电气自动控制技术在除尘器系统中的应用

摘要：随着工业化和城镇化的不断推进，我国的环境污染日趋严重。电气自动控制技术在除尘器系统中的应用取得了较好的除尘效果和经济效益。文章简单介绍了本钢北营炼钢公司除尘器生产工艺流程及工作原理，探讨了自动化技术在除尘器中的应用及其组成和功能。

关键词：除尘器；电气自动控制技术；布袋除尘器；PLC

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0042-02

随着社会发展和经济建设，工业化、城镇化水平的推进，人类赖以生存和发展的环境正发生着急剧的变化。无节制地使用资源、能源来进行大批量生产，不顾后果地进行过度开发以及无序的大量废弃是本世纪以来环境日趋恶化的主要原因。因此环境治理是企业不可推卸的责任，我厂结合本省提出的“碧水蓝天”工程，为净化厂区环境和减少对员工身心健康的伤害，满足国家环保要求，以成熟、可靠、高效、先进为前提，采用国际国内行之有效的技术和装备，突破关键技术，确保环保指标达到相关部门的要求。

1 炼钢公司除尘系统的现状

本钢北营炼钢公司除尘系统于2004年11月陆续投产运行，均采用排烟罩或封闭罩捕集烟气，脉冲布袋式除尘清灰，除尘器收集的粉尘采用除尘器高架布置（除尘电气室布置在除尘器下面）。由脉冲喷吹，卸灰阀，刮板输送机（又叫输灰电机）把粉尘输送到高位储灰仓中，由粉尘自卸车运出。本厂共有以下七套除尘器，其电气设备见表1。

2 布袋除尘器的工作原理

当烟气进入除尘器，首先碰到挡板，气流流入灰斗，同时气流速度减慢，由于惯性的作用，使气体中粗颗粒粉尘直接落入灰斗。进入灰斗中气流向上通过布袋，粉尘被搜集在布袋的表面，净化后的气体进入布袋内，集中到出风口排出，随着时间的增加，吸附在布袋上的粉尘越来越多，增加布袋的阻力，导致风力逐渐减少，为了正常工作，要控制阻力范围，必须对布袋及时清灰，清灰时由PLC定时顺序触发各控制阀并打开脉冲阀，压缩空气由喷吹管喷吹到各个布袋内，使吸附在布袋表面的粉尘脱落。清下粉尘落入灰斗，保证了除尘器系统运行。

3 脉冲布袋式除尘器的特点

脉冲布袋除尘器是目前国际上最普遍、最高效的除尘器，具有以下特点：（1）应用灵活，设计合理，集中控制，易于操作；（2）可在线或离线脉冲清灰；（3）结构简单，维护方便；（4）脉冲阀工作寿命长，布袋使用周期长；（5）设备成本费用低，运输便捷。

4 电气自动控制系统的功能与应用

电气自动控制系统分为清灰控制系统、卸灰控制系统，全部由PLC控制。

4.1 清灰控制系统

清灰系统是除尘器的核心，清灰系统有定时和压差两种清灰功能。

清灰系统的工作流程：在进入清灰系统的工作流程后，首先需要清灰系统的舱室关闭舱门（舱门由提升缸来统一控制），此时这个舱室暂时停止除尘工作，等待清灰，进入清灰工作时，由PLC按预先设置的程序控制脉冲阀动作，脉冲阀按照程序迅速动作，打开阀门0.85秒时间，这时，喷吹阀内的密封膜片打开，气包中的介质压缩空气在压力的作用下，从喷吹口迅速喷出气孔，使脉冲阀所对应着的除尘布袋瞬间急剧膨胀起来。压缩空气在强压下快速地通过除尘布袋，将吸附在除尘布袋外表壁上的粉尘吹离，落入储灰斗中，因此达到了清灰除尘效果。除尘器清灰除尘系统的关键点就是要求脉冲阀迅速准确的动作和保证压缩空气的干燥程度，这样才能达到最好的清灰除尘喷吹的效果，使除尘布袋上的粉尘能够彻底清除掉，从而保证除尘布袋的使用寿命。并且，两次喷吹之间要有一定的时间间隔（10秒），以防止两个布袋之间互相干扰和影响清灰效果。

喷吹系统工作流程：本厂的脉冲袋式除尘器设有独立除尘舱室，每个舱室有10个脉冲阀，那么除尘器的脉冲喷吹动作流程描述如下：1室：提升阀l闭合（舱室1关闭）——等待3秒（确保舱门关闭紧密）——脉冲阀1喷吹0.85秒（对滤袋1进行反向喷吹以清除过滤带上附着的灰尘）——等待10秒——脉冲阀2喷吹0.85秒——等待10秒——脉冲阀3喷吹0.85秒——等待10秒……脉冲阀10喷吹0.85秒——等待10秒（等待灰尘自然沉降至灰斗）——提升阀1打开（舱室1开启重新进入除尘状态）——等待下次除尘并激活2舱室清灰2室：提升阀2闭合（舱室2关闭）——直到除尘完毕后进入清灰间隔期（所有舱室都处于除尘状态）——等待下次清灰指令发出（例如时间定时，压差方式，或手动指令），一个清灰周期结束，清灰周期间隔30分钟。

4.2 卸灰控制系统

除尘器的卸灰控制系统分为：自动卸灰、定时卸灰和手动卸灰三种。自动卸灰控制系统也是由PLC控制，分别控制振打电机、卸灰电机和刮板电机，根据灰尘的不同，合理设计电机功率大小，卸灰周期间隔为30分钟。首先刮板电机运行，5秒后卸灰电机运行时间是90秒，再间隔3秒灰斗振打电机运行时间是3秒，以此类推，直至本周期结束，间隔30分钟下一周期继续运行。定时卸灰是由定时器控制。手动卸灰是由现场操作箱操作某一灰斗单独运行时使用。三者由转换开关控制。

5 电气自动控制系统的特点

5.1 网络化控制

利用工业以太网、DP总线把工控机等设备连接成为一个统一的控制系统。

5.2 集中控制、定时控制和手动控制

当正常生产时，采用集中控制或定时控制；当设备检修时采用手动控制，方便简单，便于操作，转换自由。

5.3 PLC控制

故障率低，提高工作效率，使用寿命长，维护方便。

5.4 联锁控制

使设备准确率高，减少人为误动作，提高设备使用率，可靠性高，成本低廉。

5.5 可靠性高

由于冶金工业生产的环境条件比较差，因此采用PLC控制具有很强的抗干扰能力，可长期可靠稳定地运行。

6 结语

PLC在除尘控制系统中的应用提高了系统的自动化程度，使系统连续性、准确性、可靠性大大提高，使系统性能有了较大的改善，同时还实现了对现场设备的远程监控，构建了完善的自动化网络体系。通过对电气自动控制技术的应用，使除尘系统在生产技术上了一个新台阶，取得了良好的除尘效果和经济效益，从而保护员工的身体健康和净化厂区的工作环境，响应集团提出的“碧水蓝天”工程和国家节能减排的政策。

参考文献

[1] 张芳.转炉炼钢[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2] 高泽平.炼钢工艺学[M].北京：冶金工业出版社，2008.

[3] 北京钢铁设计研究总院.北营炼钢公司炼钢连铸易地改建工程初步设计.2008.

[4] 本钢北营钢铁股份有限公司.炼钢公司工艺技术规程[S].

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