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电袋复合式除尘器控制系统的设计与应用
作者:管理员    发布于:2017-11-04 09:02:34    文字:【】【】【

  电除尘器和袋式除尘器均为高效除尘器,多年来的工程实践表明,这2种技术各有所长,在适合其自身特点的工况条件下,均发挥了重要作用,但同时也分别存在一定的缺点。如电除尘器阻力损失小,适应烟气变化能力强,运行费用低,但同时电除尘器受粉尘比电阻特性影响大,对高比电阻粉尘适应性差,除尘效率的提高受到一定的限制;而袋式除尘器不受粉尘比电阻影响,除尘效率高,但阻力损失大,运行维护费用高。随着国家环保标准要求的提高,在除尘技术方面急需新的突破。

  电袋复合式除尘器有效结合了电除尘器和袋式除尘器的优点,利用电除尘器捕集大颗粒粉尘进而大幅度降低粉尘浓度,避免了大颗粒粉尘对滤袋的冲刷,同时延长袋区的清灰周期,极大地延长了滤袋寿命。粉尘在电场作用下带同种电荷,这样滤袋表面附着的粉尘层相对疏松,透气性高,可以有效降低设备运行阻力,节省运行维护费用。

  这样,电除尘器的高低压控制系统就面临着与布袋除尘器控制系统整合的要求,因而开发设计适用于中国工业的电袋复合除尘器控制系统,与工厂DCS系统联网,达到并实现管控一体、透明工厂目的,就成为必然的选择。

  1电袋控制系统原理电除尘区作为预除尘器,将捕集烟气中的绝大部分粉尘,一般由1到2个电场所组成,每个电场采用1台高压硅整流设备(T/R)进行供电。T/R设备主要起升压、整流控制作用,其工作原理是把单相380V电源通过反并联可控硅,经移相调压后,来控制电场负载的直流负高压。它是电除尘器中最为重要的电气设备,采用专用控制器进行控制。电除尘器的配套辅助设备主要由振打控制系统、料位检测系统、灰斗与绝缘子电加热系统、进出口喇叭温度显示系统和安全连锁控制系统等组成,可采用小型PLC进行控制。

  袋区为第二级除尘器,烟气进入袋区通过滤袋收集其剩余粉尘,最后排入烟囱,从而达到高效、稳定、低阻节能的除尘目的。滤袋是决定除尘效率的关键元件,其维护费用也是电袋除尘器的主要维修费用。清灰系统直接影响除尘器的运行阻力和滤袋寿命,清灰控制系统是电袋除尘器的核心之一。袋区的设备主要有脉冲阀、提升阀、旁路阀、冷干机空压机和差压压力温度仪表检测装置等。冷干机空压机提供干净高压气源,脉冲阀、提升阀和旁路阀均为气动阀。脉冲阀通过高压气体对滤袋进行清灰,通过提升阀可实现系统“在线检修”、“离线清灰”等功能,旁路阀主要在系统烟气出现异常情况时,如系统在燃油点火、超高超低温时,对烟气进行旁路,起保护滤袋作用。差压变送器、压力温度检测器可有效提高设备自动控制程度和故障识别能力。由于袋区的控制与滤袋的使用寿命直接相关,因而采用大型PLC来控制袋区设备。

  上位机系统主要由工控机、LCD和通讯板卡等组成。它一方面实现对电除尘区、袋区下位机设备的显示、控制、历史数据实时数据管理工作,另一方面与工厂DCS系统联网,接受DCS系统监控,实现工厂管控一体化的目的。

  2控制策略在电袋控制系统中主要针对以下几个方面进行了特殊开发设计:袋区清灰系统、保护连锁系统和人机界面系统。

  2.1袋区清灰系统把袋区分成若干个室,每室有最大32个脉冲阀,对于脉冲阀的控制采用矩阵方式,每个矩阵最大可控行列为16X32,最大可控脉冲阀数目为512个。其中室数最大为16,每室脉冲阀数最大为32.在一个矩阵中以室为单位各脉冲阀轮流喷吹,在任一时间不允许有2个或2个以上的脉冲阀同时工作。

  脉冲喷吹时,各室均可分别设定在在线、离线和退出功能下。在线,某室清灰时,该室的提升阀不动作,处于开位置(提升阀线圈不得电),为常规清灰方式;离线,某室清灰时,该室提升阀动作,处于关位置(提升阀线圈得电),离线清灰可使清灰效果更好;亥方式相当于电除尘的断电振打方式。退出,若某个室设置为退出时,该室不进行清灰,并且该室的提升阀处于关位置(提升阀线圈得电),可用于检修。

  脉冲喷吹矩阵具有自动和就地模式。置于自动模式时,由PLC按设定的运行方式和参数自动控制;置于就地模式时,可在现场手动控制每个电磁脉冲阀的工作,方便检修调试。

  脉冲喷吹具有定时和定压方式。定时方式,按照预先设定的脉冲间隔、清灰周期和脉冲宽度时间参数,从第1室开始进行循环脉冲喷吹清灰,清灰周期为所有室均喷吹清灰一遍的时间,其清灰周期固定;定压方式,脉冲喷吹根据压差进行自动控制,清灰周期不固定。在定压方式时,如果检测到停止清灰时间超过一定值,系统就判断为进出口压差信号异常,清灰方式自动切换到定时清灰方式进行清灰,并发出异常报警信号。

  脉冲喷吹子程序如所示。

  2.2保护连锁系统在系统烟气出现异常情况时,如系统在燃油点火、超高超低温时,为保护滤袋,打开旁路阀,烟气直接旁路到除尘器出口而达到保护滤袋目的。具体为:预热器出口温度大于高温报警时,发出高温报警。

  当预热器出口温度继续升高,大于高温保护温度时,报警且按阀门设定的间隔时间执行保护动作。当预热器出口温度下降至小于高温保护温度值5°C时,阀门按保护动作相反方式恢复。

  当预热器出口温度小于低温保护报警温度时,报警且按阀门设定的间隔时间执行保护动作。当预热器出口温度上升至大于低温保护报警温度值5C时,阀门按保护动作相反方式恢复。

  软件把保护动作分为2种,在现场可进行选择:保护1,按设定的阀门动作间隔时间,从1号旁路阀开始依次打开所有旁路阀,提升阀不动作;呆护2,按设定的阀门动作间隔时间,从1号旁路阀开始依次打开所有旁路阀后,从1号提升阀开始依次关闭所有提升阀。

  提升阀与旁路阀的连锁:旁路状态时,当提升阀有25%以上为关状态时,不允许旁路阀关;非旁路状态,不允许有超过25%以上的提升阀同时关。

  2.3人机界面系统在现场PLC控制柜内有一触摸屏TP170B作为人机界面,该触摸屏采用软件SIMATICPrrTl/PrCSV6.SP2来编程。在触摸屏上可显示各操作画面,用户可点击相应按钮进入相应画面。画面权限设定分为3级:一级为管理员用户,可以进入所有画面进行查看及修改参数,并可切换到系统设置、编辑用户等界面进行所有操作;二级为普通用户,可以在显示画面查看,在设定画面进行参数设定,但不能进行二级参数设置及系统设置,编辑用户等操作;三级为未登录用户仅可以查看显示参数,无设置权限。

  3系统实现系统包括下位机部分和上位机部分,其拓扑结构如所示。

  上位机监控软件采用InTouchlO.1进行编程。

  下位机袋区采用分为2个区的S7-4 00的中央控制器均有1块具有容错功能的140CPU417- 4HCPU模块、1块PS407电源模块、2个同步模块以及1块用于将S7-400连接到工业以太网的CP443-1通讯模块。2个中央控制器之间采用同步光缆连接进行数据同步,以实现CPU模块之间的冗余热备。

  下位机电除尘区采用已经成熟可靠的以80C196KB单片机为核心的专用控制器,与上位机的通讯采用内部通讯协议。

  由于上位机与下位机通讯数据量大,上位机与袋区S7-400的通讯调度是个难点。

  为了使电袋除尘器的各数据减少相互之间的影响,将一些重要的数据独立组成几个分区,为此1个袋区PLC就需要分成16个分区,包括6个开关量分区和10个模拟量分区。上位机与S7-400的通讯以区为单位,读写数据时,上位机把整个区的数据读取或写下PLC.刚开始,按照一个个分区来轮流读取,这样获取数据的时间很长,测试过程中发现最长获取时间可达16s,显然这样是无法满足控制的要求。

  为此,修改了通讯调度程序。把模拟量分区、开关量分区各设置一个只读分区;平时在没有设定时,只读2个分区的数据;在有设定时,上位机往下位机设定相应分区参数,设定后,上位机立即转向读取模拟量分区只读区或转向开关量分区只读区数据,即只读取一个分区数据,并且无须在设定后触发相应的数据变化消息。这样大大加快了数据刷新速度。

  试验验证圆度测量中圆心偏对球杆仪测试结果的影响王冠明,郭宏伟,曹文智,于文东(沈阳机床(集团)有限责任公司国家重点实验室,辽宁沈阳110142)卧式加工中心进行了圆度测试,给出了圆度测试的结果并对结果进行了分析。试验结果表明,在对数控机床进行圆度测试时,圆心偏移对于轨迹误差测量的影响可以忽略。最后分析了球杆仪解算器的误差分离功能,得出了在对数控机床进行圆轨迹误差测试时可以不考虑圆心偏干扰的结论。

  基金项目:国家重点基础研究发展计划(73计划)(2010CB736003)同时上位机以OPC方式与电厂DCS联网,成为电厂的一个可靠子系统,以实现电厂管控一体要求。

  4结束语电袋复合式除尘器作为新型除尘设备,由于其巨大的优点,越来越被用户所接受。本文提出的控制系统设计方法,新颖实用、可靠性高、抗干扰能力强、性价比高,为进一部发挥电袋复合式除尘器的优越性,使其稳定可靠运行提供了保证。

脚注信息
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