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莱钢1080高炉除尘器仪控与计控系统的设计与开发

2015-06-03 11:02:31  字体:   打印 收藏 

摘 要:摘 要 :本文简述了高炉用除尘器的发展现状,袋式除尘器的工作原理与工艺流程。重点介绍计控与仪控系统的设计思路与逻辑控制思想。该自动化控制系统自投入以来,工作状态稳定,控制精确,除尘效率高,具有很强的实用性与推广价值。 关键词: 关键词: 脉冲袋

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  摘 要:本文简述了高炉用除尘器的发展现状,袋式除尘器的工作原理与工艺流程。重点介绍计控与仪控系统的设计思路与逻辑控制思想。该自动化控制系统自投入以来,工作状态稳定,控制精确,除尘效率高,具有很强的实用性与推广价值。

  关键词:

  关键词:脉冲袋式除尘器 PLC控制 除尘方式

  1 概述

  根据当前发展形势,国家环保标准要求排放浓度必须在每标立方米几十毫克以下,除尘设备大型化,为满足了高炉出铁场和矿槽上料工艺环节的每小时处理风量的需求,用于高炉出铁场和矿槽系统的除尘器将优先选用分室反吹风袋式除尘器和长袋低压或高压脉冲袋式除尘器。

  2 生产工艺概况

  袋式除尘器本体结构主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体(灰斗)、清灰系统和排灰机构等部分组成。袋式除尘器性能的好坏,除了正确选择滤袋材料外,清灰系统对袋式除尘器起着决定性的作用。为此,清灰方法是区分袋式除尘器的特性之一,也是袋式除尘器运行中重要的一环。除尘器的工艺流程图如下所示。

  3 主要技术点

  布袋除尘器的PLC自动控制系统可以分为清灰系统和输灰系统。清灰系统控制有两种方式:通过盘柜按钮手动控制和远程PLC自动控制。自控方式又分为定时清灰和压力差自动清灰。除尘器的卸灰控制方式分为:现场卸灰和上位机卸灰。其中,清灰自动控制系统是脉冲袋式除尘器的核心,关键技术所在。当系统选定压差自动清灰时,压力差变送器检测除尘器出入口的压力差,若大于设定值,脉冲阀依次动作。当系统选定时间控制时,每隔一定时间,脉冲阀按设定间隔时间依次动作。清灰控制系统的设计非常重要,决定了一个除尘器的除尘效率以及使用寿命。本文就清灰控制作重点论述。

  3.1 原理

  含尘气体在引风机吸引力的作用下进入灰斗,经导流板后被均匀分配到各条滤袋上。粉尘被拦截在滤袋外表面,气体则穿过滤袋,经过净气室后外排。袋式除尘器捕集在滤袋外表面上的粉尘会导致滤袋透气性的减少,使除尘器的阻力不断增加,等到阻力达到设定植或是过滤的时间达到设定值,通常处于关闭状态的脉冲阀在脉冲喷吹控制仪PLC脉冲喷吹控制下打开极短暂的一段时间,高压气体瞬间从气包进入喷吹管,并高速从喷吹孔喷出。滤袋由原先内凹的形状变成外凸的形状,并在变形量达到最大值时产生一个很大的反向加速度,吸附在滤袋上的粉尘主要在这反向加速度作用下,脱离滤袋表面,落入灰斗,除尘器的阻力随之下降。将粉尘从滤袋表面清除的过程称为清灰。清灰工作是一排一排进行的。脉冲阀每动作一次,一排滤袋就得到清灰。脉冲阀按照设定的时间间隔与顺序依次动作,直到完成一个循环。整台除尘器就完成了一个清灰周期。

  3.2 逻辑与流程

  莱钢1080高炉出铁场除尘器设计6个除尘灰斗,每个灰斗对应4个除尘灰仓。每个灰仓通过一个离线阀进行离线开关控制,即总共24个离线阀,每个离线阀对应6个脉冲阀。工艺流程转换为逻辑模型,24个离线阀为大循环,每个离线阀动作之后,相对应的所有脉冲阀动作一遍。当第24个离线阀关闭,第6个脉冲阀喷吹完毕时,一个清灰程序执行完一遍。

  清灰间隔时间T1,即清灰程序执行完成到下一次清灰程序执行开始的时间间隔。此时间可以通过WINCC人机交互画面设置,经过一段时间的运行调试,在9600m3出铁场除尘系统中,此时间设定30分钟较为合适,因为银前1080高炉在正常生产情况之下,每半个小时除铁一次,每次除铁之后即对布袋进行高压脉冲反吹,可以有效增加除尘效率,增加布袋使用寿命。

  脉冲阀间隔时间T2,即一号脉冲阀输出到下一个脉冲阀输出的时间间隔,此时间可以通过WINCC人机交互画面设置,经过一段时间的运行调试,在9600m3出铁场除尘系统中,此时间设定7秒钟较为合适。脉冲阀气源压力为6公斤压缩空气,每两组脉冲阀公用一个小压缩气包,当T2设定偏小情况下,会造成气源压力不足,喷吹除尘效果不良,或者直接造成无法喷吹现象。当T2设定偏大情况下,会造成程序执行周期偏长,布袋吸附灰量太大而除尘效果不佳。

  脉冲阀输出时间T3,即脉冲阀电磁阀线圈得电时间,此时间程序设计0.5秒,合适的时间设定可以保证气源压力不损失,脉冲反吹有力,经过调试与生产证明,以上时间作为可以有效提高除尘效率,保护除尘器各设备,对类似的除尘器调试有实际指导作用。

  压力差测量值P,在莱钢1080高炉出铁场除尘当中,清灰控制程序有时间控制和时间-压力差复合控制两种方式。在正常工作下,选用复合控制方式。即当压力差P小于800Pa时,时间逻辑控制清灰系统,即每隔T1时间间隔,执行一遍程序。当压力差大于800Pa时,压力差控制介入,立即启动一次清灰,当执行完成,再判断压力差是否小于上限。

  离线脉冲喷吹动作流程描述如下。1#离线阀闭合,仓室1关闭,等待T2秒(确保仓门关闭紧密), 1#24V脉冲电子阀得电

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