脈沖袋式除塵器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

吳建明(浙江環(huán)茂自控科技有限公司，浙江 杭州 311100)

0 引言

隨著國(guó)家對(duì)煙氣污染控制要求不斷提高，對(duì)微細(xì)粉塵的排放要求日趨嚴(yán)格，靜電除塵技術(shù)已經(jīng)難以滿足超低排放的要求。袋式除塵器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理風(fēng)量大，除塵效率高，使用靈活，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)阻力小，清灰徹底等優(yōu)點(diǎn)，相比電除塵受到廣大用戶的青睞，在除塵市場(chǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用。

1 袋式除塵器工作原理

袋式除塵器的工作原理是：依靠編織的或氈織(壓)的濾布作為過(guò)濾材料，當(dāng)含塵氣體通過(guò)濾袋時(shí)，粉塵被阻留在濾袋的表面，干燥空氣則通過(guò)濾袋纖維間的縫隙排走，同時(shí)布袋上的粉塵層也會(huì)對(duì)一些有塵的氣體進(jìn)行過(guò)濾，從而達(dá)到高效分離含塵氣體粉塵的目的。它的工作機(jī)理是粉塵通過(guò)濾布時(shí)產(chǎn)生的篩分、慣性、黏附、擴(kuò)散和靜電等作用而被捕集。

2 脈沖袋式除塵器

袋式除塵器按照反吹模式可分為脈沖袋式除塵器和反吹風(fēng)袋式除塵器。反吹風(fēng)袋式除塵器清灰方式是整個(gè)箱體一起反吹，所以此種方法無(wú)法定位到箱體內(nèi)的具體泄漏位置。

脈沖袋式除塵器是20 世紀(jì)50 年代發(fā)展起來(lái)的除塵設(shè)備，由于它有清灰效率高等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛重視。幾十年來(lái)發(fā)展很快，應(yīng)用越來(lái)越多，大小類別規(guī)格也比較齊全。

脈沖袋式除塵器清灰方式是定期順序觸發(fā)脈沖閥開啟，則氣包中的壓縮空氣通過(guò)脈沖閥經(jīng)噴吹孔進(jìn)濾袋，造成濾袋急劇膨脹振動(dòng)，加之氣流反向吹掃作用，使積附在濾袋外表面上的粉塵層脫落。袋式除塵器的主要缺點(diǎn)就是濾袋壽命短，成本高，容易堵塞，破袋更換麻煩。這里主要探討脈沖袋式除塵器的泄漏定位，用于檢測(cè)潛在布袋除塵器故障及確定泄漏部位，及時(shí)處理更換，以避免重大泄漏事件、燒埋袋及停機(jī)事故的發(fā)生。

3 泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的方法檢查布袋破損是逐室關(guān)閉凈氣室提升閥，觀察煙囪出口排放濃度的變化，出口排放濃度減小或消失，則該室有破袋。將該室提升閥關(guān)閉不打開，繼續(xù)關(guān)閉下一室的提升閥進(jìn)行檢查，直到查清所有壞袋所在的室。這種方法效率低，破損不明顯不易查出，如果出現(xiàn)在兩個(gè)以上氣室泄漏，檢查就非常困難。而且只能定位到氣室，不能具體定位氣室內(nèi)部排或者濾袋。而另一種比較常用的熒光粉檢漏方法，必需在停機(jī)的情況下，工人進(jìn)入氣室進(jìn)行逐個(gè)檢查，這種方法預(yù)判性差，使用具有一定的局限性。

脈沖袋式除塵器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是根據(jù)除塵器工作原理設(shè)計(jì)。氣室內(nèi)壓縮空氣噴吹清灰時(shí)凈氣側(cè)造成局部、暫時(shí)的粉塵濃度少量沖高，粉塵監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)到信號(hào)峰值。而在布袋破損泄漏時(shí)，噴吹清灰會(huì)使粉塵大幅升高，布袋除塵器出口總粉塵是每個(gè)倉(cāng)體或每一排被噴吹布袋凈氣側(cè)泄漏粉塵匯集而成。通過(guò)監(jiān)測(cè)除塵器出口的粉塵總濃度，系統(tǒng)就可以得到周期性的粉塵波動(dòng)信號(hào)，而粉塵波動(dòng)信號(hào)與除塵器脈沖噴吹清灰動(dòng)作一一對(duì)應(yīng)。通過(guò)研究統(tǒng)計(jì)粉塵波動(dòng)信號(hào)時(shí)間，結(jié)合清灰動(dòng)作，就可以判斷布袋的泄漏位置。除塵器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由除塵器監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和軟件系統(tǒng)三部分組成。

3.1 粉塵監(jiān)測(cè)設(shè)備

脈沖袋式除塵器氣室每排噴反吹時(shí)間很短，內(nèi)部粉塵含量大，要求監(jiān)測(cè)設(shè)備靈敏高，反應(yīng)快，易維護(hù)，所以固定污染源廢氣在線監(jiān)測(cè)采用的光散射法設(shè)備不適用。袋式除塵器后煙道內(nèi)粉塵濃度主要采用直插式靜電法粉塵儀，煙道中的顆粒物自身攜帶電荷，當(dāng)帶電荷粉塵顆粒與探桿接觸、碰撞，或經(jīng)過(guò)傳感器探頭附近時(shí)時(shí)，將產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移或電荷感應(yīng)，這些信號(hào)經(jīng)探桿控制單元內(nèi)部電路的放大、濾波、計(jì)算后，形成一個(gè)與粉塵濃度成比例的信號(hào)輸出。電荷法粉塵儀安裝操作方便，維護(hù)量小，一體化，集成度高，性價(jià)比高，比傳統(tǒng)技術(shù)有更高的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾性。

3.2 數(shù)據(jù)采集設(shè)備

主要是監(jiān)測(cè)設(shè)備原始信號(hào)的傳輸和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)部分，除了采集粉塵監(jiān)測(cè)信號(hào)、倉(cāng)體壓力溫度信號(hào)，還要采集除塵器PLC 的提升閥、脈沖閥、反吹氣源壓力和電機(jī)電流等信號(hào)，信號(hào)傳輸需要避免強(qiáng)磁場(chǎng)范圍，保證信號(hào)的真實(shí)性。

3.3 軟件系統(tǒng)

通過(guò)專業(yè)的軟件系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并以趨勢(shì)圖，柱狀圖等方式進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)記錄。可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)布袋泄漏數(shù)據(jù)監(jiān)控，分級(jí)預(yù)警；精準(zhǔn)定位濾袋失效的排或者濾筒；定位箱體腐蝕泄漏；溫度、壓力、電機(jī)電流、粉塵濃度脈沖信號(hào)等多參數(shù)數(shù)據(jù)記錄，多種方式顯示回放；清灰脈沖閥監(jiān)控，清灰效果監(jiān)控；顆粒物排放濃度監(jiān)控；同時(shí)生產(chǎn)各類報(bào)表上傳等功能。

4 系統(tǒng)使用意義

4.1 獲取布袋信息

通過(guò)倉(cāng)體的粉塵數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握除塵器布袋老化和泄漏程度，合理安排檢修時(shí)間；準(zhǔn)確定位破損布袋，免除了人工查找破損布袋工作、減少檢修停機(jī)時(shí)間；實(shí)時(shí)監(jiān)控出口粉塵濃度，有效防范 CEMS 數(shù)據(jù)超標(biāo)。根據(jù)除塵器粉塵濃度及反吹壓差，實(shí)時(shí)監(jiān)控提升閥和脈沖閥是否正常，提高清灰效率，延長(zhǎng)布袋的使用時(shí)間。根據(jù)管理軟件長(zhǎng)期積累的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，可找出破損頻繁的泄漏點(diǎn)，便于查找原因；記錄各個(gè)區(qū)域布袋的使用壽命，免去人工記錄的繁瑣；根據(jù)粉塵濃度和布袋使用壽命，協(xié)助判斷不同品牌、批次的布袋質(zhì)量水平，優(yōu)化供應(yīng)商并制定合理的布袋備庫(kù)數(shù)量。

整體上，該系統(tǒng)能夠有效提升企業(yè)對(duì)除塵器的精細(xì)化管理水平，優(yōu)化維護(hù)程序，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工廠的安全生產(chǎn)效率，減少布袋的更換量，降低除塵器的使用和維護(hù)成本。

4.2 提高除塵器管理

通過(guò)各類參數(shù)系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷除塵器的運(yùn)行狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)。例如當(dāng)脈沖閥破損失效時(shí)，系統(tǒng)可以通過(guò)除塵器差壓、反吹氣源壓力和粉塵濃度自動(dòng)判斷出來(lái)脈沖噴吹失效；從而精準(zhǔn)有效提高了檢修效率。

系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)的狀態(tài)有：(1)布袋是否有泄漏。(2)脈沖閥噴吹是否有效。(3)提升閥開合是否有效。(4)除塵器差壓是否正常。系統(tǒng)對(duì)除塵器狀態(tài)的判斷也可以根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)因子增加。

系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)判斷除塵器運(yùn)行所有狀態(tài)極大地提高了業(yè)主對(duì)出塵器的管理效率，減少了對(duì)人工去現(xiàn)場(chǎng)判斷問(wèn)題的依賴。

4.3 報(bào)警功能

系統(tǒng)報(bào)警級(jí)別有三檔，分別是早期預(yù)警、高報(bào)警和超高報(bào)警，嚴(yán)重程度逐級(jí)增加，每臺(tái)除塵器每個(gè)箱體早期預(yù)警、高報(bào)警和超高報(bào)警都可以分別設(shè)置，報(bào)警等級(jí)設(shè)置非常靈活，可以針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)每一臺(tái)除塵器進(jìn)行定制報(bào)警信息；系統(tǒng)報(bào)警的方式有屏幕報(bào)警、郵件報(bào)警和短信報(bào)警，嚴(yán)重程度也是逐級(jí)增加。系統(tǒng)可以對(duì)報(bào)警級(jí)別和報(bào)警方式分別設(shè)置。

5 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視程度越來(lái)越高，超低排放已經(jīng)成為一種新的趨勢(shì)，企業(yè)應(yīng)該積極尋找新的管理模式，完成減排任務(wù)。袋式除塵器泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了袋除塵器破袋預(yù)警、故障排查及應(yīng)急處理的智能一體化，提高了大型袋除塵裝備的智能化管理水平和設(shè)備的穩(wěn)定可靠性，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益顯著。