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PLC在高炉煤气布袋除尘系统中的应用
作者:管理员    发布于:2016-06-30 09:33:06    文字:【】【】【

  布袋除尘器作为一种高效除尘设备⑴,目前已广泛应用于建材、冶金、化工等行业,其用途是过滤除尘。含尘煤气通过布袋时,灰尘被留在纤维体上,而气体通过布袋不断地流动。在高炉煤气布袋除尘系统中,煤气的温度会严重影响除尘的效率,如果温度过高就会产生烧袋,较低则降低布袋的除尘效果,甚至起不到除尘的作用。从国内外高炉煤气除尘的情况看,高温易于控制;低温状态下,如果煤气含湿量小,对除尘系统影响不大,但如果含湿量大,则对除尘系统影响很大。目前国内外高炉煤气除尘的温度控制主要有高温控制和低温控制两种方法。

  高温控制即根据炉顶煤气温度分段,分别在炉顶和重力除尘器内打水控制温度或者在前者基础上再加间接换热设备来控制温度。

  低温控制主要针对小高炉煤气除尘升温系统,常利用煤气燃烧放出的热量加热煤气到露点以上,或者利用热风炉烟气等热源通过换热设备将煤气加热至煤气露点以上。

  当然也可通过选用覆膜滤布解决短暂的高湿结露问题或通过调整炉况,来保证煤气温度稳定。

  本文设计的高炉煤气除尘的温度控制系统是根据炉顶煤气温度分段,分别在炉顶打水、空冷或空冷加水冷间接换热设备来控制温度,为确保煤气除尘系统的运行,炉顶、重力除尘器所用的蒸气阀、水阀选用的都是耐压等级高、密封性能好、质量好的阀门,以降低煤气含湿量,为避免煤气高湿,要求高炉炉顶打水控制精确。

  2工艺简介是某厂高炉布袋除尘工艺流程,其工艺过程如下:高炉煤气经重力除尘器粗除尘后,其含尘浓度小于5/Nm3,如温度在正常范围(<220),则直接进入离线脉冲喷吹除尘器精除尘后再进入TRT发电;其温度如不在正常范围(220T300),则通过温控设备水冷后再进入离线脉冲喷吹除尘器精除尘后进入TRT发电。如TRT故障,则除尘后通过调压阀再进总管。由于布袋的作用,煤气中的粉尘被拦截在布袋表面,形成“尘饼”,在“尘饼”及布袋的共同作用下,使煤气的含尘浓度降低到5mg/Nm3以下。当压力检测装置检测出某排箱体的压差达到设定值,则依次关闭该排箱体的两个阀门,启动脉冲反吹装置,对布袋进行清灰。当反吹完毕后,打开该箱体的两个阀门,箱体投入使用。

  高炉煤气经重力除尘后,其温度如在正常范围,在布袋材质所允许的温度内,则煤气经阀门组11直接进入4排共28个离线脉冲喷吹除尘器过滤;如果温度较高,超过布袋材质所允许的温度,调节自动调节阀开度,打开1~ 6号换热器中的1个或多个换热器进、出口电动蝶阀进行冷却,然后再进入布袋箱体过滤。

  根据炉顶煤气温度,采用间接换热的方式对温度进行控制。在每个箱体的出口设自动检漏装置,当检测到布袋破漏时,自动发出声光报警,并关闭相应箱体的进出口阀门,停止该箱体使用。在故障排除后,箱体重新投入使用。

  3系统的软硬件设计该布袋除尘控制系统是由计算机和PLC及网络组成的控制系统,由西门子S7-400PLC(包括CPU:6ES7414冗1.高炉子2.重力除尘器3.4.5.6.8.11.14.16阀门组7.箱体9.调压阀组10.TRT 12.换热器(温控设备)13.净煤气总管15.燃烧放热塔17.离线脉冲除尘器注:一个阀门组由一个电动蝶阀和一个电动插板阀组成或一个气动蝶阀和一个气动隔断阀组成插板阀、气动隔断阀、振动器、气动球阀、螺旋输送机等进行全自动控制,WINCC提供良好的人机界面和监控管理视窗,它们之间的通信采用以太网。

  操作方式分集中操作、机旁操作两种方式。集中操作由计算机系统完成,根据工艺的要求,布袋除尘区内各箱体的A、B阀组、自动调节蝶阀、换热器入出口蝶阀、换热器分组蝶阀、除尘系统分组蝶阀在控制室集中操作;气动卸灰球阀、螺旋输送机、岗位除尘器等设备在输灰间操作;插板阀等隔断阀在现场操作。冷却器入、出口的电动蝶阀与对应的冷却水入水调节阀是联锁的,只有当冷却器入、出口电动蝶阀打开后对应的冷却入水调节阀方可打开。当冷却器入、出口电动蝶阀关闭后对应的冷却水入水调节阀也关闭。灰仓温度检测装置的检测值只在画面上显示,供操作员判断是否需要卸灰,不参与回路控制。

  系统的软件设计主要分为两部分。第部分是按工艺要求对PLC的工作方式进行设计,其自动工作方式如下:当高炉炉顶煤气温度超过250°C时打开换热器入口水阀,当高炉炉顶煤气温度低于250°C且布袋除尘器入口煤气温度小于250C时,切断换热器入口水阀;当检测到高炉炉顶煤气温度、重力除尘器出口煤气温度、调节阀后煤气温度、除尘器后煤气温度高于设定值并继续出现温度升高时发出报警,操作人员将视温度值决定换热器的投入个数及是否开启水冷,其中自动工作方式部分程序流程如所示。第二部分就是对上位机WINCC界面的设计,包括醒目直观的工艺流程图,温度的设定,工作方式的选择,系统的压力、温度和流量的瞬时值显示,历史曲线显示及报警记录等。

  4结束语实践表明,本温度控制系统投入运行后,机组运行可靠,消除了温度对布袋除尘效果的影响,烟尘排放达到预期效果,且由于系统结构较为简单,设备故障率也

脚注信息
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