智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒在袋式除塵器中的應(yīng)用

李二心，蔣孟杰，張濤，瞿曉燕，陳惟東，劉英蘇

（上海袋式除塵配件有限公司，上海 200241）

袋式除塵器是治理大氣污染的高效除塵設(shè)備，是解決工業(yè)煙氣細(xì)顆粒物超低排放的重要技術(shù)裝備。袋式除塵凈化效率高達(dá)99%—99.99%，凈化后細(xì)顆粒物排放濃度可達(dá)到10mg/m3以下，甚至達(dá)到5mg/m3，設(shè)備阻力低于1000Pa。袋式除塵器可用于各種風(fēng)量的含塵氣體凈化，也可用于氣固分離和粉體回收，當(dāng)煙氣量、煙氣溫度、粉塵比電阻等煙塵工況變化和波動(dòng)時(shí)，能夠保持穩(wěn)定的凈化性能。脈沖噴吹類袋式除塵器作為主流設(shè)備，具有清灰能力強(qiáng)、過濾風(fēng)速高、設(shè)備緊湊、鋼耗少、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、機(jī)械、火力發(fā)電、煤炭、化工、垃圾焚燒、醫(yī)藥、玻璃、有色冶金等行業(yè)[1]。

袋式除塵器主要由上箱體、中箱體、下箱體、噴吹裝置等部分組成[2]。

上箱體為凈氣室，噴吹裝置也安裝在上箱體中。中箱體為塵氣室，內(nèi)裝有濾袋，在上箱體和中箱體之間有花板分隔?；ò逵袃蓚€(gè)作用，一是分隔含塵氣體與凈化后的氣體，二是作為濾袋安裝的固定部位。下箱體為灰斗，灰斗下方連有卸灰閥和輸灰系統(tǒng)[3]。

脈沖噴吹裝置由氣包、脈沖噴吹控制儀、電磁脈沖閥、噴吹管、噴嘴等組成。電磁脈沖閥在極寒環(huán)境中使用時(shí)，由于壓縮氣體中含有水蒸氣，極易造成電磁脈沖閥中動(dòng)鐵芯結(jié)冰，會(huì)導(dǎo)致電磁脈沖閥無(wú)法正常工作。為了解決這一問題，上海某公司研發(fā)了智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒，該裝置可將電磁脈沖閥線圈集中在一起，增加溫控裝置，并自帶智能控制功能，通過氣管遠(yuǎn)距離傳輸，以保證脈沖閥工作可靠穩(wěn)定。

1 基本組成

如圖1 所示，智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒由9 部分組成。

圖1 智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒系統(tǒng)圖

智能控制系統(tǒng)由STM32 系列高速處理芯片作為其主控制芯片，內(nèi)置壓差傳感器、溫度傳感器,完成了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了1 路運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)干接點(diǎn)輸出、1 路本地/遠(yuǎn)程選擇狀態(tài)干接點(diǎn)輸出、1 個(gè)過壓/欠壓報(bào)警狀態(tài)干接點(diǎn)輸出、8 路電磁閥輸出以及差壓數(shù)據(jù)、當(dāng)前閥號(hào)、當(dāng)前提升閥號(hào)、當(dāng)前實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)上傳通訊功能；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電磁閥工作狀態(tài)功能，并儲(chǔ)存各個(gè)電磁閥的工作狀態(tài)，以備查閱；實(shí)現(xiàn)控制盒內(nèi)溫度實(shí)時(shí)顯示并根據(jù)室外溫度變化自動(dòng)加熱與停止；實(shí)現(xiàn)輸出替代和屏蔽功能；實(shí)現(xiàn)差壓數(shù)據(jù)以4—20mA 模擬信號(hào)輸出；采用MODBUS-RTU 通訊協(xié)議，開放所有的參數(shù)設(shè)置，用戶通過遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)能夠完全了解該智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行，并采用RS-485 接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊。

電磁線圈組件由電磁繞線、線圈骨架組件、線圈塑封件、螺紋鑲件、標(biāo)牌、接線蓋、固定螺絲等組成。

導(dǎo)向管組件由不銹鋼導(dǎo)向管、靜鐵芯、阻磁配件等組成。

溫控組件由發(fā)熱裝置固定件、連接線等部件組成。

2 工作原理

含塵氣體由進(jìn)氣管道進(jìn)入除塵器的塵氣箱，過濾后的氣體經(jīng)袋口匯集到凈氣箱后排出。粉塵附著于濾袋外表面。

除塵器上箱體內(nèi)，一般在每排濾袋的上方均設(shè)一根噴吹管，管上有噴嘴（孔）正對(duì)每條濾袋中心。各噴吹管經(jīng)由脈沖閥與氣包相連。如圖2 所示，當(dāng)智能脈沖噴吹控制系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定壓差時(shí)，接收到遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)控制信號(hào)或手動(dòng)控制輸出脈沖電信號(hào)，線圈得電生磁，磁生力使動(dòng)鐵芯被抬起，脈沖閥上氣室及氣管中的氣體將從先導(dǎo)閥排氣口排出，上氣室壓力驟減，由于此時(shí)下氣室壓力大于上氣室，膜片打開，氣包內(nèi)壓縮氣體被釋放，并在0.1—0.2s 的瞬間由噴嘴（孔）射向?yàn)V袋，同時(shí)誘導(dǎo)為自身5—7 倍的周圍氣體一并進(jìn)入濾袋。濾袋壁受到強(qiáng)烈沖擊而急劇膨脹變形，積于濾袋表面的粉塵落入灰斗。

圖2 智能脈沖噴吹控制系統(tǒng)圖

清灰周期及脈沖間隔應(yīng)依據(jù)含塵濃度、過濾風(fēng)速、粉塵性質(zhì)、氣體特性、除塵器結(jié)構(gòu)等進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保持除塵器阻力在合理范圍內(nèi)[3]。

3 工作方式

3.1 自動(dòng)工作

通電后，智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)盒自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行模式。用戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)應(yīng)用需求，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置菜單，如對(duì)“28#控制模式”進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，以切換就地模式/遠(yuǎn)程控制。就地模式：通電后智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)盒自動(dòng)運(yùn)行。遠(yuǎn)程控制：通電后智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)盒通過遠(yuǎn)程RMT 和24VDC 輸入觸點(diǎn)的閉合與開路情況切換工作狀態(tài)，該輸入觸點(diǎn)可以通過外部繼電器或開關(guān)控制，閉合時(shí)控制儀啟動(dòng)，斷開時(shí)智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)盒停止運(yùn)行。

3.2 手動(dòng)工作

手動(dòng)工作主要用于快速檢測(cè)智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)盒輸出狀態(tài)正確與否。運(yùn)行模式下，長(zhǎng)按“手動(dòng)”按鍵2s后，系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)操作模式。手動(dòng)操作模式下，長(zhǎng)按“手動(dòng)”按鍵2s 后，系統(tǒng)返回運(yùn)行模式。

3.3 特殊停止方式

設(shè)置“28#控制模式”為1 時(shí)，遠(yuǎn)程控制有效，在智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)盒內(nèi)的線路板上DZ9 接線端子組中有兩個(gè)端子，外接“停止/運(yùn)行”控制觸點(diǎn)（可導(dǎo)線、按鈕、繼電器等），控制自動(dòng)狀態(tài)下的清灰啟動(dòng)和停止。當(dāng)端子連通時(shí)自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)，當(dāng)端子不連通時(shí)自動(dòng)運(yùn)行停止。自動(dòng)運(yùn)行停止的方式有以下幾種情況：設(shè)置30#參數(shù)“停止方式為0”時(shí)，即刻停機(jī)有效；設(shè)置30#參數(shù)“停止方式為1”時(shí)，運(yùn)行至終位停機(jī)。一旦設(shè)置28#參數(shù)“停止延時(shí)為非0”時(shí)，停止延時(shí)功能有效。此時(shí)在設(shè)置的“停止延時(shí)”時(shí)間內(nèi)，當(dāng)端子連通時(shí)智能遠(yuǎn)程先導(dǎo)控制盒自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)，之后即使端子不連通，延時(shí)期間智能遠(yuǎn)程先導(dǎo)控制盒仍然持續(xù)運(yùn)行，直到延時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí)完成后，以終停方式停機(jī)。此模式下，智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒將忽略循環(huán)間隔和差壓判斷，反復(fù)噴吹到停機(jī)延時(shí)時(shí)間并噴吹完當(dāng)前循環(huán)后停止。

4 使用要求

智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒的快速接頭與脈沖閥通過氣管連接，所有的先導(dǎo)閥與脈沖閥之間的最大傳輸距離應(yīng)不大于下表的推薦值。

先導(dǎo)閥與脈沖閥之間的最大傳輸距離

5 安裝要求

安裝智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒和打開其外殼時(shí)，必須在斷電條件下進(jìn)行。如果安裝有溫控裝置的智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒，必須確保在打開其外殼前5min 就斷掉溫控裝置電源，以防燙傷。拆卸或維護(hù)完成后，確保外殼上所有螺絲都被擰緊。

6 結(jié)語(yǔ)

袋式除塵器經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，過濾與清灰能力已逐步適應(yīng)超低排放的要求，并得到了廣泛的應(yīng)用，但仍需要不斷探索和完善，以進(jìn)一步提高其性能。智能遠(yuǎn)傳先導(dǎo)控制盒還需要繼續(xù)改進(jìn)，從而以更高的技術(shù)水平為大氣環(huán)境質(zhì)量改善提供技術(shù)支撐。