煙氣凈化工程除塵器系統(tǒng)的自控系統(tǒng)設(shè)計研究

摘要：對煙氣凈化工程除塵器系統(tǒng)中的自控系統(tǒng)進行了優(yōu)化，根據(jù)電袋除塵器系統(tǒng)所具有的特點，對其電氣回路、信號控制連鎖部分進行了改進設(shè)計，進而達到節(jié)能控制的效果。

關(guān)鍵詞：煙氣凈化工程;除塵器系統(tǒng);自控系統(tǒng)

0 引言

在發(fā)電或其他生產(chǎn)工藝中，煙氣凈化作為最為關(guān)鍵的一項生產(chǎn)環(huán)節(jié)，能夠減少二次煙氣對環(huán)境造成的污染。除塵器自控系統(tǒng)裝置的控制特性好壞以及控制功能完善與否，對于實現(xiàn)除塵器的運行自動化和管理智能化，改善除塵器運行狀況，提高除塵器除塵效率，延長各部分構(gòu)件使用壽命以及節(jié)約能源等都有著直接的影響和現(xiàn)實意義。

1 煙氣凈化工程除塵器自控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與優(yōu)化設(shè)想

1.1? ? 電場人孔門的安全連鎖優(yōu)化

原電場人孔門的管理沒有引起相關(guān)企業(yè)足夠的重視，對于人孔門僅通過螺栓封閉和張貼警示標(biāo)示進行管理，易造成運維人員在高壓整流設(shè)備還在運行時誤入，引發(fā)人身安全事故。可將電場人孔門與除塵器高、低壓系統(tǒng)進行安全聯(lián)鎖控制，裝置包括人孔門、限位開關(guān)、高壓電源、機械鎖、自控系統(tǒng)。

人孔門安全連鎖示意如圖1所示，安全聯(lián)鎖箱內(nèi)電門鎖和電袋除塵器人孔門的機械鎖共用一把鑰匙，若想打開電袋除塵人孔門，需將安全聯(lián)鎖箱內(nèi)的電門鎖上，否則取不下鑰匙。當(dāng)安全聯(lián)鎖箱內(nèi)的電門鎖上后，其自帶的輔助觸點導(dǎo)通，將此信號送至電袋除塵器高壓電源控制柜，高壓電源控制系統(tǒng)進行邏輯判斷后，將高壓電源主回路斷開，停止本體電場運行，即保證消除電場內(nèi)部殘余電荷后人員方可進入。

1.2? ? 高壓整流設(shè)備、脈沖噴吹系統(tǒng)與出口濁度儀的聯(lián)動節(jié)能

常規(guī)的除塵高壓整流設(shè)備、脈沖閥噴吹系統(tǒng)均相互獨立工作，無論何種工況均為滿負(fù)荷輸出，無形中造成不必要的能源浪費。為響應(yīng)近年來節(jié)能減排的國家政策號召，通過主要設(shè)備之間的連鎖控制，實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動節(jié)能。自控系統(tǒng)以出口濁度儀實時檢測的“濁度”信號作為控制信號，當(dāng)“濁度”信號數(shù)值增加時，將高壓整流設(shè)備的“二次電流極限”和“二次電壓極限”自動調(diào)高，同時提高電磁脈沖閥噴吹頻率，以便同步提高電區(qū)和袋區(qū)的除塵效果;當(dāng)“濁度”信號數(shù)值減少時，將高壓整流設(shè)備的“二次電流極限”和“二次電壓極限”自動調(diào)低，同時降低電磁脈沖閥噴吹頻率，這樣可以在滿足設(shè)備運行要求的情況下，大大降低除塵器的耗電量和用電量。

各設(shè)備之間的聯(lián)動，改變了傳統(tǒng)的單一獨立運行模式，各設(shè)備在不影響除塵效率的條件下，在不同工況下調(diào)整能耗，以實現(xiàn)節(jié)能減排。

2 基于煙氣凈化工程除塵器系統(tǒng)的自控系統(tǒng)設(shè)計

2.1? ? 架構(gòu)原理

對煙氣凈化工程除塵器系統(tǒng)的自控系統(tǒng)設(shè)計進行研究，應(yīng)先對其架構(gòu)原理進行分析，確保該項設(shè)計具有一定的可行性和可靠性。煙氣凈化工程除塵器自控系統(tǒng)的架構(gòu)原理，主要分為三個層面：

第一，管理層面。該部分主要由操作站和工程師站組成，其是下達生產(chǎn)操作指令與調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)指令的控制中心，對煙氣凈化系統(tǒng)的整體進行實時集中管控和監(jiān)測，管理層面一般皆安排在生產(chǎn)中控室內(nèi)，對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)及相關(guān)數(shù)據(jù)實施管理。

第二，控制層面。該部分主要負(fù)責(zé)對煙氣凈化系統(tǒng)生產(chǎn)時所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行采取、運算和傳輸?shù)炔僮?，為管理層面提供重要的?shù)據(jù)參考，對執(zhí)行層面下達相應(yīng)指令，因此該層面也是煙氣凈化系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)之一，不僅需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行運算，而且還要與廠區(qū)實施通信連接。

第三，執(zhí)行層面。該部分主要負(fù)責(zé)對管理層面所下達指令的執(zhí)行，同時還要對生產(chǎn)現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)進行測量，并上報至控制層面，保證數(shù)據(jù)測量的及時性和有效性，是確保煙氣凈化系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。

2.2? ? 操作模式設(shè)計

煙氣凈化工程除塵器自控系統(tǒng)具有智能化、自動化、人性化和全面化特性，該系統(tǒng)主要包含遠(yuǎn)程和本地兩項操作方式，操作人員可在生產(chǎn)現(xiàn)場對煙氣凈化工程進行實時操控，也可以回到中控室內(nèi)實施遠(yuǎn)程操作，在減少人員投入量的同時，最大限度地為操作人員營造良好的工作環(huán)境[1]。

第一，本地操控。操作人員在生產(chǎn)現(xiàn)場對煙氣凈化除塵器自控系統(tǒng)進行手動控制，該種操控方式通常用于設(shè)備檢修或臨時故障處理情況中，在現(xiàn)場的系統(tǒng)操作臺上有本地操控和遠(yuǎn)程操控的模式切換旋鈕，通過現(xiàn)場操作即可完成模式切換。

第二，遠(yuǎn)程操控。一般情況下煙氣凈化的生產(chǎn)作業(yè)皆是由遠(yuǎn)程操控完成，確保人員投入量實現(xiàn)最小化。其主要分為手動模式和自動模式兩種：手動模式為操作人員對生產(chǎn)環(huán)節(jié)實施人工操作，該種模式皆用于系統(tǒng)的試用階段或設(shè)備調(diào)試時期。自動模式是通過煙氣凈化除塵器自控系統(tǒng)對各項生產(chǎn)環(huán)節(jié)實施控制，不需要操控人員干涉，該種模式皆用于正常生產(chǎn)條件下，同時操作人員也可以通過修改指令的方式，改變自動模式的工作方式，對中控制操作臺上的手動/自動旋鈕進行操作，即可實現(xiàn)煙氣除塵器自控系統(tǒng)手動與自動兩種模式的切換。

2.3? ? 功能設(shè)計

為確保煙氣凈化除塵器自控系統(tǒng)的作用與價值能得到最大限度的發(fā)揮，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)操作，應(yīng)對其功能設(shè)計進行完善，保證該系統(tǒng)能有效提升工作效率，減少成本投入。在功能設(shè)計中，主要注意以下事項：

第一，高壓整流設(shè)備的控制功能。產(chǎn)品具有多種控制方式可供用戶在不同工況條件下選用，例如火花跟蹤控制、最高平均電壓控制、火花率設(shè)定控制、斷電振打控制等。在項目調(diào)試及投運前期，通過數(shù)據(jù)檢測及分析為用戶設(shè)定最適應(yīng)的控制方式。

第二，除塵器電磁脈沖閥的工作方式。針對該問題，主要由定時、定壓和混合三種工作方式組成。定時模式，通過操作人員對自控系統(tǒng)的設(shè)置，在規(guī)定時間內(nèi)，對除塵器脈沖閥進行依次清理。定壓模式，對自控系統(tǒng)實施相應(yīng)設(shè)置后，在對除塵器脈沖閥清理過程中，根據(jù)出壓口的壓力判斷清理工作的開始和結(jié)束，當(dāng)出壓口的壓差大于設(shè)定值時，便開始清理工作?；旌夏Ｊ?，在定時模式和定壓模式的共同作用下開展清理工作，哪種模式先達到工作條件，便使用相應(yīng)模式進行清理[2]。

第三，生產(chǎn)操控模式的設(shè)定。主要分為在線和離線兩種，同時該項功能的實現(xiàn)使煙氣凈化除塵器自控系統(tǒng)更加智能化和自動化。在線模式，當(dāng)除塵器處于工作狀態(tài)時，清理功能便開始工作，而且提升閥處于常開狀態(tài)。離線模式，當(dāng)除塵器處于非工作狀態(tài)時開始清理工作，其提升閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

2.4? ? 操控畫面

煙氣凈化工程除塵器自控系統(tǒng)操控畫面是反映生產(chǎn)過程中各項參數(shù)和狀態(tài)的重要組成部分，而且也是下達指令的最初環(huán)節(jié)，在操控畫面中應(yīng)設(shè)計出該系統(tǒng)的初始數(shù)值以及修改界面，使操作人員能夠按照實際生產(chǎn)需求，對其進行相應(yīng)設(shè)置，以此完成各環(huán)節(jié)的工作。主要數(shù)值設(shè)定項目有：高壓整流設(shè)備控制功能及各參數(shù)、脈沖閥噴吹時間設(shè)置、定時模式時間設(shè)定等。此外，可以通過調(diào)整操控畫面的色差，讓操作人員對其各項設(shè)置有更加清晰的了解，便于后期對各項生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，對煙氣凈化工程除塵器系統(tǒng)的自控系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，對電氣線路進行調(diào)整，能顯著提升除塵自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少生產(chǎn)現(xiàn)場接線操作的總體工作量，在強化生產(chǎn)系統(tǒng)整體性能的同時，又有效地控制了設(shè)備投資成本。

[參考文獻]

[1] 李宇翔，胡滿深，潘柏盛，等.袋式除塵器自動化系統(tǒng)在食品加工行業(yè)的應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2019（11）：58-61.

[2] 周松濤，孟周東，劉斌.安鋼1780熱連軋精軋除塵器功能恢復(fù)及實踐[J].河南冶金，2019，27（5）：39-42.

[3] 劉濱.超低排放長袋脈沖袋式除塵器清灰系統(tǒng)設(shè)計探討[J].中國水泥，2019（10）：86-87.

收稿日期：2020-02-26

作者簡介：林志洪（1986—），男，福建莆田人，工程師，研究方向：供配電、電氣自動化。