助 電除塵器專家咨詢幫助系統(tǒng)由知識(shí)庫(kù)，推理機(jī)和人枕界面等組成，該系統(tǒng)依托 電除塵器的上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)以下咨詢幫助功能： 薹，電除塵器的寓停操作咨詢幫助； 2 ) 電除塵器的運(yùn)行監(jiān)視和運(yùn)行維護(hù)咨詢幫助； 3 ) 電除塵器的運(yùn)行控制和控制特性調(diào)整咨詢幫助； 4 ) 電除塵器的試驗(yàn)方法和檢修方法咨詢幫助： 5 l 電除塵器的工作原理和常用術(shù)語(yǔ)咨詢幫助等。 2 、電除塵器專家故障診斷 電除塵器的專家故障診斷系統(tǒng)是e l j 知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)和人機(jī)界面等組成， 該系統(tǒng)依托電除塵器薛上位楓，實(shí)現(xiàn)以下故障診斷功能： 2 華北電力大學(xué)碩士學(xué)使論文 1 1 電除塵器的離線故障診斷：依據(jù)電除塵器的本體、電氣、工況等方面的故障 現(xiàn)象，以下拉菜單形式推斷出故障產(chǎn)生的可能原因和處理方法； 2 ) 電除塵器在線故障診斷：在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電除塵器的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)，按照越限 報(bào)警原則，及時(shí)做出診斷，并報(bào)告故障發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、故障的性質(zhì)、原因和處 理方法。 在主要應(yīng)用功能完成的基礎(chǔ)上，所開發(fā)的電除塵器專家系統(tǒng)軟件還應(yīng)具備界面 友好，操作筒捷，方便知識(shí)庫(kù)的添加、刪除、修改、檢索、打印和管理等效果，軟 件要具有很強(qiáng)的通用性，能脫離開發(fā)環(huán)境在w i n d o w s 系統(tǒng)下獨(dú)立運(yùn)行。 本文先奔紹電除塵器專家?guī)椭凸收显\斷系統(tǒng)的研究背景和開發(fā)意義，然后分 析闡述專家系統(tǒng)以及電除塵器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，最后用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言 v i s 鼙越b a s i 西0 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電除塵器專家?guī)蛣?dòng)和故障診斷系統(tǒng)軟件。最終的結(jié)果表嚷， 設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)軟件具有透明、靈活的特性，知識(shí)庫(kù)完憨、準(zhǔn)確，適于知識(shí)的查詢 和學(xué)習(xí)，另外，系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)是面向?qū)ο蟮?，具有很好的擴(kuò)展性。 3 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章專家系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1 專家系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展 近三十年來(lái)，人工智能( a n i f i c i a li n t e l l i g e n c c ，削) 獲得了迅速的發(fā)展，在很 多學(xué)科領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果。作為人工智能的一個(gè)重要分 支，專家系統(tǒng)( e x p 礬s y s t 鋤) 是人工智能應(yīng)用研究最活躍和最廣泛的領(lǐng)域之一i s 卜l 擘1 自從1 9 6 5 年第一個(gè)專家系統(tǒng)d e n d 黜旺在美國(guó)斯坦福大學(xué)問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)2 0 多年 的研究開發(fā)，到幻世紀(jì)8 0 年代中期，各種專家系統(tǒng)已經(jīng)遍布備個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，取縟 了非常大的成功。近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，專家系統(tǒng)得到了更為 廣泛的應(yīng)用，并在應(yīng)用開發(fā)孛取德了迸一步的發(fā)曩。 專家系統(tǒng)是一種設(shè)計(jì)用來(lái)對(duì)人類專家的問(wèn)題求解能力建模的計(jì)算機(jī)程序，其內(nèi) 部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，它應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，剩用人類專家 的知識(shí)和解決問(wèn)題的方法來(lái)處理解決該領(lǐng)域的闖題i l 們。專家系統(tǒng)有三個(gè)特點(diǎn)：?jiǎn)?發(fā)性，能運(yùn)用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷；透明性，能解決本身的推理過(guò) 程，回答用戶提出的問(wèn)題；靈活性，能不斷地增長(zhǎng)知識(shí)，修改原有知識(shí)l n l 縱觀專家系統(tǒng)的發(fā)展，按其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段1 1 2 h 1 3 l ，即初創(chuàng)期 ( 1 9 7 王年前) 、成熟期( 1 9 7 2 一1 9 7 7 年) 和發(fā)展期( 1 9 7 8 年至今) 、 2 1 1 初創(chuàng)期 人工智能的早期工作都是學(xué)術(shù)性的，其程序都是用來(lái)開發(fā)游戲的盡管這些嘗 試產(chǎn)生了諸如國(guó)際象棋、跳棋等有趣的游戲1 1 q ，但其真實(shí)目的是在計(jì)算機(jī)編碼中加 入人的推理能力，以達(dá)到更好的理解。在此階段，另一個(gè)重要領(lǐng)域是計(jì)算邏輯，1 9 5 7 年誕生了第一個(gè)自動(dòng)定理證明程序，稱為邏輯理論家。2 0 世紀(jì)6 0 年代初，人工智 能研究者集中精力開發(fā)逶用的方法和技術(shù)，通過(guò)研究一般的方法來(lái)改交知識(shí)的表示 和搜索，并且使用它們來(lái)建立專用的程序。到了2 0 世紀(jì)6 0 年代中期，知識(shí)在智能 行為中的地位受到了研究者的重視，這就為數(shù)專門知識(shí)為核心求解具體潤(rùn)遂的基予 知識(shí)的專家系統(tǒng)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。 量9 6 5 年在美國(guó)囂家靛空航天局要求下，襄坦福大學(xué)成功研制出了努瑟n 黜選系 統(tǒng)i 拶l 。d e n r a l 的初創(chuàng)工作引導(dǎo)人工智能研究者意識(shí)到智能行為不僅依賴于推理方 法，更依賴予其推理所用的知識(shí)。該系統(tǒng)具有非常豐富的化學(xué)知識(shí)，可根據(jù)質(zhì)譜數(shù) 據(jù)幫助化學(xué)家推斷分子結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用予世界各地的大學(xué)及工業(yè)界的化學(xué)實(shí)驗(yàn) 室。這個(gè)系統(tǒng)的完成標(biāo)志著專家系統(tǒng)的誕生。在此之后，麻省理工學(xué)院開發(fā)研制出 m a c s y m a 系統(tǒng)，卡內(nèi)基一梅隆大學(xué)開發(fā)出用于語(yǔ)音識(shí)別的專家系統(tǒng)l 重e a r s a ：y ， 4 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 0 世紀(jì)7 0 年代初，甄茲堡大學(xué)的鮑波爾和內(nèi)科醫(yī)生合作研制了第一個(gè)用于醫(yī)療的 內(nèi)科瘸診斷咨詢系統(tǒng)l n t e r n l s t l l 6 h 1 伽。這些系統(tǒng)的研制成功使褥專家系統(tǒng)受到學(xué) 術(shù)界及工程鑲域的廣泛關(guān)注。 2 。2 成熟期 到2 0 世紀(jì)7 0 年代中期，專家系統(tǒng)已逐步成熟起來(lái)，其觀點(diǎn)逐漸被人們接受， 并先羼出現(xiàn)了一批卓有成效的專家系統(tǒng)。其中，最具代表性的是肖特立夫等人的 m 聰l n 系統(tǒng)l i 羽。該系統(tǒng)用予診斷和治療血液感染及腦炎感染等病癥，可給出處方 建議( 提供抗菌劑治療建議) ，不但具肖很高的實(shí)用性能，而且具有解釋功能和知 識(shí)獲彀功能。瓣c 科系統(tǒng)是專家系統(tǒng)的經(jīng)典之律，它的知識(shí)表示系統(tǒng)焉帶有置信 度的職一t h e n 規(guī)則來(lái)表示，并使用不確定性推理方法進(jìn)行推理。m y c i n 由l i s p 語(yǔ)富編寫，所有煞撬剃都寫成璐p 表達(dá)式。它是一個(gè)西離基標(biāo)求解靜系統(tǒng)，搜矮 反向推理方法，并利用了很多啟發(fā)式信息。另一個(gè)非常成功的專家系統(tǒng)是 p r s p 凹o(jì) r 系統(tǒng)f 1 9 l 。它黑手輔助地震學(xué)家探測(cè)礦藏，是第一個(gè)取得驤顯經(jīng)濟(jì)效益 的專家系統(tǒng)。p r o s p a r o r 的性能據(jù)稱完全可以與地質(zhì)學(xué)家相比擬。它在知識(shí)韻組 織上，運(yùn)用了規(guī)則與語(yǔ)義網(wǎng)相結(jié)合的混合表示方式，在數(shù)據(jù)不確定和不完全的情況 下，推理過(guò)程運(yùn)蕉了一種儆然推理技術(shù)。除了這些成功實(shí)鋼羚，在這一時(shí)甥另舞兩 個(gè)影響較大的專家系統(tǒng)是斯坦福大學(xué)研制的a m 系統(tǒng)和p u f f 系統(tǒng)。a m 是一個(gè)用 撬器模攘人類歸納推理、抽象概念斡專家系統(tǒng)。兩p u f f 是一個(gè)臃功能測(cè)試專家系 統(tǒng)，經(jīng)對(duì)多個(gè)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，成功率達(dá)9 3 。 諸多專家系統(tǒng)羲成功開發(fā)，使專家系統(tǒng)的飄點(diǎn)逐瀕被夫 籍接受，標(biāo)態(tài)著專家系 統(tǒng)逐漸走向成熟。 2 。 。3 發(fā)展期 2 0 世紀(jì)8 0 年代初，醫(yī)療專家系統(tǒng)占據(jù)了主流，主要原因是它屬于診斷類型專 家系統(tǒng)，院較容易開發(fā)。到了2 0 世紀(jì)8 0 年代中期，專家系統(tǒng)發(fā)展在應(yīng)用上最翳曼 的特點(diǎn)是出現(xiàn)了大量的投入到商業(yè)化遴行中的系統(tǒng)，這撥專家系統(tǒng)為各行業(yè)產(chǎn)生了 顯著靜經(jīng)濟(jì)效益。其申一個(gè)著名於鍘子是斑c 公司與書國(guó)基一梅隆丈學(xué)會(huì)作開發(fā)辨 x c o n r 1 專家系統(tǒng)1 2 0 l 。這個(gè)系統(tǒng)用于輔助數(shù)據(jù)設(shè)備公司( d e c ) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配 置設(shè)計(jì)，每年蕘d e c 公司節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元。 專家系統(tǒng)的應(yīng)用網(wǎng)益廣泛，處理嗣題的難度和復(fù)雜度不斷增大，逐漸導(dǎo)致傳統(tǒng) 的專家系統(tǒng)無(wú)法滿足較先復(fù)雜的情況，迫切需要新的方法和技術(shù)支持。從2 0 世紀(jì) 8 0 年代后麓開始，一方面隨著面囪對(duì)象、模糊技術(shù)和神經(jīng)弱絡(luò)等新技術(shù)弱迅速囅起， 為專家系統(tǒng)注入了薪的活力：另一方面計(jì)算機(jī)的運(yùn)用也越來(lái)越普及，而且對(duì)智能化 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 的要求也越來(lái)越高，由于這些技術(shù)發(fā)展的成熟，并成功運(yùn)用到專家系統(tǒng)之中，使得 專家系統(tǒng)得到更廣泛的運(yùn)用。在這期間開發(fā)的專家系統(tǒng)按其處理聞?lì)}的類型可以分 為解釋型、預(yù)測(cè)型、診斷型、設(shè)計(jì)型、規(guī)劃型、監(jiān)視型、調(diào)試型、修正型、教學(xué)型 和控制型【2 n 。其應(yīng)用領(lǐng)域也涉及到農(nóng)業(yè)、商業(yè)、化學(xué)、通信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)等 多個(gè)方面，并已成為人們常用的解決闖題的手段之一。從此，專家系統(tǒng)進(jìn)入了商品 化時(shí)代。 2 1 4 專家系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)第一個(gè)專家系統(tǒng)是1 9 7 7 年由中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所涂序彥領(lǐng)導(dǎo)的課題 組研制的，名為拼關(guān)幼波肝病診斷與治療專家系統(tǒng)蚪，也是世界上第一個(gè)中醫(yī)治療 專家系統(tǒng)【2 2 l 。該中醫(yī)治療專家系統(tǒng)用模糊條件語(yǔ)句表達(dá)知識(shí)，搜集整理中醫(yī)理論和 關(guān)幼波教授病理治療經(jīng)驗(yàn)和法燹l j 進(jìn)行知識(shí)形式化、組織和層次的描述。1 9 8 5 年l o 月中科院合肥智能所熊范綸建成“砂姜黑土小麥?zhǔn)┓蕦＜易稍兿到y(tǒng) ， 這是我國(guó)第 一個(gè)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)2 0 多年努力，一個(gè)以農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)茭重要手段的智能化 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在我國(guó)取得了引人矚目的成就，許多農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)遍地開花，對(duì)我園 農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著巨大的攆用。中科院計(jì)算所史忠檀與東海水產(chǎn)研究所等合作， 研制出了東海漁場(chǎng)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)。各種領(lǐng)域的專家系統(tǒng)的成功應(yīng)用表明，我國(guó)專家 系統(tǒng)的研究和開發(fā)無(wú)論是在廣度上還是在深度上都有了很大進(jìn)展。同時(shí)，也有了專 家系統(tǒng)的開發(fā)工具【2 3 l ，如中科院數(shù)學(xué)研究所研制了專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境“天馬，中 科院合肥智能所研制了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)工具“雄風(fēng)一，中科院計(jì)算所研制了面向 對(duì)象專家系統(tǒng)開發(fā)工具崧。黏s 捧 2 2 專家系統(tǒng)的總體構(gòu)成 專家系統(tǒng)是基于知識(shí)的系統(tǒng)，一般來(lái)講，它由五個(gè)基本部分組成1 2 引，在專家系 統(tǒng)中這五個(gè)部分彼此分離又相互聯(lián)系，如圖2 。薹所示： 圖2 1 專家系統(tǒng)的基本組成部分 6 姨 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 ) 知識(shí)厙 知識(shí)庫(kù)用于存儲(chǔ)某領(lǐng)域?qū)＜业膶ｉT知識(shí)，包括事實(shí)、可行操俸與規(guī)剮等。知識(shí) 韻表示形式可以是多種多樣的，包括框架、規(guī)則、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等等。知識(shí)庫(kù)中的知識(shí) 源于領(lǐng)域?qū)＜?，是決定專家系統(tǒng)能力的關(guān)鍵，郄知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的質(zhì)量和數(shù)量決定蓉 專家系統(tǒng)的水平，所戳，知識(shí)庫(kù)是專家系統(tǒng)懿核心組成部分。一般來(lái)說(shuō)，專家系統(tǒng) 中的知識(shí)庫(kù)與專家系統(tǒng)程序是相互獨(dú)立的，用戶可以通過(guò)改變、完善知識(shí)庫(kù)中的知 識(shí)內(nèi)容來(lái)提高專家系統(tǒng)的性箋。 2 ) 綜含數(shù)據(jù)庫(kù) 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)又稱全禺?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)或總數(shù)據(jù)癢，它用于存儲(chǔ)領(lǐng)域翊題鮪視始數(shù)據(jù)幫推 理過(guò)程中得到的中間數(shù)據(jù)，即被處理對(duì)象的一些當(dāng)前事寓，包括用戶輸入的信息、 推理的中聞結(jié)果、推理過(guò)程的記錄等。綜合數(shù)據(jù)庫(kù)孛由備種事實(shí)、命題幫關(guān)系組成 的狀態(tài)，既是推理機(jī)選用知識(shí)的依據(jù)，也是解釋機(jī)制獲褥推理路徑的來(lái)源。 3 ) 推理機(jī) 推理視是實(shí)施潤(rùn)題求解的核心執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它實(shí)際上怒對(duì)知識(shí)進(jìn)行解釋的程序， 根據(jù)知識(shí)的語(yǔ)義，對(duì)按一定規(guī)則找到的知識(shí)進(jìn)行解釋執(zhí)行，并把結(jié)果記錄別動(dòng)態(tài)庫(kù) 魏適豈空蔫孛。它是用于記憶所采爰的規(guī)建和控制策路的程序，使整個(gè)專家系統(tǒng)黥 夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作。推理機(jī)能夠根據(jù)知識(shí)進(jìn)行推理和導(dǎo)出結(jié)論，而不是簡(jiǎn)單 地搜索現(xiàn)成的答案。 4 ) 解釋器 解釋器裁商用戶解釋專家系統(tǒng)的行炎，包括解釋接理結(jié)論的正確性以及系統(tǒng)輸 出的其他候選解的原因。 5 ) 接口 接口又稱喬面，它能夠使系統(tǒng)與蠲戶進(jìn)行交流，使用戶能夠輸入必要豹數(shù)據(jù)、 提出問(wèn)題和了解推理過(guò)程及推理結(jié)果等。系統(tǒng)則通過(guò)接陰，回答用戶提出的問(wèn)題， 并進(jìn)行必要豹解釋。 電除塵器專家系統(tǒng)基本上也由以上幾個(gè)模塊組成，具有知識(shí)庫(kù)管理、故障判斷 幫處理、解釋、學(xué)習(xí)等基本功能。 2 3 專家系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 近2 0 多年來(lái)，專家系統(tǒng)獲得迅速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，解決實(shí)際問(wèn)題 懿能力也越來(lái)越大，這是專家系統(tǒng)的優(yōu)良性能耩決定躲，具體地說(shuō)，專家系統(tǒng)的優(yōu) 點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面1 2 5 i ： 羔) 專家系統(tǒng)能夠離效率、準(zhǔn)確、周到、迅速和不知疲倦地進(jìn)行工作 7 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 ) 專家系統(tǒng)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)不受周圍環(huán)境的影響，也不可能遺漏、忘記。 3 ) 可以使專家的專長(zhǎng)不受時(shí)間和空間的限制，以便推廣珍稀和稀缺的專家知識(shí) 與經(jīng)驗(yàn)。 4 1 專家系統(tǒng)能促進(jìn)各領(lǐng)域的發(fā)展，它使領(lǐng)域?qū)＜业膶I(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)得到總結(jié)和 精煉，能夠廣泛的傳播專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力。 5 ) 專家系統(tǒng)能夠匯集和集成多領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及他們協(xié)作解決重大 問(wèn)題的能力，它擁有更淵博的知識(shí)、更豐富的經(jīng)驗(yàn)和更強(qiáng)薛工作能力。 6 ) 專家系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，具有臣大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 8 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章電除塵技術(shù)的發(fā)展概況 3 1 電除塵技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 早在公元前6 世紀(jì)的時(shí)候古希臘哲學(xué)家撤勒斯( 髓a l c s ) 就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)磨擦 的琥珀能吸引微細(xì)纖維的現(xiàn)象。第一個(gè)演示靜電除塵的裝置是由德國(guó)人霍非爾德 ( m h o h l l d ) 在1 8 2 4 年完成的?？p證明用萊頓瓶的電荷供給一個(gè)盛帶煙霧的玻璃 瓶，通過(guò)放在瓶中的金屬線產(chǎn)生放電現(xiàn)象而使煙氣被凈化。1 8 5 0 年美國(guó)人吉塔爾德 ( c 。e g 毽i l 莉) 觀察到無(wú)聲電暈放電也有同樣的作用。薹8 鞠年以來(lái)，英隧物理學(xué)家 洛奇爵士( s i ro l i v e rl o d g c ) 一直致力于將電除塵技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)煙氣凈化的試驗(yàn) 研究。1 8 8 5 年洛奇與沃克( a o w a l l 【e f ) 、哈欽斯( w m h l l l c h i 歉g s ) 合作，在北威 爾士煉鉛廠建造了第一臺(tái)電除塵試驗(yàn)裝置，但是這套裝置的試驗(yàn)未取得成功，其主 要原因有二：一是靜電感應(yīng)起電機(jī)產(chǎn)生的高電壓運(yùn)行很不穩(wěn)定：二是氧化鉛煙塵極 細(xì)，比電阻又很高，所以非常難捕集。雖然洛奇在王9 0 3 年就獲得了靜電除塵技術(shù) 的專利權(quán)，但直到1 9 0 7 年，才由美國(guó)加里福尼亞大學(xué)教授科特雷爾( f q c o t t e r l ) 將電除塵技術(shù)用于捕集硫酸霧首次獲德成功。他試驗(yàn)成功的關(guān)鍵在于他的試驗(yàn)裝置 是捕集比電阻較低的硫酸霧和采用了新發(fā)明的同步機(jī)械整流器。從此，電除塵器才 正式成為凈化工業(yè)氣體的除塵設(shè)備1 2 引。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)水平的提高，從2 0 世紀(jì)初葉開始，西歐各發(fā)達(dá)工 業(yè)國(guó)家相繼開展電除塵技術(shù)的研究工作。特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，一些發(fā)達(dá)的 資本主義國(guó)家，在發(fā)展工業(yè)的同時(shí)，出現(xiàn)了大氣污染的環(huán)境問(wèn)題。在這種背景下， 電除塵器以其獨(dú)特的優(yōu)越性而興盛起來(lái)。到了2 0 世紀(jì)5 0 年代，電除塵器已被冶金 和建材行業(yè)廣泛采焉，并迅速擴(kuò)展到電力、純王、石油等領(lǐng)域。到了6 0 年代，電 除塵器已遍及各個(gè)工業(yè)部門，并在世界各國(guó)得到迅速發(fā)展。近年來(lái)，隨著環(huán)境保護(hù) 要求的日益提高，電除塵器的發(fā)展更加迅速，應(yīng)用范圍也更加廣泛。 3 2 電除塵器本體結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 隨著電除塵器的使用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，電除塵器的結(jié)構(gòu)、性能和控制方式等也日 臻完善。就電極構(gòu)造麗論，最早采用的是籬形管狀收塵極和細(xì)圓線電暈極。2 0 世紀(jì) 4 0 年代出現(xiàn)了板狀收塵極，使電場(chǎng)空聞利用率大為提高。1 9 4 5 年開始采用螺旋形 細(xì)圓線代替宜細(xì)圓線作電暈極。與直的細(xì)圓線相比，螺旋形線降低了起暈電壓，這 對(duì)捕集某些比電阻較高的粉塵是有利的。其后患現(xiàn)了星形電暈線，使電場(chǎng)電力線分 布更為合理。1 9 6 0 年有人發(fā)現(xiàn)芒刺電暈線比螺旋線和星形線的起暈電壓更低，更適 合予捕集高斃電阻粉塵和凈化高濃度的煙氣。從4 0 年代到6 0 年代，為了防止已被 9 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 捕集的粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，帶有各種防風(fēng)槽的板狀收塵極被設(shè)計(jì)出來(lái)，在實(shí)際使用 中取得了良好的效果。到了7 0 年代以后，對(duì)電除塵器本體結(jié)構(gòu)的研究更加深入， 研制出多種板、線結(jié)構(gòu)，在提高氣流晶質(zhì)、改善清灰效果、防止二次揚(yáng)塵、優(yōu)化本 體結(jié)構(gòu)等方面取得了許多成果，進(jìn)一步促進(jìn)了電除塵技術(shù)的發(fā)展1 2 7 j 。 3 3 電除塵器供電控制系統(tǒng)發(fā)展概況 電除塵技術(shù)的發(fā)展還與高壓供電及其控制裝置酶演變密切相關(guān)。電除塵器的高 壓電源裝置一般有升壓、整流和控制蘭部分。用變壓器升壓是迄今仍在使用的經(jīng)濟(jì) 而實(shí)用的方法，只是隧著絕緣技術(shù)韻進(jìn)步，變壓器的性麓更為優(yōu)越，體極更加縮小。 在整流方面，早期的電除塵器是采用機(jī)械同步整流方法，在2 0 世紀(jì)5 0 年代以前幾 乎這是唯一的方法。5 0 年代以屠，電子元件逐漸成熟，機(jī)械整流曾被電子管整流器 所代替，但是電子管整流器在工業(yè)上并沒(méi)有獲得大規(guī)模應(yīng)用。對(duì)于半導(dǎo)體整流器， 曾經(jīng)在試驗(yàn)設(shè)備上采用過(guò)氧化銅整流器，但由予重量大、造價(jià)高麗未得到實(shí)際使用。 1 9 5 6 年開始試用硒整流器，但體積龐大。在5 0 年代末鞴，硅整流器出現(xiàn)了，很快 就全部取代了硒整流器。在控制方面，隨著電除塵技術(shù)的發(fā)展，控制方法也日新月 異。早囊熬電除塵器是靠入王控制電壓和電流，鄄采用冬耦變壓器或感應(yīng)調(diào)壓器來(lái) 調(diào)節(jié)輸入電壓的。雖然在2 0 世紀(jì)2 0 年代初期就已出現(xiàn)用直流磁場(chǎng)來(lái)改變交流線圈 阻抗的理論，但是直劉高導(dǎo)磁率的磁性材料和半導(dǎo)體整流元件大量生產(chǎn)和質(zhì)量提高 后，飽和電抗器才真正在自動(dòng)控制方面得到應(yīng)用。從5 0 年代起，飽和電抗器就開 始代替調(diào)壓變壓器，為電除塵器的自動(dòng)控制奠定了基礎(chǔ)。但采用飽和電抗器控制還 存在缺陷，即響應(yīng)滯后、易產(chǎn)生電弧放電和除塵效率低因此，自6 0 年代開始廣 泛采用晶閘管( 可控硅) 控制。利用品閘管控制電壓，使電除塵器的電源獲得了新 的控制特性，幫快速降壓幫升壓。這種特性使電除塵器有可能在電場(chǎng)發(fā)生閑絡(luò)的瞬 間立即降壓而不產(chǎn)生弧光放光或擊穿，同時(shí)又能立即使電壓回升，讓電場(chǎng)重新正常 工作。這樣，電場(chǎng)的工作電壓會(huì)始終接近于擊穿翦的臨賽電壓，從而能僳證最高的 除塵效率。到了7 0 年代，利用晶體管實(shí)現(xiàn)火花自動(dòng)跟蹤控制技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用。 8 0 年代初期開始利用運(yùn)算放大器代替晶體管實(shí)現(xiàn)多功能控制，使電除塵器叁動(dòng)控制 水平進(jìn)一步提高，但模擬控制電路也更趨復(fù)雜隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，到了 8 0 年代中期，興起了利用微機(jī)對(duì)電除塵器進(jìn)行控制的熱潮，使電除塵器供電控制技 術(shù)又進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期?；鸹◤?qiáng)度控制、最佳火花控制、牦界火花控制、浮 動(dòng)火花控制、間歇供電控制等多種控制方式相繼出現(xiàn)，使電除塵器的控制特性、自 動(dòng)純程度幫運(yùn)行的可靠性都得到了進(jìn)一步提高。進(jìn)入年代以后，隨著計(jì)算楓技 術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、測(cè)量控制技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和人機(jī)接口技術(shù)的迅猛發(fā)展，以 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為主位機(jī)，以電除塵器高低壓供電控制設(shè)備為下位規(guī)，以各種檢測(cè) 1 0 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 設(shè)備為耳目的集散型智能控制和管理系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生了，這標(biāo)志著電除塵器的供電 控制技術(shù)進(jìn)入了數(shù)字他、信息他的時(shí)代，它必將對(duì)電除塵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展起到巨 大的推動(dòng)作用1 2 引。 3 4 電除塵技術(shù)的理論發(fā)展概況 電除塵技術(shù)除在本體結(jié)構(gòu)和供電控制方面取得較大發(fā)展外，在電除塵理論方面 的研究也取褥了很大進(jìn)步，為電除塵技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。 從1 9 1 1 年起，美國(guó)人斯特朗( w w ：s t r o n g ) 開始研究電除塵的理論，他對(duì)諸如 塵粒荷電、電場(chǎng)形態(tài)、除塵效率等方面的問(wèn)題儺了大量的分析。在今天看來(lái)，他翡 不少分析還是正確的，為電除塵的理論奠下了初步基礎(chǔ)。到了1 9 2 2 年，多依奇 ( d e u t c h ) 假設(shè)在沒(méi)有紊流的條件下推導(dǎo)出電除塵效率的理論公式。人們還常把效 率與收塵極板面積和氣體流量之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式冠以多依奇的姓氏，成為目前電除 塵理論的基礎(chǔ)。多依奇公式是在安德森( a 衛(wèi)d e r s o n ) 關(guān)于電除塵指數(shù)定律的基礎(chǔ)上 導(dǎo)出豹，所以多依奇公式也稱為安德森一多依奇公式。1 9 5 0 年懷特( h j w 越l c ) 根 據(jù)概率理論，重新導(dǎo)出了多依奇公式。盡管多依奇公式是在理想的條件下導(dǎo)出的， 但是到現(xiàn)在一直是電除塵計(jì)算最基本的公式，在歷史上和技術(shù)上都有重要價(jià)值網(wǎng)。 1 9 2 3 年羅曼( r o h m a n ) 確立了電場(chǎng)荷電的原理。1 9 3 2 年，波德尼爾( p a u t h e n i e r ) 和莫羅一特( m o f e 張一h 秘o ) 發(fā)表了粒子碰撞荷電和擴(kuò)數(shù)荷電的方程式。到1 9 5 薹 年，懷特導(dǎo)出了更加精確的擴(kuò)敞荷電方程式。 懷特、波德尼爾分別于1 9 4 8 年和1 1 年報(bào)導(dǎo)了捕集離比電阻粉塵對(duì)反電暈影 響的研究結(jié)果。1 9 1 8 年沃爾柯特( w b l c o t t ) 、1 9 3 4 年弗蘭克( f r 柚敢) 、1 9 6 0 年彭 尼( p c 蚰e g ) 和克雷格( c f a i g ) 對(duì)火花放電進(jìn)行了研究。1 9 7 0 年奧格爾斯比( o 酉e s b y ) 和尼科爾斯( n i c h o i s ) 提出了包括影響電除塵器性能的理論和經(jīng)驗(yàn)在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型， 1 9 7 5 年克奇( g o o c h ) 等人對(duì)這一模型作了改進(jìn)。從2 0 世紀(jì)8 0 年代以后，各科研 機(jī)構(gòu)對(duì)電除塵理論的研究擴(kuò)展到極配形式、供電控制、節(jié)能管理、故障診斷、專家 系統(tǒng)等領(lǐng)域?？傊?，電除塵技術(shù)的發(fā)展與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密不可分，電除塵理 論的發(fā)展還存在著滯磊實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)電除塵研究的深 入，電除塵技術(shù)必將得到進(jìn)一步的完善和提高。 3 。| 5 我國(guó)電除塵技術(shù)的發(fā)疑概況 3 5 1 我國(guó)電除塵技術(shù)的發(fā)展 我國(guó)從事電除塵技術(shù)的研究起步較晚，到了2 0 世紀(jì)7 0 年代，電除塵器才在我 國(guó)褥到應(yīng)有的重視和比較廣泛縫采用。薹9 毒9 年以前，由于我國(guó)王監(jiān)落后，所以全國(guó) 1 l 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 只有沈陽(yáng)冶煉廠、葫蘆島鋅廠和本溪水泥廠等裝有屈指可數(shù)的幾臺(tái)電除塵器，而且 性能很差，其結(jié)構(gòu)也非常陳1 日。就是在新中國(guó)成立屠一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，由于工業(yè) 還不發(fā)達(dá)，而且許多工業(yè)還處于恢復(fù)階段，對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要性認(rèn)識(shí)不足，所以對(duì) 電除塵技術(shù)的發(fā)展沒(méi)有引起重視p 。有的企業(yè)雖然新增設(shè)了電除塵器，其主要目的 也只是為了回收有價(jià)值的物質(zhì)。如1 9 5 4 年我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造豹第一臺(tái)1 2 6 m 2 臥式 四電場(chǎng)電除塵器，就是用于煉鋅氧化多膛焙燒爐回收有價(jià)值的金屬。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì) 建設(shè)豹發(fā)展，有色金屬、水泥、純工等工業(yè)部門相繼也采用了一些電除塵器。1 9 6 5 年以前所使用的電除塵器，一部分是從國(guó)外引進(jìn)的，一部分是按引進(jìn)設(shè)備圖紙仿造 的。大多數(shù)有色冶金、化工企監(jiān)所采用的是套用前蘇聯(lián)棒幃式電極的電除塵器，黑 色金屬高爐采用管式濕式電除塵器。水泥行業(yè)大多采用民主德國(guó)的立式電除塵器， 少數(shù)采用魚鱗狀收塵極的臥式電除塵器。電力系統(tǒng)僅保定熱電廠、吉林熱電廠分別 從民主德國(guó)和前蘇聯(lián)引進(jìn)了幾臺(tái)電除塵器。新中國(guó)成立后，水泥行業(yè)第一臺(tái)自行設(shè) 計(jì)和制造的6 0 m 2 立式電除塵器用于華新水泥廠回轉(zhuǎn)窯的廢氣處理。原北京水泥工 業(yè)設(shè)計(jì)院還設(shè)計(jì)了2 0 6 晚z 立式電除塵器系列，有色金屬工業(yè)也設(shè)計(jì)出多種棒幃 式電除塵器，而且技術(shù)水平較建國(guó)初期有較大提高。但是由于我國(guó)建設(shè)資金有限， 麗電除塵器的一次投資又較大，所以限制了電除塵器在我藿的快速發(fā)展，直到重9 6 0 年，我國(guó)各個(gè)工業(yè)部門裝設(shè)電除塵器的總臺(tái)數(shù)還不超過(guò)6 0 臺(tái)。 我國(guó)有計(jì)劃、有組織地開展電除塵技術(shù)的科研工作是放1 9 酷年開始的。當(dāng)時(shí) 由原冶金部組織武漢冶金安全技術(shù)研究所、鞍山礦山設(shè)計(jì)院、北京有色冶金設(shè)計(jì)院 等單位，在包頭著手進(jìn)行電除塵的試驗(yàn)研究工作。試驗(yàn)設(shè)備是一臺(tái)o 4 m 2 的小型電 除塵器。通過(guò)試驗(yàn)，除掌握冶金生產(chǎn)系統(tǒng)部分粉塵捕集的資料外，同時(shí)對(duì)電除塵器 的結(jié)構(gòu)形式也進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。此后北京有色設(shè)計(jì)院，原北京水泥設(shè)計(jì)院等單位， 設(shè)計(jì)了薪塑結(jié)構(gòu)的臥式電除塵器，代替了原有的棒幃式和立式電除塵器。雋了總結(jié) 經(jīng)驗(yàn)、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、便于制造、降低成本，1 9 7 2 年由原一機(jī)部、原冶金部和原建筑材 料王業(yè)都共同組成了電除塵器系列化設(shè)計(jì)小組，在廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上，傲出了麩3 穗z 到6 0 m 2 電除塵器的系列設(shè)計(jì)，對(duì)我國(guó)廣泛地采用電除塵器起到促進(jìn)作用。與此同 時(shí)，由于我圜電子工業(yè)的發(fā)展，高壓硅堆已經(jīng)廣泛地應(yīng)焉于工業(yè)都門。因瑟硅整流 器逐步取代了過(guò)時(shí)的機(jī)械整流器。生產(chǎn)硅整流器的工廠也增加到十多家1 9 7 4 年由 原一機(jī)部和原冶金部在鄭州聯(lián)合召開了硅整流器的鑒定會(huì)。不少?gòu)S家生產(chǎn)的硅整流 器己達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。在自動(dòng)控制方面，采用了飽和電抗器和晶閘 管控制兩種方式，基本上達(dá)到了火花跟蹤和自動(dòng)調(diào)壓的要求。 到了2 0 世紀(jì)7 0 年代中期，我國(guó)電除塵器的試驗(yàn)研究工作已向縱深發(fā)展，在常 規(guī)電除塵器方面，除對(duì)極板和板線的形式進(jìn)行研究外，還對(duì)電除塵器的氣流分布、 清灰振抒強(qiáng)度、粉塵比電阻的測(cè)試方法以及用噴霧增濕方法鼴煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)等方 1 2 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 面，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，這些試驗(yàn)對(duì)保證電除塵器的正常運(yùn)行和提高電除塵器 的性能都起到積極的作用。有的研究成果已趕上世晃先進(jìn)水平。有的單位對(duì)超高壓 橫向極板和雙區(qū)等新型電除塵器也進(jìn)行了試驗(yàn)，并取得可喜的成果。現(xiàn)在粉塵污染 比較嚴(yán)重的工業(yè)部門都有從事本行業(yè)電除塵技術(shù)研究和設(shè)計(jì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)手段 也囡趨齊全和完善。特別是冶金和電力行業(yè)，還裝備有電除塵的試驗(yàn)臺(tái)，為電除塵 器的設(shè)計(jì)和選型提供可靠的數(shù)據(jù)。 從2 0 世紀(jì)8 0 年代開始，隧著我國(guó)工鱟生產(chǎn)的飛速發(fā)展和對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的露 益嚴(yán)格，我國(guó)電除塵產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，在我國(guó)出現(xiàn)了幾十家電除塵器本體和供 電電源專業(yè)工廠，一大批專業(yè)技術(shù)骨干轉(zhuǎn)行從事電除電器的科研、教學(xué)、設(shè)計(jì)、制 造、安裝和調(diào)試工作，涌現(xiàn)出大量研究成果，使我國(guó)的電除塵技術(shù)水平得到迅速提 高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2 0 0 0 年，我國(guó)現(xiàn)有電除塵器總通流面積約為3 5 萬(wàn)m z ，處理氣 體量達(dá)1 7 1 0 9 m 3 殛以上。如圖3 1 所示，為我豳電除塵器所處理的煙氣壁歷年增長(zhǎng) 情況。目前我國(guó)每年國(guó)產(chǎn)電除塵器的能力已達(dá)到2 8 萬(wàn)噸左右，年產(chǎn)值達(dá)2 0 億元左 右，除滿足豳內(nèi)大氣污染治理的需要外，每年還有超予萬(wàn)美元產(chǎn)值的電除塵設(shè)備連 口到2 0 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。如今，電除塵器在我國(guó)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)中，已經(jīng)成為技術(shù)力 量較為雄厚、裝備水平較高、秀發(fā)能力較強(qiáng)的行業(yè)之一。國(guó)產(chǎn)電除塵器本體和供毫 控制技術(shù)已臻世界水平。中國(guó)已成為世界上電除塵大國(guó)，并正躋身于世界電除塵強(qiáng) 國(guó)之林。 圣 急 麓 警 。卜一 一，j 7 美1 l i 1 ，童 一 、i 一3 j l 渤1 9 7 0i 湖1 9 9 0 繃o 圖3 1 我國(guó)電除塵器處理煙氣量的增長(zhǎng)曲線 3 。5 2 我國(guó)電除塵技術(shù)的現(xiàn)狀 從理論和技術(shù)角度來(lái)講，我國(guó)電除塵目前的技術(shù)理論水平已基本接近或達(dá)到了 國(guó)際當(dāng)代先進(jìn)求平，有些都分擁有自已的特色和優(yōu)勢(shì)，但產(chǎn)品總體水平和國(guó)外先進(jìn) 水平相比還存在一些差距【3 。主要表現(xiàn)在： 薹) 應(yīng)震領(lǐng)域滏德進(jìn)一步開拓，如適用于離濃度薹影趣3 ) 、高溫p 3 5 0 ) 、離 1 3 舯船瓣柏緲潞船瓣o d l l i l l 華j 藝電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 比電阻p 1 0 1 3 0 c m ) 煙塵和含有腐蝕性氣體等場(chǎng)合的電除塵器還不普遍； 2 l 配套盼檢測(cè)儀器和裝備比較落囂； 3 ) 電除坐器所需的型材不論是規(guī)格和品種，還有待改進(jìn)； 啦近年來(lái)本體質(zhì)量有較大的降低，但比鋼耗( k 影m 2 ) 仍普遍高于國(guó)外先進(jìn)水平； 5 1 選型是電除塵應(yīng)用中鶼一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵，我國(guó)豹選型技術(shù)還不夠成熟。 由于部分煤種燃燒后的煙氣中飛坐比電阻比較高，鼠粉塵顆粒比較細(xì)，增加了 電除塵器靜搪集難度，造成尾氣攆效濃度經(jīng)常發(fā)生難戮達(dá)標(biāo)贊情囂。捧隨著薪攤放 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，電除塵技術(shù)遇到了前所束有的挑戰(zhàn)，目前，國(guó)內(nèi)的電除塵器的研發(fā)熱 點(diǎn)主要有； 1 ) 泛比電阻電除塵器技術(shù)，泛比電阻電除塵器技術(shù)是在常規(guī)電除塵器的陰極框 架上添加輔助電極，陽(yáng)極采用輕型極板，板面警行于氣流且在垂直于氣流方向上交 錯(cuò)布置。一方面提高正作電壓，增強(qiáng)粉塵的荷電效果；另一方面減小收塵輔助極與 陽(yáng)極的間距，提高平均收塵電場(chǎng)強(qiáng)度。這種結(jié)構(gòu)形式能有效地抑制粉塵的二次飛揚(yáng)， 提高對(duì)低詫毫阻粉塵耩徽纓粉壘翡適應(yīng)性，滿足基益嚴(yán)格靜環(huán)保要求。 2 ) 移動(dòng)電極電除塵器技術(shù)，移動(dòng)電極電除坐器技術(shù)是采用可移動(dòng)的收塵極板和 爵旋轉(zhuǎn)麓剽子來(lái)攙戒移動(dòng)毫投電場(chǎng)。粉塵在被收集到收塵極扳上淺未達(dá)劐形成及毫 暈的厚度時(shí)，就隨移動(dòng)電極一起轉(zhuǎn)移到?jīng)]有煙氣通過(guò)的灰斗內(nèi)，被旋轉(zhuǎn)的刷子徹底 清除，收塵極板仍保持清潔狀態(tài)。由于濤灰是在無(wú)煙氣流逶的灰斗杰進(jìn)行，消除了 因清灰造成的二次飛揚(yáng)。 。 3 薄膜電除塵器技術(shù)，薄膜電除塵器技術(shù)是用纖維薄膜來(lái)代替金屬收塵極，使 濕式電豫塵器在處理離沈電阻徽細(xì)粉壘時(shí)達(dá)到離除塵效率，且鼴決了濕式電除塵器 在潮濕環(huán)境中金屬極板被腐蝕的難題。纖維薄膜是以玻璃纖維、塑料等抗腐蝕、絕 緣材辯為添翻裁，制成哥導(dǎo)電鶼薄膜收塵極扳。其工作漂理是：在纖維薄膜收塵援 板上噴灑液體，利用薄膜上毛細(xì)管的作用原理將收塵極襲面被收集的粉塵不斷被沖 洗干凈。這種設(shè)備不僵制造成本蕞、除塵效率離，囂且蠡于所需的沖洗水量?jī)H兔采 用金屬收塵極板時(shí)的1 6 0 ，減少了二次污水，使其運(yùn)行成本也犬大降低 4 層流電凝聚技術(shù)，傳統(tǒng)的電除塵理念認(rèn)勢(shì)，氣體巾粉塵微粒在電場(chǎng)中的驅(qū)進(jìn) 速度越高除塵效率就越高，因而在設(shè)計(jì)工藝參數(shù)時(shí)盡可施選取使煙氣呈