本文通過對陶瓷行業噴霧幹燥塔的煙氣除塵係(xì)統的工作特點進行深入分析,設計並製造(zào)了一個實(shí)用的控製係統,其功能完整、結構簡化,並對該控製係統的成功經驗進行(háng)總結。
1、引言
在(zài)生(shēng)產陶(táo)瓷地磚(zhuān)的噴霧幹(gàn)燥塔工序中,傳統的除塵方(fāng)法是采用旋風除塵器除塵(chén),但是該除塵方法的效果不徹底。近年來由於清潔生產和節能(néng)減排的需要,各企業在此基礎上增加使(shǐ)用了(le)袋式除(chú)塵器(qì)。旋風除塵(chén)器用作粗濾,袋式除塵器用作細濾,二者雙管齊下(xià)。雖然投入增加了,但減少了噴霧幹燥塔對大氣層的粉塵排放量,同時能夠使(shǐ)可用(yòng)粉塵回收再利用,起到了一舉兩得的效果。
2、袋式除塵器工作原理與說明
袋式除塵器采用滌綸針(zhēn)剌氈(zhān)濾料作為過濾材料(濾芯),透氣(qì)性能強,除塵效率高。將其製作成一個個由金屬骨架包裹的圓柱狀中空的濾氣組件(俗稱(chēng)布袋),把數個(gè)濾氣組件(圖1為三件)裝進一個特製的箱體內,簡稱為氣箱脈(mò)衝袋,如圖1所示。而袋式除塵器是由多個這(zhè)樣的氣箱脈衝袋組成。
圖1 氣箱脈衝袋
氣箱(xiāng)脈衝(chōng)袋除塵器,采用(yòng)反吹除塵法,不僅能淨化一般的(de)含塵硫(liú)氣體,還能(néng)處理入口(kǒu)濃度達1300g/Nm3的含(hán)塵氣體(tǐ)。煙氣中所含的水(shuǐ)蒸氣由於(yú)其溫度較高,在100℃左右,初呈氣態;從噴霧(wù)塔出來後(hòu),溫度有所降低,冷凝成水滴附在煙氣中的塵粒上,呈現霧狀;進入氣箱脈衝袋除塵器時塵粒(lì)即被捕集(jí)下來。
除塵清灰工(gōng)作過程為:以一個袋為例,含塵氣體由進口處直接進入氣箱的袋室;由於有負壓(yā)風(fēng)機的(de)引力驅動作用,含塵氣體由外(wài)及裏,自下而上,克服阻(zǔ)力,穿越濾芯到達上部箱體;粉塵就(jiù)會被阻擋在濾器組件之外,小的顆粒被吸附在濾芯的表麵,大的顆粒直接掉到下麵的(de)灰鬥中;經過(guò)過濾後(hòu)的含有微塵的氣體在脈衝提升閥(fá)處匯(huì)集(jí),之後從出風口排出,此時便(biàn)是幹淨的氣體。這個工作過(guò)程如圖1中(zhōng)的過濾狀態所示,過濾狀態就是對(duì)含塵氣(qì)體進行除塵。當過濾工作(zuò)達(dá)到一定時間(或阻力達到預先設定值),清灰過程開(kāi)始。其工作過程為:控製器發出信號,使脈衝提升閥關閉,阻斷排氣;壓縮空氣脈衝閥開啟,以大於0.5MPa的壓縮空氣經脈衝閥噴入淨氣室;並迅速(sù)膨脹入濾袋內,並產生振動作用,清除(chú)濾(lǜ)袋外側表麵上(shàng)的粉(fěn)塵,粉(fěn)塵掉落到灰鬥,如圖1中的(de)清灰狀態所示。這個動作完(wán)成後(大約6~15s),壓縮空氣脈(mò)衝閥關閉,提升閥重新打開(kāi),該箱室的濾袋重新回到過濾狀態(tài)。
噴(pēn)霧塔的尾氣中含有大量的(de)粉塵和SO2等廢氣,經(jīng)過旋風除塵和(hé)布袋除塵後的煙氣的粉塵量可降到40mg/m3以下,比之前的8000mg/m3降低了兩個數量級,效果非常明顯。除下來的粉塵都是陶泥粉,可以回收利用。
本文中袋式除塵器由18個氣箱脈(mò)衝袋組成(chéng)。氣箱脈衝袋需要定期清除濾芯表(biǎo)麵(miàn)的粉塵,防止(zhǐ)堵(dǔ)塞。清灰時采用分箱(袋(dài))清灰的方式,逐(zhú)箱隔離、輪流進行,逐(zhú)一按要求進行清(qīng)灰直至*後一(yī)個箱(xiāng)室清灰完畢,此為一個清灰周期。除塵器的脈衝(chōng)噴(pēn)吹寬度和清灰周期,是由清灰程序控製器自動控製連續進行,從而保證了清灰的效果。
3、控製係統(tǒng)設計
在(zài)清(qīng)灰過程中,氣箱脈衝袋的提升脈衝閥和噴氣(qì)脈衝閥的動作要密切配合。其動作流程是(shì):先關斷(duàn)提升脈衝閥,再打開噴氣脈衝閥;幾(jǐ)秒之後進行壓力檢測;然後關斷噴氣脈(mò)衝閥,*後(hòu)打開提升脈衝(chōng)閥(fá)。係統輸出信號,通過(guò)電磁閥來關斷或開啟這些脈衝閥,控製每個氣箱脈衝袋的清灰過程。如此眾(zhòng)多的輸出口,筆者通過陣列的方式,簡化輸出口的數量,通過增加軟(ruǎn)件指(zhǐ)令的措施來實現輸(shū)出口的控製,並且其功(gōng)能不(bú)會減(jiǎn)少,如圖2所(suǒ)示。
圖2 輸出陣列
在本係統中采用西門子可編程控製器(qì)S7—226外(wài)帶一個擴(kuò)展模塊EM223,其中KA1~KA18是(shì)控製1~18號脈衝提升閥的中繼,KA19~KA36是控製1~18號脈衝噴氣閥的中繼,這(zhè)些都不可缺省。這36個中繼如果用36個輸出口來驅動,勢必繁多。由於本文采(cǎi)用輪流清灰的工作特點,因(yīn)此18個脈衝提升閥(fá)任何時候隻有(yǒu)一個動作,18個脈衝噴氣閥任何時候(hòu)也隻有一個動作,現隻用Q1.0~Q3.3中(zhōng)的18個輸出口,利用陣列即可實現對36個輸出口的(de)驅動。例如(rú):如果(guǒ)要實現2號噴氣閥KA20動作,隻要程序中同時輸出Q1.0和Q3.2就可以了(le)。指令如下:
= Q1.0
= Q3.2
在(zài)本係統的設計過程中,考慮到(dào)要自(zì)動(dòng)檢測每個袋的工作狀況,特別是(shì)要檢測布袋是否破損或者堵塞,因此需(xū)要PLC設定檢測輸入口。當(dāng)布袋有破損時,在壓縮空氣噴氣數秒之(zhī)內,壓力下降太快,用壓力表可檢測出它的壓力會明顯降低;壓力過低,壓力表輸出一個檢測信號(如KL)給PLC,進行報(bào)警並指示,以便及時處理(lǐ)。而在壓縮空氣噴氣數秒之(zhī)內檢測壓力過高,則表示(shì)布袋被(bèi)粉塵堵塞,壓力下降太慢,過濾性能差了,壓力表也會輸出一個檢測(cè)信號(如KH)給PLC,進(jìn)行報(bào)警並指示,以便及時處(chù)理。如此眾多的輸入(rù)接口,須進行簡化處理。如圖3所示:本設計隻需(xū)要有I3.2、I3.3和I3.6、I3.7及I4.4、I4.5這六個輸入點,即(jí)可實現18個袋的超低壓和超高壓的共36個輸入反饋信號。例如(rú):5號袋(dài)發生破裂(liè),當清灰噴氣後,壓力降低過(guò)快,壓力表設定的(de)*低限動作;輸入模塊的輸入點I3.3可以通過KA5和KL5串聯回路,捕獲到此故障狀態;並用程序軟件(jiàn)區分出來,由此產生的(de)報(bào)警信號可以通過人機(jī)界麵顯(xiǎn)示。
圖3 輸入陣列
4、結論
通(tōng)過對控製係統的簡化(huà)措施,筆者成功地設計並製作了(le)袋式(shì)除塵器的控製應(yīng)用係統。不僅節省了硬件的開銷,而且提(tí)高了係統的工作可靠性和穩定性,取得了(le)明顯(xiǎn)的經濟效果。