PLC控制在電除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用

1引言

自1907年第一臺電除塵器成功地用于工業(yè)生產(chǎn)以來，電除塵器以其除塵效率高、阻力損失少、處理煙氣量大、能處理高溫煙氣和腐蝕性煙氣、日常運行費用低等眾多優(yōu)點，使用領(lǐng)域不斷擴大。到目前為止，電除塵器已經(jīng)是電力、冶金、建材、化工等眾多行業(yè)除塵設(shè)備的首選。電除塵器的結(jié)構(gòu)、性能和控制方式等也日臻完善，plc控制在電除塵系統(tǒng)各部分的控制中都有不同程度的應(yīng)用，作用顯著。

2電除塵系統(tǒng)工藝流程及基本原理



圖1 電除塵基本原理示意圖

電除塵器是在兩個曲率半徑相差較大的金屬收塵極（陽極）和電暈極（陰極）上通過高壓直流電，并維持一個足以使含塵氣體（指一般的含塵煙氣，不含腐蝕性和劇毒）電離的靜電場（見圖1）。含塵氣體在靜電場中電離后所生成的電子、陰離子和陽離子吸附在通過電場的粉塵上，而使粉塵獲得電荷自身帶電。荷電粉塵在電場力的作用下向電極性相反的電極（收塵極和電暈極）運行而沉積在電極上，從而達到粉塵和氣體分離的目的。當沉積在電極上的粉塵達到一定厚度時，借助于收塵極、電暈極振打機構(gòu)使粉塵落入下部的灰斗中，再經(jīng)過卸灰輸灰系統(tǒng)將粉塵排出，而凈化后的氣體從電除塵器出口處排入大氣中[1]。

 

3系統(tǒng)組成
 

圖2 系統(tǒng)構(gòu)成圖

以濟鋼煉鐵廠400m2燒結(jié)機機頭電除塵系統(tǒng)為例，整套400m2燒結(jié)機機頭電除塵自動控制系統(tǒng)由2臺ablogix50001756-l55plc和2臺上位機組成，其中1臺ablogix5000plc設(shè)置了1臺遠程i/o站，2臺上位機分別用于操作員站和工程師站（見圖2）。

4控制功能



圖3 控制功能圖

plc在電除塵系統(tǒng)中主要作用是控制所有低壓設(shè)備自動運行和遠程監(jiān)控高壓整流供電設(shè)備，對低壓設(shè)備的控制一般都有現(xiàn)場手動和遠程自動兩種控制方式，所控制的設(shè)備包括陰極振打、陽極振打、灰斗卸灰閥電機、倉壁振動器、絕緣子保溫梁電加熱器、灰斗保溫電加熱器、灰斗料位計、煙氣進出口溫度顯示、絕緣子保溫梁溫度顯示、聲波清灰裝置、輸灰系統(tǒng)、高壓供電設(shè)備安全聯(lián)鎖以及遠程監(jiān)控等[2]（見圖3）。下面對自動控制方式進行簡要介紹。

4.1陰、陽極振打的控制

電除塵器的陰、陽極振打都是由電機通過傳動軸將動力傳給陰、陽極振打機構(gòu)，使陰極線、陽極板上的積灰振落到灰斗中。plc系統(tǒng)通過控制器中的時間繼電器控制陰、陽極振打電機按照一定的時間規(guī)律相互配合運行，并根據(jù)振打電機對應(yīng)的接觸器和熱繼電器的返回信號對電機狀態(tài)進行監(jiān)控和保護。陰、陽極振打的一般控制規(guī)律為：一電場的陰、陽極振打周期最短，以后的各個電場振打周期逐漸加長，具體時間需根據(jù)電除塵器剛投產(chǎn)時的測試情況及工藝參數(shù)進行確定；以24小時為總振打周期，夜間運行周期要比白天運行周期短[3]；陰、陽極振打相互配合運行，但振打周期各自獨立計算，陽極振打要比陰極運行時間長、強度大；振打反饋信號只起狀態(tài)監(jiān)視和保護作用，不加入周期運行控制當中；為節(jié)約能源，振打運行反饋信號與高壓整流供電設(shè)備有聯(lián)鎖，當大量振打運行時，高壓整流供電設(shè)備低電壓運行或停止，以實現(xiàn)降壓振打，此方式可節(jié)約大量能源。

4.2絕緣子保溫梁電加熱器的控制

plc系統(tǒng)通過絕緣子保溫梁內(nèi)溫度檢測設(shè)備檢測到的溫度返回信號對電加熱器進行控制，以防止保溫梁內(nèi)溫度低于露點溫度，陰極絕緣子表面結(jié)露，使絕緣子表面產(chǎn)生爬電或沿面放電，以致電除塵器工作電壓無法升上去，除塵器無法正常工作。本系統(tǒng)電加熱器共有兩路電源，可實現(xiàn)高、低兩種功率加熱，當保溫梁內(nèi)溫度接近露點溫度時，plc控制電加熱器兩路全部加熱，盡快提高保溫梁溫度；當溫度在露點溫度以上未到設(shè)定溫度時，單路加熱器加熱保持溫度緩慢上升；當溫度高于設(shè)定溫度值時，停止加熱。plc系統(tǒng)還可根據(jù)接觸器和熱繼電器返回信號對電加熱器狀態(tài)進行監(jiān)控和保護。

4.3灰斗卸灰閥電機及倉壁振動器的控制

灰斗卸灰閥電機是用于灰斗卸灰時電動控制閥門開關(guān)的。plc對灰斗卸灰閥電機以及該灰斗倉壁振動器的自動控制是根據(jù)灰斗料位計返回信號實現(xiàn)的，當料位計高料位信號返回plc時，plc控制該灰斗卸灰閥電機開啟，同時倉壁振動器聯(lián)鎖振動；當料位計低料位信號返回plc時，plc控制該灰斗卸灰閥電機關(guān)閉，同時倉壁振動器聯(lián)鎖停止。當不使用料位開關(guān)控制或料位開關(guān)存在故障時，也可根據(jù)經(jīng)驗運行時間對灰斗卸灰閥電機和倉壁振動器進行周期控制，具體時間可根據(jù)現(xiàn)場情況自行設(shè)定，但灰斗卸灰閥電機要與倉壁振動器有一定配合關(guān)系或一起聯(lián)鎖運行，否則會造成卸灰不暢甚致堵灰。

4.4輸灰系統(tǒng)的控制

本輸灰系統(tǒng)使用的是機械干輸灰方式，輸灰系統(tǒng)由刮板機、集合刮板機、斗提機、卸灰閥電機、加濕機等組成。輸灰系統(tǒng)的控制與皮帶流程控制相似，當灰斗卸灰電機運行時，灰斗卸灰閥開啟，與此一排灰斗對應(yīng)的刮板機聯(lián)鎖運行，其他排灰斗卸灰控制同理，每臺刮板機可單獨運行也可同時運行。當任意一排灰斗對應(yīng)的刮板機運行時，集合刮板機聯(lián)鎖運行，斗提機聯(lián)鎖運行，將除塵灰刮入卸灰倉內(nèi)，當控制器接到卸灰倉料位高信號時，卸灰閥電機、卸灰倉電振、加濕機聯(lián)鎖運行，將除塵灰排出。

4.5高壓供電設(shè)備的安全聯(lián)鎖及遠程監(jiān)控

所有電除塵器的高壓整流供電設(shè)備都有自己的控制器，這些控制器的網(wǎng)絡(luò)接口都各有不同，以串口通訊為例，plc系統(tǒng)可通過串口采集器及與logix5000相匹配的專用模塊與該控制器進行通訊，可實現(xiàn)plc系統(tǒng)對高壓整流設(shè)備遠程控制啟動和停止，也可對高壓整流設(shè)備運行狀態(tài)及參數(shù)進行監(jiān)視。安全聯(lián)鎖是專門為高壓供電設(shè)備設(shè)計的程序，在遠程控制高壓供電設(shè)備啟動時，整流變壓器及三點隔離開關(guān)返回plc的安全聯(lián)鎖信號必須滿足條件，否則高壓供電設(shè)備不允許啟動，此聯(lián)鎖對檢修設(shè)備時的人身安全及設(shè)備運行都起到很大作用。

4.6聲波清灰裝置的控制

聲波清灰裝置是與電除塵器相對獨立的一個系統(tǒng)，作用是在電除塵器停運時對除塵器內(nèi)部積灰進行徹底清理，運行時將積灰振到灰斗中排出。故plc對聲波清灰裝置的控制經(jīng)常用集中手動操作方式運行，當點擊運行時，聲波清灰裝置按照固定順序清灰一次，并可通過時間繼電器對運行時間進行控制，在規(guī)定時間內(nèi)執(zhí)行循環(huán)清灰。

5結(jié)束語

plc控制在濟鋼煉鐵廠400㎡燒結(jié)機機頭除塵系統(tǒng)的應(yīng)用中可以看出，plc系統(tǒng)可使電除塵系統(tǒng)自動化水平、控制性能、智能化等方面都有顯著提高，現(xiàn)場操作和維護工作量大大減少，設(shè)備故障率也大大降低。plc控制對實現(xiàn)電除塵器運行的自動化和管理的智能化，改善電除塵器的運行情況，提高電除塵器的除塵效率，延長各部分構(gòu)件的使用壽命及節(jié)約能源等都具有直接影響和現(xiàn)實意義。