粉煤袋式過濾器反吹PLC系統優化改進總結

高 地，童維風，黃保才

(安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400)

1 工藝流程簡介

航天爐系統中來自原料煤貯倉的碎煤送入到磨煤機，被磨輥在磨盤臺上磨成粉狀，并由來自惰性氣體發生器的高溫惰性氣體進行干燥和輸送。由惰性氣體輸送干燥的粉煤進入粉煤袋式過濾器進行分離后，粉煤經旋轉卸料閥、粉煤纖維篩、粉煤螺旋輸送機送至粉煤貯罐；分離出的惰性氣體部分排放至大氣，剩余部分經循環風機進入惰性氣體發生器循環使用。惰性氣體發生器的燃料氣正常情況下來自老廠合成弛放氣，并用燃燒空氣鼓風機提供助燃空氣，按照一定比例進行燃燒反應產生干燥粉煤的熱量。磨煤及干燥單元設有2條線，每條線的處理能力為設計煤量的100%，從而使得一條線在操作的同時，另一條線可進行維修。

2 粉煤袋式過濾器工作原理

含塵氣體從灰斗進入裝有濾袋的過濾室，粉塵被阻留在濾袋外面，干凈氣體透過濾袋，并經凈氣室、排風管、風機和排氣筒后排入大氣。當濾袋外壁的粉塵層逐漸增厚，除塵器阻力隨之增高，在達到設定的壓差值或清灰時間后，即逐漸輪流進行脈沖噴吹清灰。清灰開始時，電磁控制閥打開脈沖閥，噴吹管便與氣包相通，低壓氮氣(壓力為0.15～0.30 MPa)經噴吹口噴向濾袋，在噴吹的瞬間低壓氮氣的高速氣流在其周圍造成負壓，形成引射作用，又可從周圍吸入5～7倍于低壓氮氣的氣體，低壓氮氣和引射氣流一并射入濾袋內部。由于噴射時濾袋發生全面抖動和由里向外的反吹氣流作用，便可有效地清除掉附著堆積在濾袋外表的粉塵，使其掉入灰斗中，完成全部濾袋的清灰。清灰完畢后，恢復正常過濾狀態，同時進入周期間隔，如此循環反復進行，落入灰斗的粉塵通過過濾器箱體斜槽進入輸灰系統[1-2]。

3 粉煤袋式過濾器具體工作過程

粉煤袋式過濾器共有3個電磁閥箱體，每個箱體內有14個電磁閥，共42個電磁閥；每個電磁閥對應反吹18個濾袋，共設置756條濾袋；反吹氮氣壓力控制在0.25～0.30 MPa。粉煤袋式過濾器投運時，將PLC控制室除塵柜正面柜門上的“手動/自動”清灰旋鈕開關打在“自動” 位置，主控室啟動清灰。首先，對1#室進行清灰，此時1#室信號燈亮，從第1個反吹電磁閥開始反吹，每個電磁閥動作1 s，與第2個電磁閥動作間隔8 s，依次反吹至第14個電磁閥，第1個箱體反吹結束，信號燈熄滅；延時10 s，2#室信號燈亮，從第1個反吹電磁閥開始反吹，每個電磁閥動作1 s，與第2個電磁閥動作間隔8 s，依次反吹至第14個電磁閥，第2個箱體反吹結束，信號燈熄滅；延時10 s，3#室信號燈亮，從第1個反吹電磁閥開始反吹，每個電磁閥動作1 s，與第2個電磁閥動作間隔8 s，依次反吹至第14個電磁閥，第3個箱體反吹結束，信號燈延時10 s熄滅，一個反吹循環結束。若壓差不高，等待5 min(或10 min，根據實際運行情況設定)進行下一個循環的反吹；若反吹結束測得的濾袋壓差仍高，則等待30 s進行下一循環反吹，反吹過程中壓差始終高于設定值，這一循環反吹結束后，PLC控制室默認濾袋系統故障，進而停運反吹系統[3-4]。

3 粉煤袋式過濾器反吹PLC存在的問題

由于粉煤袋式過濾器系統運行已有2年多，濾袋的阻力有所增加，偶爾會有第3個箱體電磁閥反吹完成后壓差仍高于設定值的情況，PLC控制聯鎖清灰系統停運，主控人員及時發現后重新啟動執行反吹。若不能及時發現上述情況，就會導致濾袋阻力不斷上升，最終影響磨煤機負荷和濾袋使用壽命。通過提高壓差設定值后，系統會執行5 min時間檔，在等待過程中壓差仍偏高，導致聯鎖停清灰；當壓差設定值降低時，高壓差觸發又會聯鎖停運清灰，導致粉煤袋式過濾器無法正常運行。

由于無法進入PLC系統進行處理，聯系公司電儀車間人員對存在的問題進行分析、處理，通過研究決定直接將壓差點進PLC的線取消；但取消后，系統默認壓差始終處于低值，系統執行 5 min 時間檔，在等待過程中壓差最高可達1.7 kPa。清灰運行后，壓差最低降至1.0 kPa，壓差波動大影響粉煤系統的穩定運行，無法滿足裝置正常運行的要求。

因粉煤袋式過濾器反吹PLC裝置為300系統，電氣人員沒有相應的工具，無法進入修改程序，更無法了解其中的邏輯程序關系。所以，只有想辦法從現有的條件入手，以最少的資金投入來解決粉煤袋式過濾器反吹問題。

4 解決措施

由于粉煤袋式過濾器的穩定情況關系到磨煤系統能否穩定運行，所以降低并穩定濾袋壓差至關重要。通過車間及班組人員現場對清灰系統運行規律進行試驗、摸索，發現在第3個箱體總控制信號燈熄滅后，壓差高信號再觸發，延時15 s，清灰系統就會啟動進行下一個循環的反吹；在前2個箱體電磁閥反吹過程中，高壓差信號存在與否不會影響反吹，在第3個箱體電磁閥反吹結束前高壓差信號消失，就不會觸發高壓差聯鎖停清灰。發現此現象后，大膽提出通過第3個箱體的總控制繼電器的開、閉來控制濾袋高壓差信號的觸發與消失。

4.1 粉煤袋式過濾器反吹系統原控制程序

粉煤袋式過濾器反吹系統原控制程序見圖1。

圖1 粉煤袋式過濾器反吹系統原控制程序

壓差一次表測得壓差送數顯表，與壓差設定值進行比較，比較后送PLC進行控制，高于設定值時觸發高壓差信號，PLC指令壓差繼電器動作，綜合故障觸發。同時，故障信號反饋送至PLC，若一個循環反吹結束，故障信號一直觸發，PLC停運清灰；若壓差低于設定值，高壓差不觸發，等待5 min 時間進行下一循環反吹；若在等待期間高壓差觸發，則選擇壓差優先的控制方式，不再等時間，直接進行下一個循環的反吹。

4.2 技改方案

優化技改后反吹系統控制程序見圖2。

圖2 優化技改后反吹系統控制程序

壓差一次表測得壓差送數顯表，與壓差設定值進行比較，比較后經第3個箱體電磁閥總控制繼電器送PLC指令壓差繼電器動作， 綜合故障觸

發。同時，故障信號反饋送至PLC，若一個循環反吹結束，故障信號一直觸發，PLC停運清灰；若壓差低于設定值，高壓差不觸發，等待5 min時間進行下一個循環反吹；若在等待時間期間高壓差觸發，則選擇壓差優先的控制方式，不再等時間，直接進行下一個循環的反吹。

控制具體實施方案：將壓差反饋接至第3個箱體電磁閥總控制繼電器常閉點上，輸出后進入PLC；當第3個箱體電磁閥總控制繼電器帶電吸合后高壓差信號斷開消失，故障信號消失；在第3個箱體電磁閥反吹結束后，電磁閥總控制繼電器延時10 s斷開，斷開的同時高壓差信號點接通觸發，如此一來又能進行下一循環的反吹，確保濾袋的正常反吹，穩定了濾袋的阻力，則穩定了磨煤系統的運行。

正常運行期間，粉煤袋式過濾器壓差一般在1.0 kPa左右；當濾袋空負荷運行時，壓差在0.5 kPa 以下。鑒于以上數據，將數顯表壓差設定為0.7 kPa，既能確保空負荷或低負荷下濾袋，也不至于反吹頻次過高，負荷較重時又能連續運行反吹。

4 實施效果

在公司儀表人員的大力配合下，方案得到實施，且達到了所要實現的預期效果，目前運行穩定，濾袋壓差由原來的1.0～1.7 kPa，降至目前的0.7～0.9 kPa，取得了較好的運行效益。由于優化技改的成功應用，提高了反吹效果，延長了濾袋的使用壽命，同時穩定了生產，為航天爐裝置的經濟穩定運行奠定了基礎。

參考文獻

[1] 王德海.航天粉煤氣化技術優化的探討[J].化肥工業，2015，42(2)：34- 35.

[2] 李慶增.粉煤氣化裝置磨煤干燥單元工藝設計研究及優化[J].山東化工，2016，45(17)：112- 113.

[3] 韓延陽，王瀟宇，王建軍.煤粉袋式過濾器內煤粉結塊、積煤的分析及安全總結[J].化工技術與開發，2013(3)：56- 57.

[4] 姜從斌，劉曉軍，葛超偉.HT_L航天粉煤加壓氣化裝置運行情況[J].化工設計通訊，2011，37(4)：24- 28.