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文檔簡介
(字?jǐn)?shù)3307) 詹光明通過除塵器控制系統(tǒng)改造提高除塵效率摘要:目前,選煤廠和一些有高濃度粉塵作業(yè)場(chǎng)所的單位普遍使用一種UF-7S型袋式除塵器,由于其控制系統(tǒng)為手動(dòng)控制,手動(dòng)清灰過程不規(guī)范,除塵效果達(dá)不到預(yù)期目的。本文對(duì)該設(shè)備的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造,加裝PLC自動(dòng)控制模塊,對(duì)引風(fēng)機(jī)及振動(dòng)電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)時(shí)控制,及時(shí)清灰,提高了除塵效率。關(guān)鍵詞:除塵器 PLC控制模塊 自動(dòng)控制中圖分類號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào): 2012-7.10-2001引言目前,許多洗煤廠及有粉塵源的生產(chǎn)單位廣泛使用的一種UF-7S型單機(jī)袋式收塵器是引進(jìn)美國富樂公司、具有八十年代技術(shù)水平的小型袋式收塵器,這種除塵器因其具有體積小,處理風(fēng)量大,結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便可靠、價(jià)格低廉等多方面的優(yōu)點(diǎn),被許多有粉塵源的單位廣泛使用。但它在洗煤廠實(shí)際使用過程中,除塵效果并不理想,經(jīng)環(huán)保局檢測(cè),現(xiàn)場(chǎng)空氣中粉塵濃度達(dá)到80%,煤塵濃度(含有10%以下游離二氧化硅的煤塵)達(dá)到18mg/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的粉塵濃度不得高于50%,煤塵濃度不得高于10 mg/m3標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣,且經(jīng)常出現(xiàn)引風(fēng)電機(jī)燒毀現(xiàn)象。經(jīng)過多次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查,并對(duì)該種除塵器的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理、控制系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的研究,發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)出在除塵布袋的煤塵不能及時(shí)被清除所造成。該種除塵器結(jié)構(gòu)組成、工作原理、存在問題及原因分析如下:圖1 UF-7S型袋式除塵器結(jié)構(gòu)圖1.1結(jié)構(gòu)組成主要由凈氣室、過濾室(濾袋室)、灰斗室、振動(dòng)裝置(振動(dòng)電機(jī))、引風(fēng)機(jī)、卸料裝置、濾袋固定花板、過濾布袋等組成,采用機(jī)械類振動(dòng)清灰方式,清灰布袋靠自重下垂,沒有骨架袋籠裝置。(結(jié)構(gòu)圖見圖1)1.2工作原理含塵氣體通過吸入式引風(fēng)機(jī)由除塵器入口(進(jìn)氣孔)進(jìn)入濾袋室,通過濾袋進(jìn)行過濾,粉塵被留在濾袋表面,凈化后的氣體進(jìn)入濾袋內(nèi)部,通過濾袋上口進(jìn)入凈氣室內(nèi),由引風(fēng)機(jī)排風(fēng)口排出室外。隨著過濾時(shí)間的增加,濾袋表面黏附的粉塵不斷增加,當(dāng)濾袋表面上黏附的煤塵達(dá)到一定程度的時(shí)候,操作人員啟動(dòng)安裝在現(xiàn)場(chǎng)控制箱上的引風(fēng)機(jī)停止按鈕,關(guān)閉引風(fēng)機(jī),啟動(dòng)清灰電機(jī)(振動(dòng)電機(jī))進(jìn)行搖振清灰,使黏在濾袋外表面的粉塵落到灰斗室,然后啟動(dòng)清灰電機(jī)停止按鈕,開啟卸料電機(jī),將灰頭室的積灰由卸料閥排出。之后,再次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。按上述步聚依次進(jìn)行。另外,袋式除塵器依靠濾袋對(duì)含塵氣體進(jìn)行過濾。含塵氣體穿過濾袋時(shí),隨著含塵氣體深入濾料內(nèi)部,纖維間空隙逐漸減小,最終形成附著在濾袋表面的粉塵層,即所謂的初層。袋式除塵器的過濾作用主要是依靠這個(gè)初層以及逐漸堆積起來的粉塵層進(jìn)行的。即使過濾很微細(xì)的粉塵。隨著粉塵在初層基礎(chǔ)上不斷積聚, 除塵器的透氣性變壞,除塵器的阻力增加,盡管此時(shí)濾袋的除塵效率也增大,但阻力過大會(huì)使濾袋容易損壞或因?yàn)V袋兩側(cè)的壓差灰過大,使空氣通過濾袋孔眼的速度(過濾速度)過高,將已黏附的粉塵帶走,這樣反而使除塵效率下降。因此,袋式除塵器運(yùn)行一定時(shí)間后要及時(shí)清灰,且清灰時(shí)不能破壞初層,以免除塵效率下降。1.3存在問題及原因分析通過以上分析可知:該類型除塵器主要是靠濾袋進(jìn)行空氣過濾的,當(dāng)濾袋表面上黏附的粉(煤)塵量達(dá)到一定程度的時(shí)候,如果不及時(shí)停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行、開啟振動(dòng)電機(jī)進(jìn)行清灰處理,會(huì)造成濾袋的透氣性大大降低,同時(shí),引風(fēng)機(jī)阻力增大,除塵風(fēng)量降低,除塵效果隨之降低。與此同時(shí),因?yàn)槌龎m器濾袋沒有骨架袋籠裝置,濾袋透氣性低于一定程度時(shí),濾袋將會(huì)被吸附在一起,電機(jī)負(fù)荷增大,導(dǎo)致電機(jī)燒毀。也就是說,能否及時(shí)有效的進(jìn)行清灰,直接影響著袋式除塵器的除塵效果。目前,除塵器大多采用手動(dòng)控制系統(tǒng),在使用過程中,存在以下問題:(1)因?yàn)樵O(shè)備操作箱安裝在現(xiàn)場(chǎng),且引風(fēng)機(jī)、清灰電機(jī)以及卸料電機(jī)的控制端均在現(xiàn)場(chǎng),每道環(huán)節(jié)均為手動(dòng)操作,員工在手動(dòng)清灰操作過程中,通常會(huì)存在以下問題:一是因?yàn)椴皇煜げ僮饕?guī)程,不能及時(shí)清灰;二是工作責(zé)任心不強(qiáng),不能及時(shí)清灰;三是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況不能及時(shí)掌握,不了解除塵器里布袋上的灰塵積聚情況,不能及時(shí)清灰;四是工作人員負(fù)責(zé)看管工作線路長,身兼多種工作,不能嚴(yán)格按清灰周期定期啟動(dòng)清灰按鈕,及時(shí)清除黏附在濾袋表面粉塵,導(dǎo)致濾袋表面經(jīng)常超負(fù)荷帶塵工作,濾袋的穿透率不能得到保障,造成除塵效果不理想。(2)在手動(dòng)清灰過程中,按規(guī)定,引風(fēng)機(jī)停止后,振動(dòng)電機(jī)開啟10s后必須停止,再次啟動(dòng)引風(fēng)機(jī),但操作者在操作過程中不可能精確掌握振動(dòng)電機(jī)的開啟時(shí)間的長短,并及時(shí)啟動(dòng)引風(fēng)機(jī),經(jīng)常存在振動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間過長或過短的問題,造成布袋表面的初層被破壞或是布袋表面煤塵不能恰當(dāng)被清除,造成除塵效果不理想。另外,有時(shí)由于清灰時(shí)間過長、引風(fēng)機(jī)停風(fēng)時(shí)間過長或是操作人員為了省事,直接停機(jī),該設(shè)備不能被利用,形同虛設(shè),造成工作面煤塵大量積聚,影響現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,使除塵效果大大折扣。(3)本設(shè)備采用振動(dòng)電機(jī)振動(dòng)清灰,負(fù)荷不易過大,所以濾袋沒有安裝袋籠裝置,一旦濾袋上的灰塵不能被及時(shí)清除,濾袋的透氣性將會(huì)降低,在負(fù)壓的作用下濾袋將會(huì)黏在一起不能進(jìn)行空氣過濾,阻力增加,造成電機(jī)頻繁燒毀。(4)清灰裝置采用振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的激振力進(jìn)行清灰,濾袋上的灰塵過多,電機(jī)負(fù)載增加,振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的激振力達(dá)不到使用要求,除塵效果也會(huì)降低。2改造方案通過上述分析可知,該設(shè)備采用手動(dòng)控制系統(tǒng)是造成除塵效果不理想的主要原因,改造的重點(diǎn)是為其增加一套自動(dòng)控制系統(tǒng)。PLC控制將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體,專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì),具有功能強(qiáng)、通用靈活、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、編程簡單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛。 鑒于此,我們可通過對(duì)該種除塵器電控系統(tǒng)進(jìn)行改造,在控制系統(tǒng)中加裝PLC自動(dòng)控制模塊,引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后,清灰(振動(dòng))電機(jī)、卸料電機(jī)可根據(jù)預(yù)先設(shè)定周期,定期自動(dòng)進(jìn)行清灰及排料。另外,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)粉塵量的多少調(diào)整清灰周期,定期自動(dòng)對(duì)除塵器進(jìn)行清灰及卸料,從而確保濾袋的穿透率能維持在有效工作范圍內(nèi),可解決除塵效果不理想的問題。改造后控制原理見圖2。 圖23技術(shù)方案在配電柜現(xiàn)有電控元件不變的情況下,加裝PLC自動(dòng)控制模塊,PLCI0.0輸入端子之前加裝一個(gè)常開按鈕K1,PLCI0.1輸入端子之前加裝一個(gè)常閉開關(guān)按鈕K2,K1為風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕,K2為風(fēng)機(jī)停止按鈕。PLC輸出端子Q0.1接風(fēng)機(jī)控制繼電器J2,Q0.2輸出端子接振動(dòng)繼電器J3。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煤塵的多少,通過對(duì)PLC編程系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器T37運(yùn)算時(shí)間來設(shè)定清灰周期,通過調(diào)整PLC時(shí)間繼電器T38運(yùn)算時(shí)間來控制振動(dòng)電機(jī)的清灰時(shí)間。當(dāng)開關(guān)打到自動(dòng)檔位上時(shí),按下風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕K1,風(fēng)機(jī)啟動(dòng),當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行一周期后,T37時(shí)間繼電器輸出風(fēng)機(jī)停機(jī)信號(hào),風(fēng)機(jī)停機(jī),與此同時(shí),PLC輸出清灰電機(jī)開機(jī)信號(hào),清灰電機(jī)動(dòng)作,清灰電機(jī)啟動(dòng)一周期5s后,PLC輸出清灰電機(jī)停機(jī)信號(hào),之后,輸出風(fēng)機(jī)開機(jī)信號(hào),依次進(jìn)行,PLC控制程序見圖3。圖3 PLC控制程序4改造應(yīng)用效果(1)改造裝置投用后,可以根據(jù)煤塵濃度變化通過對(duì)PLC控制程序的調(diào)整調(diào)節(jié)清灰周期,使除塵器工作在最佳工況,從而提高除塵效果,現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度由原來的80%降低到17%,煤塵濃度由原來的18%降低到3%以下,有效解決了各工作點(diǎn)的煤塵問題。(2)PLC控制模塊的使用,實(shí)現(xiàn)了
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