为了保证大型布袋除尘器的正常、安全运行,以及节能降耗(电耗、气耗),保证和延长除尘器布袋的寿命,除尘器控制系统应具备多种的控制模式和全智能化的控制管理模式,这样可以在现场的生产工艺参数发生变化时,操作人员仍能通过灵活的选择各类控制模式,满足现场变化的要求,使得除尘器能够安全节能、最 优化的运行,要满足如上的要求,控制系统应具备多种可选的控制模式。
根据本文试验存在的问题以及多年来工程实践总结认为,对大型和工艺型除尘器,整个控制系统应采用现今国际上除尘行业通行的计算机专家集散系统,可在极大地降低投资成本的基础上,又能够使该控制系统更加安全、灵活、可靠、节能的运行。集散控制系统通常分为二层:第 一层为现场设备控制;第 二层为上位控制,包括工厂中控室(其控制系统由工厂自备)和值班室(其控制器为供应厂商提供的控制系统主机)控制,该控制系统应具备现场控制方案选择和全自动控制模式选择。
一、现场控制
由于每个箱体负荷不一样以及某个箱体控制器发生故障时,要保证整个系统仍能可靠运行,现场控制要求除尘器每个箱体应能独 立控制;现场设备控制参数应能方便灵活地被修改、设置,并且每个箱体应具有差压反馈功能,以达到每个箱体独 立喷吹(因为每个箱体在负荷和压差不同时,各箱体喷吹参数应该是 不同的),因此需要独 立设定参数,为了便于离线检修,每个箱体都要有净清灰功能。同时各箱体应具备手动、时序、组合、随机和全自动五种控制模式:
手动控制模式要求现场控制器上必须有手动操作键,以方便现场人员在现场实现手动控制清灰,方便现场工作人员进行调试或在紧急情况下进行手动操作。
时序控制分为一般时序控制和奇偶时序控制,其中一般时序控制属于基本运行方案,满足普通工艺要求的除尘器;奇偶时序控制是 在满足基本运行方案的基础上,可解决粉尘二次扬尘,是 同时满足普通工艺要求的除尘器。
组合控制包括双阀组合、三阀组合、四阀组合。该几种控制模式可以解决高粉尘浓度、高相对湿度、粘性大等清灰较难,工艺要求比较高的除尘系统。
随机控制包括随机一、随机二、随机三。该控制模式主要适用于粉尘浓度高,滤袋寿命短的除尘系统,通过随机控制可大大的提高整体布袋的平均寿命,避免局部滤袋反复易损的状况。
全自动控制模式是 根据分室压差反馈进行全智能化的自动控制;它可以根据所有箱体的压差情况对较高压差进行优先排序,对这类箱体进行优先清灰;也可以根据差压高低自动改变阀门开阀时间、喷吹间隔时间、喷吹组合方式(双阀、三阀、四阀)、组合间隔时间、改变阀门喷吹压力,或改变以上控制方式的喷吹周期。由于该控制模式具有相关参数补偿功能,在除尘器相关参数发生变化时,系统可以不断自动对以上模式进行调整,由于该控制模式具有自动识 别现场复杂工况变化的能力,能够适应大多数复杂工况条件下布袋除尘应用。
由于国内大型除尘器的设计习惯多数采用离线清灰,所以绝大多数的除尘器均使用可编程控制器——PLC进行控制。目前所有的PLC控制系统都已经是 比较成熟的技术,利用PLC进行脉冲控制不会产生很多问题。但是 根据除尘器的实际运作需要,清灰系统的脉冲时间控制包括脉冲宽度和清灰间隙经常会在除尘系统启动后的几个月内根据除尘器阻力(花板上下压差)进行调节。
脉冲布袋除尘器采用运行状态监测仪主要监测阀门喷吹状态、故障检测,可以检测到每一个脉冲电磁阀(结合手动按钮确认);及时破袋检测,可以检测到某一行(结合手动按钮确认);除尘器运行效率(排放)自检;风机叶轮磨损保护监测;还可预留作为今后和环保联网,省掉二次投资。
二、上位控制
上位控制包括工厂中控室(其控制系统由工厂自备)和值班室(其控制器为供应厂商提供的控制系统主机)控制。它具有通讯 功能管理和箱体运行模式管理,包括下列几种控制模式:
a.箱体时序控制模式,该模式属于基本运行方案,满足普通工艺要求的除尘器。
b.箱体组合控制模式,包含两箱体组合模式、三箱体组合模式、四箱体组合模式和箱体在线\离线运行模式等。该类控制模式主要针对箱体数多的大型除尘器及高粉尘浓度、高相对湿度、粘性大等参数复杂、工艺要求高的除尘系统,可增加清灰强度,大大的缩短清灰周期。
c.箱体随机控制模式包含随机一模式、随机二模式、随机三模式。该控制模式主要适用于粉尘浓度高,滤袋寿命短的除尘系统,通过随机控制大大的提高了整体布袋的平均寿命,避免局部滤袋反复易损的状况。
d.箱体全自动控制模式即全自动管理模式。上位控制根据各箱体压差反馈进行全智能化的自动控制管理,选择差压高的箱体优先进行如下控制。可以根据各箱体的差压高低选择对最 高差压箱体进行优先清灰,清灰次数可自动调整;可以根据各箱体的差压高低选择对较高差压的一组箱体进行优先清灰,各箱体清灰次数及箱体间隔时间可自动调整;也可以根据总差压对各箱体自动进行组合编排,分组清灰(两箱体、三箱体、四箱体),并且自动调整各组之间的喷吹间隔;还可以根据各箱体的差压及总差压自动调整各阀门的喷吹压力;最 后还能根据各箱体的差压及总差压自动调整如上运行模式的喷吹循环次数。该方式具有相关参数补偿功能,即根据除尘器相关参数变化情况不断自动对以上控制方式进行调整。该控制模式适用于各种简单及复杂工况的除尘系统,减少压差阻力,提高阀门和布袋寿命,减少除尘器设备各部件的维护量,使得各箱体负荷平均,自动优化了相应的控制,节省能源。
需要特别说明的是 ,为了实现以上控制功能和模式,都必须做到每个箱体独 立差压信号反馈和控制,才能真正达到如上的控制功能和控制模式。
三、监控功能
如果一台除尘器将要失效,在失效前一般都会有先兆。除了肉眼能看见的烟尘排放黑度的增加,就是 除尘器阻力的不正常变化。阻力的增加表示局部“糊袋”,阻力的下降则表示局部有破袋现象。因此科学有效的方法是 采用花板上下压差的输出信号来控制电磁阀的时序喷吹时间和次数。这种压差控制方法一般比时序控制喷吹减少一半以上的喷吹次数。减少滤袋的脉冲抖动次数将能够延长滤袋使用寿命,降低除尘器的运作能耗(压缩空气用量),减少油气进入滤袋,并降低设备阻力。其中差压监控仪作用主要是 监测各室分风均匀、负荷均匀、卸灰均匀、各室较大数量破袋监测、本箱体清灰效果好坏监测、本箱体布袋运行是 否正常。
为了确保除尘器正常运行,减少维护,需要及时发现除尘器运行故障,做到及时在线监测,可起到预防、预测的功能。除尘器各箱体需安装差压指示和除尘器出口安装排放浓度指示,在国际上早已成为标准的和必备的应用了。目前差压监控仪和运行状态监测仪这些技术在国内已经逐步开始应用。
无论是 在线或离线脉冲清灰脉冲清灰系统,都可以选用PLC或微处理器提供脉冲喷吹信号。澳大利亚高原公司已经开发并成功推出离线清灰专用的微处理器单片机控制器,能够输出气缸电磁阀和脉冲阀的控制信号。目前已经成功应用在国内的除尘器系统上。
所有的清灰控制系统都必须带有全自动的“吹净功能”,控制信号。此信号在除尘器风机停止时,继续控制阀门喷吹10~30个完整周期,使残留在滤料上的粉末大部分掉进灰斗里。这样,如果除尘器安装在湿度比较高的地区,滤袋不会因为风机的停止而凝结成一根根水泥柱。
河北航宇环保设备有限公司(http://www.hangyucc.com)是 一家从事环保设备研发、生产和销售的专业性公司,公司主要产品有中央木工除尘器、脉冲除尘器、湿式除尘器、除尘布袋、除尘器骨架、星型卸料器、电磁脉冲阀、螺旋输送机、斗式提升机等系列产品,为客户提供细致周到的服务。