脈沖清灰袋式除塵器電控系統(tǒng)設(shè)計

脈沖清灰袋式除塵器電控系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)：電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師：目錄摘要···········································································3緒論····································································4設(shè)計要求································································8脈沖清灰袋式除塵器······················································11總體控制系統(tǒng)····························································14電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計······················································17系統(tǒng)的軟件設(shè)計·························································21參考文獻(xiàn)······································································40附錄··········································································41摘要國家對環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越嚴(yán)，排放濃度由200mg/m降為50mg/m，很多小型電廠因排放達(dá)不到環(huán)保要求，被迫停產(chǎn)。研究開發(fā)技術(shù)先進(jìn)、具有市場競爭力的小型袋式除塵器具有重要的意義。論文介紹了袋式除塵器在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，概述了不同除塵方式的特點，詳細(xì)分析了脈沖袋式除塵器的結(jié)構(gòu)、工作原理和工藝流程，系統(tǒng)的介紹、總體設(shè)計、硬件、軟件的設(shè)計、調(diào)試。對袋式除塵器控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真測試，運(yùn)行效果良好。關(guān)鍵字：脈沖袋式除塵器，PLC控制，除塵方式，仿真試驗第1章緒論1.1安裝除塵設(shè)備的目的在國內(nèi)的工業(yè)除塵設(shè)備制造行業(yè)、以及廣大的除塵設(shè)備用戶中，普遍存在一種誤解，即除塵設(shè)備并非主要的生產(chǎn)設(shè)備。安裝除塵設(shè)備的主要目的，僅僅是為了達(dá)到環(huán)保執(zhí)法單位的要求，從而減少企業(yè)的排污費(fèi)用負(fù)擔(dān)、保證企業(yè)的正常生產(chǎn)。但事實上，在更多的行業(yè)中，除塵設(shè)備的確是主要的產(chǎn)品生產(chǎn)加工設(shè)備。在這些生產(chǎn)工序中，除塵設(shè)備的效率將直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)量。這些除塵設(shè)備的主要功能是在各道工序中對粉末產(chǎn)品進(jìn)行回收，回收后的粉末經(jīng)過進(jìn)一步的加工處理將作為成品推出市場。這些工業(yè)包括水泥、碳黑、石棉、塑料、石灰、陶瓷、制藥、糧食、奶粉、煙草、有色金屬冶煉、稀有土礦加工等等。除塵設(shè)備在以上各行業(yè)的應(yīng)用中，普遍稱為收塵器。在另一種需要高效率除塵設(shè)備的工業(yè)領(lǐng)域中，除塵設(shè)備的主要用途是保障產(chǎn)品質(zhì)量、保護(hù)下一道工序生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)作，以及保護(hù)廠區(qū)內(nèi)生活環(huán)境和員工的身體健康。例如：電子制造業(yè)的真空房、醫(yī)院、科學(xué)實驗室等無塵環(huán)境的進(jìn)氣通風(fēng)口除塵；燃?xì)廨啓C(jī)（GTS）的入口氣體過濾；空分凈化；回收高爐煤氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)（TRT）系統(tǒng)前的氣體凈化，以及車間內(nèi)燒焊、噴沙、噴涂氣體和焚化爐有毒氣體的凈化除塵等等。以上各種除塵和凈化設(shè)備的應(yīng)用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跨越一個企業(yè)對國家的環(huán)保責(zé)任，同時也涉及到企業(yè)對其職工應(yīng)承擔(dān)的勞保責(zé)任，對其生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用維護(hù)以及建立保證產(chǎn)品質(zhì)量的現(xiàn)代化管理制度。如果除塵設(shè)備在以上工序中失效，將導(dǎo)致企業(yè)蒙受巨大的時間，金錢和名譽(yù)損失。在中國進(jìn)入WTO以后，國內(nèi)對大氣排放要求將會逐漸與歐美各國的排放水平接軌。目前，歐共體的平均排放要求是低于20mg/m。如果需要達(dá)到此水平，應(yīng)用目前的科技也只有采用高效的濾袋除塵器。因此，國內(nèi)各有關(guān)環(huán)保組織正在大力呼吁和推廣濾袋除塵器代替靜電除塵器，應(yīng)用在電廠燃煤鍋爐的除塵系統(tǒng)上。最后，根據(jù)2000年9月1日實施的《中華人民共和國大氣污染防治法》中第十四、十五條規(guī)定，國家將按照各企業(yè)的大氣污染物排放總量征收排污費(fèi)。只有使用高效率、高質(zhì)量的除塵設(shè)備才能夠長期為企業(yè)節(jié)省排污費(fèi)用。由上可見，除塵設(shè)備并不僅僅是一種輔助設(shè)備。它在各種工業(yè)環(huán)境中，將對企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，生產(chǎn)運(yùn)作費(fèi)用，廠房內(nèi)外環(huán)境，以及職員的安全和設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)起到關(guān)鍵性作用。1.2袋式除塵器在電廠的應(yīng)用情況環(huán)境保護(hù)現(xiàn)在已成為全世界的一個重要課題。我國是以煤炭為主要能源的國家之一，資源的國情決定我國能源結(jié)構(gòu)是以火電為主、水電為輔、核電風(fēng)能作補(bǔ)充，電力結(jié)構(gòu)發(fā)展很不平衡。預(yù)計在近十年內(nèi)火力發(fā)電所占的比重仍將在70％以上。如果我國要保持7％的經(jīng)濟(jì)增長速度，每年就要新增裝機(jī)容量約25000MW，其中，火電廠要新增裝機(jī)約18000MW。新增的燃煤鍋爐每年耗標(biāo)準(zhǔn)煤約5000萬噸，這將產(chǎn)生大量含塵煙氣。據(jù)統(tǒng)計，我國90％二氧化硫、67％氮氧化物、70％煙塵排放量來自于煤炭的燃燒。其中，燃煤電站、燃煤工業(yè)鍋爐、燃煤爐窯等煙氣排放污染問題最為突出。隨著我國社會、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，國家對煙塵的排放標(biāo)準(zhǔn)也將越來越嚴(yán)格，因此，這些含塵煙氣都要經(jīng)過高效除塵器處理后才能夠排放。從目前的技術(shù)來看，靜電除塵器和袋式除塵器將分享這塊市場，但是一批老除塵器會改造成袋式除塵器，預(yù)計今后袋式除塵器將會得到較大的發(fā)展隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高以及袋式除塵技術(shù)的不斷發(fā)展，袋式除塵器在火電廠鍋爐中應(yīng)用潛力很大，具有廣闊的發(fā)展空間。我國的火電廠大型燃煤鍋爐除塵，是高效除塵設(shè)備的巨大市場。由于種種原因，我國的袋式除塵器在這個市場還未打開局面，而國外發(fā)達(dá)國家火電廠除塵、脫硫，袋式除塵器占有相當(dāng)?shù)姆蓊~，特別是澳大利亞火電廠除塵，絕大多數(shù)都采用袋式除塵器，運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。目前我國對煙氣中的S0加強(qiáng)控制，粉塵比電阻上升，使得電除塵器的應(yīng)用變得困難和不經(jīng)濟(jì)，袋式除塵器成為合理的選擇。1.3除塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀我國從上世紀(jì)50年代，特別是從改革開放以來，廣泛引進(jìn)國外的先進(jìn)除塵技術(shù)，并通過進(jìn)一步開發(fā)研制取得了迅猛的發(fā)展，目前已接近世界先進(jìn)水平。1.3.1除塵方式除塵的方式很多，根據(jù)原理的不同可大體分為靜電式除塵、液體除塵、濾袋除塵，現(xiàn)在應(yīng)用最多的是濾袋除塵器和電除塵器。電除塵器當(dāng)前國內(nèi)技術(shù)研發(fā)的熱點主要在以下幾個方面：泛比電阻電除塵器技術(shù)、移動電極電除塵器技術(shù)、薄膜電除塵器技術(shù)、層流．電凝聚技術(shù)。濾袋除塵根據(jù)壓力的不同，可分為正壓除塵和負(fù)壓除塵，但目前我國普遍采用負(fù)壓除塵。袋式除塵器有脈沖噴吹式、長袋低壓脈沖式、分室引射脈沖式、濾簡脈沖噴吹式、扁袋脈沖噴吹式、回轉(zhuǎn)反吹式、氣箱脈沖式等多種結(jié)構(gòu)形式。1.3.2電除塵和袋式除塵的比較國家對環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越嚴(yán)，目前《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GBl3223—200X版已經(jīng)由國家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布，第三時段煙氣允許排放濃度由原標(biāo)準(zhǔn)的200mg／m降為50mg／m。該標(biāo)準(zhǔn)不但提高了煙塵的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且加強(qiáng)了硫化物排放的限制，這將導(dǎo)致普遍應(yīng)用石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的循環(huán)流化床鍋爐；同時，煤粉爐也會采用向爐膛或煙道中加入脫硫劑的各種干法或半干法脫硫措施以降低S02的排放。這些脫硫措施將會增加煙氣中的粉塵濃度，提高煙塵的比電阻。針對上述實際情況，對電除塵器和袋式除塵器作以下比較。(1)電除塵器的特點優(yōu)勢：①除塵效率高，可達(dá)99％以上。②煙氣通過設(shè)備的壓力損失低，一般大約只有幾十毫米水柱。③可以適用較廣的溫度范圍(從露點到金屬的溫度極限)。④對于亞微米粒子和粗粒子的除塵效率高。⑤如果運(yùn)行得當(dāng)，需要的維護(hù)量少。缺點：①鍋爐工況和負(fù)荷的變化等影響其凈化效率，導(dǎo)致排放的不穩(wěn)定。②除塵效率受粉塵比電阻影響大，煤質(zhì)的改變會影響其效率。③維修時需要停止設(shè)備的運(yùn)行。(2)袋式除塵器的特點優(yōu)勢：①除塵效率高，可達(dá)99．99％以上。②除塵效率不受粉塵比電阻、濃度、粒度的影響，鍋爐負(fù)荷的變化、煙氣量波動對袋式除塵器的出口的排放濃度影響不大。③一般袋式除塵器采用分室結(jié)構(gòu)，并在設(shè)計中留有裕量，使除塵器可輪換檢修而不影響鍋爐的運(yùn)行。④袋式除塵器能更有效地捕集微細(xì)粉塵，除去飛灰中重金屬微粒比靜電除塵器要多。⑤附屬設(shè)備較少，技術(shù)要求沒有靜電除塵器那么高。⑥結(jié)合噴霧干燥等設(shè)備，可以解決煙氣的S0污染問題。缺點：①袋式除塵器對操作和維護(hù)的要求比較高。②鍋爐運(yùn)行中的負(fù)荷不穩(wěn)定，尤其是在點爐、啟動、停爐等情況下，煙氣的性質(zhì)也不同，這也會影響到袋式除塵器的使用壽命。③壓力損失較大，一般在1000Pa～1500Pa，甚至更高。若清灰系統(tǒng)失靈，將形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致阻力急劇升高，甚至影響鍋爐運(yùn)行。第2章設(shè)計要求設(shè)計題目脈沖除塵器的PLC控制任務(wù)描述及控制要求水泥廠在生產(chǎn)中可產(chǎn)生大量的水泥粉塵，不但造成了空氣污染，還嚴(yán)重地影響了操作工人的身心健康，改善現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境，可通過布袋式脈沖除塵器回收水泥粉塵。某水泥廠的球磨車間建有5個除塵室，每個除塵室安裝了1臺脈沖除塵器，每臺脈沖除塵器有兩個脈沖電磁閥（A閥和B閥）和1個提升電磁閥。在提升電磁閥工作期間，脈沖電磁閥才能工作。1.控制任務(wù)和要求（1）各個除塵器的電磁閥的控制時序。為使收塵系統(tǒng)阻力變化范圍小，一般采用均勻間隔清灰的工作方式，即采用定時控制方式，各個除塵器的電磁閥的控制時序如圖1所示：前室提升電磁閥脈沖電磁閥后室提升電磁閥脈沖電磁閥圖1t0：脈沖電磁閥的啟動延時，一般取2st1：提升電磁閥的工作時間，一般取8st2：脈沖電磁閥的噴吹時間，一般取0.13st3：室間隔時間，一般取17s（2）各個除塵閥的工作順序?？紤]到灰斗里絞刀負(fù)荷的均衡性、噴吹的有效性及減少清灰時的排放量，一般采用錯開清灰的方式。各個脈沖電磁閥的工作順序是：1A→3A→5A→2A→4A→1B→3B→5B→2B→4B→1A→……（3）系統(tǒng)的工作方式。為檢修和維護(hù)方便，每個電磁閥應(yīng)有自動/手動兩種工作方式，正常工作時采用自動方式：檢修和維護(hù)時，采用手動方式。（4）在各個電磁閥工作期間，應(yīng)有指示燈指示。2.設(shè)計方案提示（1）在自動方式下，各個電磁閥處于順序循環(huán)控制過程中。（2）某個電磁閥工作在手動方式下，則不會影響其他電磁閥的正常工作。（3）為節(jié)省輸出點，可將電磁閥線圈與指示燈并聯(lián).（4）其操作面板如圖2：第3章脈沖清灰袋式除塵器脈沖清灰除塵器（又稱行噴吹脈沖）是目前國際上最普遍、最高效的濾袋除塵器。其特式是在每一個脈沖閥的出口安裝噴吹管，負(fù)責(zé)對準(zhǔn)安裝在噴吹孔底下的濾袋進(jìn)行高效脈沖清灰。優(yōu)點：(1)可根據(jù)現(xiàn)場工藝的實際情況，靈活設(shè)計在線或離線的高效率均勻清灰系統(tǒng)，克服以上各種清灰方法的不足。(2)可以根據(jù)工藝需要和系統(tǒng)壓力，選擇高壓或低壓；在線或離線脈沖清灰。(3)結(jié)構(gòu)簡單，選擇不同尺寸的濾袋和脈沖閥，可靈活設(shè)計濾袋的分布，制造各種處理風(fēng)量的機(jī)組。(4)脈沖閥工作壽命一般為5年以上，濾袋是2年以上。(5)運(yùn)作費(fèi)用低，采用壓縮氣能源噴射引流，保證濾袋底部清灰壓力。(6)在國內(nèi)具有大量的成功應(yīng)用實例。3.1脈沖清灰袋式除塵器的結(jié)構(gòu)某鍋爐煙氣袋式除塵器有兩個進(jìn)口、兩個出口，相應(yīng)有兩臺引風(fēng)機(jī)（引風(fēng)機(jī)已有控制設(shè)備，不包括在本項目內(nèi)）。除塵器共有4個室，每個室有兩只進(jìn)口提升閥，兩只出口提升閥，1只冷風(fēng)閥；除塵器兩側(cè)各有兩只旁路提升閥；全套除塵器共有14組24只提升閥，這些閥門采用電磁氣閥控制，其線圈電壓DC24V。每個除塵室裝有56只脈沖電磁閥，每只閥控制16只濾袋，共計896只濾袋。以4只脈沖電磁閥為一組，共有14組。每個室的煙氣入口和凈氣出口之間裝設(shè)1只差壓傳感器，當(dāng)差壓值達(dá)上限（約900Pa，可調(diào)整）時，說明濾袋被煙塵堵塞，透氣性已明顯下降，14組脈沖電磁閥按規(guī)定次序逐一通電進(jìn)行噴吹，（噴吹時間0.2～0.4s，間隔時間約為20～30s，由PLC控制）直到壓差值恢復(fù)正常值（例如500Pa，可調(diào)整）為止。除塵器每兩個室有一只大灰斗，裝有一個灰位上限監(jiān)測器，當(dāng)存灰達(dá)到上限時發(fā)出聲光報警信號，提示值班人員及時清灰，灰位下降后報警停止。在兩個凈氣出口處各裝設(shè)氧量儀（0～21%）O2一只，以監(jiān)測濾袋工作條件。在兩個煙氣進(jìn)口處各裝兩只溫度傳感器，當(dāng)任何一個測點的煙氣溫度達(dá)到設(shè)定值（可調(diào)整）時，應(yīng)采取必要的安全措施，防止濾袋損壞。每個除塵室設(shè)有兩只壓縮空氣聯(lián)箱，全套除塵器共有8只聯(lián)箱，壓縮空氣由8m/min空氣機(jī)供給，其驅(qū)動電動機(jī)為55kw，在除塵器的壓縮空氣總管上裝1只壓力傳感器，當(dāng)其壓力低于下限（例如0.45Mpa，可調(diào)整）說明壓力不足，應(yīng)發(fā)出報警信號，提示值班人員采取必要的應(yīng)對措施。在煙氣進(jìn)氣口總管及凈氣口總管之間裝設(shè)差壓傳感器一只，以監(jiān)測全系統(tǒng)運(yùn)行情況。脈沖袋式除塵器基本結(jié)構(gòu)由氣包、上箱、下箱、灰斗、控制4部分組成。上箱體部分包括：上箱體、出風(fēng)口、噴吹管等；下箱體部分包括：下箱、孔板、濾袋、框架；灰斗部分包括：灰斗、支腿、進(jìn)風(fēng)口、螺旋輸送器、卸灰閥；控制部分包括：脈沖儀、電磁脈沖閥。其原理圖如下圖3.1所示：出風(fēng)口已凈化的空氣出風(fēng)口已凈化的空氣濾袋噴吹口壓縮空氣進(jìn)風(fēng)口檢修口出灰口氣包圖3.1脈沖清灰袋式除塵器原理圖3.2工作原理脈沖清灰除塵器（又稱行噴吹脈沖）是目前國際上最普遍、最高效的濾袋除塵器。其特式是在每一個脈沖閥的出口安裝噴吹管，負(fù)責(zé)對準(zhǔn)安裝在噴吹孔底下的濾袋進(jìn)行高效脈沖清灰。脈沖袋式除塵器基本結(jié)構(gòu)由氣包、上箱、下箱、灰斗、控制4部分組成。上箱體部分包括：上箱體、出風(fēng)口、噴吹管等；下箱體部分包括：下箱、孔板、濾袋、框架；灰斗部分包括：灰斗、支腿、進(jìn)風(fēng)口、螺旋輸送器、卸灰閥；控制部分包括：脈沖儀、電磁脈沖閥。含塵氣體從袋式除塵器進(jìn)口引入后，通過煙氣分配裝置均勻進(jìn)入濾袋，在此過程中粉塵即被濾袋的外側(cè)所阻擋，經(jīng)過凈化處理的氣體從出口排出，粉塵則附著在濾袋外表面上，當(dāng)粉塵達(dá)到一定厚度時，電磁脈沖閥開啟，壓縮空氣從濾袋出口處的文丘里噴嘴自上而下吹入濾袋，將吸附在濾袋外表面的粉塵清落到下面的灰斗中，然后由回轉(zhuǎn)排灰閥將粉塵排出，文丘里噴嘴可以誘導(dǎo)大量的剛被凈化的氣體進(jìn)入袋中，其體積數(shù)倍于噴嘴噴出的壓縮空氣，而且流速很高，形成空氣波，使濾袋口至底部發(fā)生急劇膨脹和沖擊振動，具有很強(qiáng)的清灰效果。除塵器內(nèi)的濾袋分為若干組，每組濾袋的噴射時間只需0.2～0.5s左右，一組噴射完畢經(jīng)過15～30s左右的間隔時間后，接著對下一組進(jìn)行噴射，全部濾袋噴射完畢至下一周期的間隔時間則根據(jù)濾袋數(shù)量和積灰情況決定。由于濾袋積灰能夠及時清理，故使得除塵器總是保持良好的工作狀態(tài)。脈沖清灰袋式除塵器需要根據(jù)煙氣的溫度、流量、粉塵濃度和粒度、粘性、酸堿性等等以及場地情況進(jìn)行設(shè)計配置。第4章總體控制系統(tǒng)4.1控制系統(tǒng)4.1.1組成一般具有定時和壓差兩種清灰功能和各種自動控制功能。定時式清灰控制是按人為設(shè)定的時間順序自動控制清灰機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。壓差清灰控制是根據(jù)濾袋外壁沉積粉塵厚度的變化而引起袋式除塵器壓差值的變化實行自動清灰。一般在工況條件穩(wěn)定的狀況下，可按定時清灰設(shè)置；對于不同的煙塵工況條件和除塵系統(tǒng)的要求，可按壓差清灰設(shè)置，隨著濾袋外表面阻留的積灰增多，達(dá)到預(yù)定的過濾阻力時，電磁脈沖閥按照電控儀設(shè)定的程序，進(jìn)行噴吹清灰，可保證除塵器穩(wěn)定運(yùn)行。其組成如下圖所示：清灰清灰輸出繼電器卸灰輸出繼電器噴吹電磁閥卸灰指示燈卸灰電機(jī)接觸器清灰指示燈風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動柜啟動狀態(tài)電機(jī)啟動清灰控制邏輯卸灰控制邏輯風(fēng)機(jī)控制邏輯清灰控制開關(guān)清灰控制開關(guān)清灰控制開關(guān)E8Y-A5C壓差傳感器TD200文本終端圖4.1控制系統(tǒng)組成4.1.2主要控制功能（1）布袋清灰可編程序控制（2）清灰方式分為：現(xiàn)場手動和本地自動；其中自動方式又分為定時自動控制和壓差自動控制。（3）除塵器的卸灰控制卸灰方式分為：現(xiàn)場本地手動卸灰和現(xiàn)場手動卸灰。4.2清灰系統(tǒng)清灰系統(tǒng)是脈沖袋式除塵器的核心，也是其技術(shù)的關(guān)鍵所在。清灰系統(tǒng)主要包括檢測和控制兩部分，其設(shè)計是否合理決定著除塵器設(shè)計的成敗。4.2.1清灰原理在進(jìn)入清灰流程中后，需要清灰的艙室關(guān)閉艙口(艙El由提升閥控制)，此艙室暫時停止除塵。然后，由PLC給脈沖閥信號后，脈沖閥依次迅速動作0．1至0．2秒，這時，噴吹閥內(nèi)的密封膜片打開，氣包中的壓縮空氣由于壓力作用，從噴吹口迅速噴出，使脈沖閥下面正對著的濾袋猛地膨脹。壓縮空氣高速地通過濾袋，將積聚在濾袋外壁的粉塵吹落在灰斗中，從而達(dá)到清灰目的。除塵器清灰系統(tǒng)的關(guān)鍵就是要求脈沖閥準(zhǔn)確迅速的動作，這樣才能達(dá)到最好的噴吹效果，使濾袋上的灰塵能夠完全清除。而且，在兩個噴嘴噴吹之間要有一定的時間間隔，以防止兩個布袋之間互相干擾。4.2.2噴吹動作流程本設(shè)計的脈沖袋式除塵器有4個獨立除塵艙室，每個艙室有10個脈沖閥，那么除塵器的脈沖噴吹動作流程描述如下：1室：提升閥l閉合(艙室1關(guān)閉)一等待3秒(確保艙門關(guān)閉緊密)一脈沖閥1噴吹(對濾袋1進(jìn)行反向噴吹以清除過濾帶上附著的灰塵)一等待1秒一脈沖閥2噴吹一等待1秒一脈沖閥3噴吹一等待1秒??·一脈沖閥10噴吹一等待5秒(等待灰塵自然沉降至灰斗)一提升閥1打開(艙室1開啟重新進(jìn)入除塵狀態(tài))一等待下次除塵并激活2艙室清灰2室：提升閥2閉合(艙室2關(guān)閉)一等待3秒(確保艙門關(guān)閉緊密)一脈沖閥1噴吹(對濾袋1進(jìn)行反向噴吹以清除過濾帶上附著的灰塵)一等待1秒一脈沖閥2噴吹一等待1秒一脈沖閥3噴吹一等待1秒??·一脈沖閥10噴吹一等待5秒(等待灰塵自然沉降至灰斗)一提升閥2打開(艙室2開啟重新進(jìn)入除塵狀態(tài))一等待下次除塵并激活3艙室清灰3室，4室動作流程同上4室除塵完畢后進(jìn)入清灰間隔期(所有艙室都處于除塵狀態(tài))一等待下次清灰指令發(fā)出(例如時間定時，壓差方式，或手動指令)其除塵噴吹動作流程見附錄。4.3清灰檢測可采用在線清灰方式和離線清灰方式。在線清灰：指在進(jìn)行脈沖噴吹時，濾袋仍然處在過濾煙氣的狀態(tài)。噴吹系統(tǒng)需要采用比較高的噴吹氣流阻擋過濾煙氣，同時用瞬間的脈沖振蕩使塵餅剝落，進(jìn)入灰斗。在線清灰除塵器內(nèi)部是一個大空間靜態(tài)氣室，氣流分布比較均勻，使濾料所承受的過濾負(fù)荷變化不太大，這樣可以延長濾袋使用壽命。離線清灰系統(tǒng)需要把除塵器內(nèi)部劃分成若干個密封氣室，每個氣室花板上的出氣口獨立安裝擋板以及氣缸、電磁閥等壓縮空氣控制系統(tǒng)。在對每個氣室進(jìn)行脈沖清灰前，需要首先控制擋板使這個氣室不再進(jìn)行煙氣過濾。因此離線清灰構(gòu)造比較復(fù)雜，造價和維護(hù)量比在線清灰要高。但采用離線清灰方法可減低“二次揚(yáng)塵"，使清灰更加徹底，達(dá)到降低設(shè)備阻力的效果。本設(shè)計除塵器采用離線清灰方式。清灰檢測包括壓縮空氣過濾系統(tǒng)壓力檢測；含塵氣體管道內(nèi)壓力、溫度檢測；脈沖閥狀態(tài)監(jiān)測；以及壓差檢測、風(fēng)速檢測等。第5章電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計5.1電控系統(tǒng)配置在控制室裝設(shè)三臺電控柜和一套工控機(jī)及19in（1in=25.4mm）彩顯等設(shè)備，對除塵器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面控制和監(jiān)測。三臺電控柜中，一臺為電源柜，具有雙電源自動投切裝置，并裝設(shè)電流、電壓表、空壓機(jī)控制電路以及儲罐壓力數(shù)顯表和閃光報警儀、其他開關(guān)電器等。兩臺控制柜門上裝有溫度、差壓，凈氣氧含量數(shù)字儀表，8路閃光報警儀及噴吹閥指示燈組、操作按鈕、指示燈等，電控系統(tǒng)有“手動調(diào)試”、“自動運(yùn)行”兩種工作方式：（1）手動調(diào)試控制系統(tǒng)接通電源后，電源柜上AC220V、DC24V指示燈亮。電磁氣閥電源開關(guān)應(yīng)全部接通并將柜門上的選擇開關(guān)置于“手動調(diào)試”擋位，相應(yīng)黃色指示燈亮。值班人員應(yīng)先啟動空壓機(jī)組，為系統(tǒng)提供氣源。值班人員接通進(jìn)口閥、出口閥、冷風(fēng)閥、旁路閥的控制開關(guān)，相應(yīng)的電磁閥通電，上述閥門便提升到全開位置，柜門上綠色指示燈亮，斷開控制開關(guān)則提升閥處于關(guān)閉位置，相應(yīng)的紅色指示燈亮。值班人員接通噴吹試驗開關(guān)，上方綠色指示燈亮，相應(yīng)的脈沖電磁閥組開始輪流工作，柜門上小型綠色LED指示燈組輪流閃亮，其發(fā)光時間就是電磁閥接通脈沖電流時間，十分清晰?？刂乒耖T上裝設(shè)的凈氣氧含量、除塵室差壓、煙氣入口溫度等數(shù)字顯示儀表指示當(dāng)前數(shù)值，其上、下限可以根據(jù)需要設(shè)定，既直觀，又方便。電源柜上裝設(shè)壓縮空氣壓力數(shù)顯表，總管差壓數(shù)顯表，3臺控制柜上各有一只八路閃光報警控制儀，可以按動“試驗”按鈕進(jìn)行檢查。在“手動調(diào)試”方式時，各個電氣設(shè)備都可以根據(jù)需要獨立進(jìn)行操作。（2）自動運(yùn)行接通控制柜電源，并將電源柜門上的選擇開關(guān)置于“自動運(yùn)行”擋位，相應(yīng)的藍(lán)色指示燈亮。啟動空壓機(jī)組后如儲罐壓力傳感器檢測的壓縮空氣壓力和4只煙氣進(jìn)口溫度傳感器檢測的溫度均為正常值，則除塵器4組8只煙氣進(jìn)口提升閥、4組8只凈氣出口提升閥全部打開，4只冷氣閥和4只煙氣旁路閥全部關(guān)閉，此時除塵器處于正常運(yùn)行狀態(tài)。濾袋脈沖噴吹用轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇定時或定阻方式，所謂“定時”，是脈沖電磁閥組按預(yù)定間隔時間噴吹一周；“定阻”噴吹即是當(dāng)除塵室的差壓值達(dá)上限時，相應(yīng)的小型LED指示燈組閃亮。還應(yīng)說明的是，當(dāng)某個除塵室正在進(jìn)行噴吹時，其余除塵室即使差壓達(dá)到上限，也不能進(jìn)行噴吹，須待這個除塵室噴吹過程結(jié)束后才能開始。在自動運(yùn)行過程中如需更換某室濾袋時，只要把該室進(jìn)口，出口提升閥關(guān)閉并將相應(yīng)的電磁氣閥電源開關(guān)斷電即可進(jìn)行作業(yè)。5.2系統(tǒng)報警狀態(tài)在三臺控制柜上各有一只8路閃光報警控制儀，上方有1~4回路紅色報警燈，下方有5~8回路黃色報警燈，分別由報警信號控制，它們的報警條件設(shè)定如下：（1）1#電源柜報警儀設(shè)置：①壓縮空氣儲罐的壓力低于0.5Pa（可在壓力儀表上調(diào)整）②備用。③系統(tǒng)煙氣總管與凈氣總管之間的壓力大于900Pa（可在儀表上調(diào)整）。④備用⑤電源A失電。⑥電源B失電。⑦控制變壓器二次電壓失電。⑧24V失電。（2）2#、3#控制柜報警儀設(shè)置：①煙氣溫度達(dá)到第一設(shè)定值220℃（4只溫度儀表設(shè)定值應(yīng)調(diào)至相同值）。②煙氣溫度達(dá)到第二設(shè)定值210℃（4只溫度儀表設(shè)定值應(yīng)調(diào)至相同值）。③1#室（或3#室）差壓值達(dá)到上限設(shè)定值900Pa（可在相應(yīng)的儀表上調(diào)整）。④1#室（或3#室）差壓值達(dá)到下限設(shè)定值500Pa（可在相應(yīng)的儀表上調(diào)整）。⑤凈氣含氧量達(dá)到8%以上（可在儀表調(diào)整）。⑥1#室（或2#室）灰位達(dá)到上限（不可調(diào)整）。⑦2#室（或4#室）差壓值達(dá)到上限設(shè)定值900Pa（可在相應(yīng)的儀表上調(diào)整）。⑧2#室（或4#室）差壓值達(dá)到下限設(shè)定值500Pa（可在相應(yīng)的儀表上調(diào)整）。任何一處煙氣溫度達(dá)到第二設(shè)定值時，應(yīng)打開4個除塵室的冷風(fēng)閥，此時值班人員應(yīng)密切注意除塵室的運(yùn)行狀情況；達(dá)到第二設(shè)定值時，應(yīng)立即打開兩組旁路閥，關(guān)閉四組進(jìn)口閥和出口閥，使煙氣直接從引風(fēng)機(jī)排出，防止濾袋溫度過高發(fā)生損壞。當(dāng)有報警信號輸入時，相應(yīng)的報警燈閃亮，并發(fā)出報警聲音，提示值班人員采取必要的對策，值班人員可按下報警器下方的“消音”按鈕，使聲音停止，但燈光仍然保持到報警信號消除為止。如工控機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)也在運(yùn)行，則工控機(jī)相應(yīng)的畫面也有聲光報警信號出現(xiàn)。當(dāng)按下報警器下方的“試驗”按鈕時，報警器將發(fā)出聲光報警信號，用于檢查該報警器是否正常。在鍋爐運(yùn)行過程中除塵器的進(jìn)、出口閥不能關(guān)閉，為此本控制系統(tǒng)備有在線不簡短電源UPS，其容量為2kV?A/h，當(dāng)工作交流電源突然斷電時仍能維持PLC及各提升閥的24V控制電源，使提升閥的狀態(tài)保持不變，另外設(shè)有備用交流電源自動投入電路，以盡可能縮短交流電源中斷時間，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。5.3煙氣檢測控制系統(tǒng)在煙道入口處是以煙氣檢測控制系統(tǒng)為核心的控制系統(tǒng)，為了滿足設(shè)計要求，使除塵器能夠安全高效的運(yùn)行，并且達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，就需要對進(jìn)入除塵器前煙氣的溫度、濕度、進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行實時檢測控制，防止過高溫度的煙氣進(jìn)入除塵器，把除塵器的濾袋燒毀。煙道入口處系統(tǒng)控制方案主要包括兩大部分：風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速模糊控制模塊和噴淋水流量的煙氣控制模塊。當(dāng)煙氣溫度變化誤差范圍小于10℃，風(fēng)機(jī)通過風(fēng)速控制模塊，采取通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制煙道負(fù)壓模糊控制策略。同時噴水閥少量噴水，主要提供增濕作用，使水顆粒和煙塵顆粒碰撞，凝聚增體，對提高除塵效果十分有利。當(dāng)超出這一誤差范圍，風(fēng)機(jī)則進(jìn)入全速運(yùn)行狀態(tài)，同時應(yīng)跟隨除塵過程中溫度與濕度的變化，通過改變噴水閥門的個數(shù)調(diào)節(jié)噴淋水流量，實現(xiàn)煙氣溫度的智能控制。根據(jù)現(xiàn)場的專家經(jīng)驗劃分得出不同的溫差范圍和濕度變化，以及相應(yīng)的噴水量。以滿足袋式除塵器運(yùn)行在正常的工作溫度中。5.4除塵噴吹控制系統(tǒng)采用的是閉環(huán)控制系統(tǒng)。由PLC作為控制器，壓差傳感器檢測濾袋內(nèi)外壓差，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值的時候，說明布袋上所積灰塵過多，需要啟動自動清灰程序，噴吹控制系統(tǒng)這時開始控制脈沖閥工作，對布袋進(jìn)行噴吹動作，使過濾艙室的壓力降低到設(shè)定值以下。噴吹系統(tǒng)的控制是整個除塵器除塵流程中最為關(guān)鍵的部分，噴吹控制系統(tǒng)的性能直接影響除塵效果，也關(guān)系到節(jié)能、節(jié)省原料成本等重要技術(shù)指標(biāo)。第6章系統(tǒng)的軟件設(shè)計6.1軟件設(shè)計的內(nèi)容軟件設(shè)計主要由兩部分組成，第一部分是按工藝要求對PLC的幾種工作方式進(jìn)行設(shè)計。按照生產(chǎn)線的工藝要求和控制規(guī)則，PLC運(yùn)行方式分為自動工作和手動調(diào)試兩種方式，其中自動工作方式又分為定時和定阻兩種形式。在手動調(diào)試狀態(tài)，用戶可以單獨調(diào)節(jié)每個觸點，通過觀察繼電器及其控制的閥門的動作與否，來確定設(shè)備相應(yīng)的硬件設(shè)施是否正常。調(diào)試通過后，程序即可進(jìn)入正常運(yùn)行模式，PLC通過檢測差壓傳感器的測量值，選擇相應(yīng)的運(yùn)行方式；當(dāng)差壓檢測值大于設(shè)定上限值時，選擇差壓方式運(yùn)行。當(dāng)差壓檢測值小于設(shè)定下限值時，選擇定時方式運(yùn)行。異常處理主要為溫度異常，此時應(yīng)停止運(yùn)行，并開啟相應(yīng)的冷風(fēng)閥，降溫處理后繼續(xù)運(yùn)行。如果為其他異常情況，則程序停止運(yùn)行，直到恢復(fù)正常。用戶可以根據(jù)需要在各模塊之間切換，監(jiān)控模塊主要完成對現(xiàn)場溫度和差壓數(shù)據(jù)的顯示，各控制室及其內(nèi)部各閥的實時動作，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，冷風(fēng)閥打開與關(guān)閉情況，氣包曲線的變化情況，以及對下位機(jī)的開關(guān)機(jī)操作。調(diào)試模塊主要完成對各控制室和室內(nèi)的相應(yīng)閥門的調(diào)試，針對具體的閥門，判斷其是否正常。參數(shù)設(shè)置模塊主要完成對各控制參數(shù)的設(shè)置，包括進(jìn)入口溫度的上下限，進(jìn)出口差壓上下限，定時控制噴吹時間與時間間隔，定阻控制提升閥動作時間，噴吹時間與時間間隔，卸灰控制動作時間、時間間隔及周期。數(shù)據(jù)庫模塊主要完成對各主要操作和運(yùn)行錯誤時的歷史記錄，以便于對歷史運(yùn)行中的錯誤進(jìn)行查詢。診斷模塊主要是對系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行診斷，以發(fā)現(xiàn)其是否存在故障，便于及時做出反應(yīng)，避免設(shè)備運(yùn)行時造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞。工藝流程以繪圖界面展現(xiàn)出該系統(tǒng)的清晰流程，使用戶對系統(tǒng)的工藝有清晰直觀的了解。另外，為了便于操作人員的管理，系統(tǒng)設(shè)置了密碼管理功能，操作人員每次操作前必須進(jìn)行身份驗證，以防止由于非操作人員的誤操作而造成不必要的損失。6.2控制系統(tǒng)的程序框圖除塵器開始自動運(yùn)行時，首先手動選擇運(yùn)行方式(壓差方式或定時方式)，在壓差方式時，如果長時間沒有達(dá)到規(guī)定壓差，也會自動進(jìn)行一次噴吹清灰。每個艙室首先關(guān)閉提升閥，使艙門關(guān)閉暫停進(jìn)風(fēng)，然后脈沖閥依次噴吹對濾袋清灰。等到所有脈沖閥動作完畢，艙門重新打開，繼續(xù)除塵過程，下一艙室開始除塵。如下圖5.1所示噴吹運(yùn)行噴吹運(yùn)行開始壓差、定時方式壓差、定時方式壓差、定時方式清灰間隔時間到4提升閥關(guān)艙門間隔噴吹1～4#室1室提升閥關(guān)艙門1～14號脈沖閥順序噴吹1～14號脈沖閥順序噴吹定時方式壓差方式Y(jié)YNN省略2、4室圖6.1噴吹控制系統(tǒng)程序框圖6.3控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計系統(tǒng)配置選用FX2N模型I/O總數(shù)輸入輸出尺寸

mm(英寸)

(寬)*(厚)*(高)數(shù)目類型數(shù)目類型FX2N-16MR-001168漏型8繼電器130*87*90

()FX2N-16MT晶體管FX2N-32MR-0013216漏型16繼電器150*87*90

(5.9*3.4*3.5)FX2N-32MT晶體管FX2N-48MR-0014824漏型24繼電器182*87*90

(7.2*3.4*3.5)FX2N-48MT晶體管FX2N-64MR-0016432漏型32繼電器220*87*90

(8.7*3.0*3.5)FX2N-64MT晶體管FX2N-80MR-0018040漏型40繼電器285*87*90

(11.2*3.4*3.5)FX2N-80MT晶體管FX2N-128MR-00112864漏型64繼電器350*87*90

(13.8*3.4*3.5)FX2N-128MT晶體管FX2N性能規(guī)格項目規(guī)格備注運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式通過儲存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)I/O控制方法批次處理方法(當(dāng)執(zhí)行END指令時)I/O指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時間基本指令：0.8μs/指令

應(yīng)用指令：1.52至幾百μs/指令編程語言邏輯梯形圖和指令清單使用步進(jìn)梯形圖能生成SFC類型程序程式容量8000步內(nèi)置使用附加寄存盒可擴(kuò)展到16000步指令數(shù)目基本順序指令：27

步進(jìn)梯形指令：2

應(yīng)用指令：128最大可用298條應(yīng)用指令I(lǐng)/O配置最大硬體I/O配置點256，依賴于用戶的選擇（最大軟件可設(shè)定地址輸入256、輸出256）輔助繼電器

（M線圈）一般500點M0至M499鎖定2572點M500至M3071特殊256點M8000至M8255狀態(tài)繼電器

（S線圈）一般490點S0至S499鎖定400點S500至S899初始10點S0至S9信號報警器100點S900至S999定時器（T）100毫秒范圍：0至3276.7秒200點T0至T19910毫秒范圍：0至327.67秒46點T200至T2451毫秒保持型范圍：0至32.767秒4點T246至T249100毫秒范圍：0至3276.7秒6點T250至T255計數(shù)器（C）一般16位范圍：0至32767數(shù)200點C0至C199

類型：16位上計數(shù)器鎖定16位100點（子系統(tǒng)）C100至C199

類型：16位上計數(shù)器一般32位15點C200至C219

類型：16位上/下計數(shù)器鎖定32位15點C220至C234

類型：16位上/下計數(shù)器高速計數(shù)器

（C）單相范圍：-2147483648至+2147483647數(shù)

一般規(guī)則：選擇組合計數(shù)頻率不大于20KHz的計數(shù)器組合

注意所有的計數(shù)器鎖定C235至C2406點單相c/w起始

停止輸入C241至C2455點雙相C246至C2505點A/B相C251至C2555點數(shù)據(jù)寄存器

（D）一般200點D0至D199

類型：32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲寄存器對鎖定7800點D200至D7999

類型：32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲寄存器對文件寄存器7000點D1000至D7999通過14塊500程式步的參數(shù)設(shè)置

類型：16位數(shù)據(jù)存儲寄存器特殊256點從D8000至D8255

類型：16位數(shù)據(jù)存儲寄存器變址16點V0至V7以及Z0至Z7

類型：16位數(shù)據(jù)存儲寄存器指標(biāo)

（P）用于CALL128點P0至P127用于中斷6輸入點、3定時器、6計數(shù)器100*至150*和16*至18*

(上升觸發(fā)*=1，下降觸發(fā)*=0，**=時間(單位：毫秒))嵌套層次用于MC和MRC時8點N0至N7常數(shù)十進(jìn)位K16位：-32768至+32768

32位：-2147483648至+2147483647十六進(jìn)位H16位：0000至FFFF

32位：00000000至FFFFFFFF浮點32位：±1.175*10-38，±3.403*10-38（不能直接輸入）

擴(kuò)展選用EM222（8X/8Y）X/Y口分配X口：X10…X27十六個X口Y口：Y10…Y26十五個Y口X口：X10電源開關(guān)X17脈沖電磁閥3BX11脈沖電磁閥1AX20脈沖電磁閥5BX12脈沖電磁閥3AX21脈沖電磁閥2BX13脈沖電磁閥5AX22脈沖電磁閥4BX14脈沖電磁閥2AX23提升電磁閥1室X15脈沖電磁閥4AX24提升電磁閥2室X16脈沖電磁閥1BX25提升電磁閥3室X26提升電磁閥4室X27提升電磁閥5室Y口：Y10提升電磁閥1室Y20脈沖電磁閥2AY11提升電磁閥2室Y21脈沖電磁閥4AY12提升電磁閥3室Y22脈沖電磁閥1BY13提升電磁閥4室Y23脈沖電磁閥3BY14提升電磁閥5室Y24脈沖電磁閥5BY15脈沖電磁閥1AY25脈沖電磁閥2BY16脈沖電磁閥3AY26脈沖電磁閥4BY17脈沖電磁閥5A硬件接線圖24VCD24VCD傳感器電源輸出24VCD電源(6ES7214-2AD23-0XB8)1M1L+10111213142M2L10111213141516172M202122232425ML+ML+DCMIVMA+B+VLOAD模擬量x/y主電路圖30A30ACJ20-40RL1-60