自動控制系統在環冷機除塵設備的應用

魏東方

（濟鋼集團國際工程技術有限公司，濟南 250001）

1 現狀分析

除塵器在燒結生產過程中，廣泛應用。燒結機機尾系統多個揚塵點連續不斷地產生揚塵，為有效捕集揚塵，在每個揚塵點設置吸塵罩及閥門，系統除塵設備為離線低壓脈沖布袋除塵器，各收塵點收集到的含塵氣體通過管道送至脈沖布袋除塵器，經除塵器凈化后的空氣進入除塵風機，由煙囪排放至大氣。

為了提高除塵器的運行效率，治理燒結機機尾的揚塵問題，根據燒結工藝要求，通過電氣控制系統，清灰方式采用壓縮空氣脈沖清灰。濾袋噴吹程序和控制時間等由PLC系統進行編程，由上位機上控制及顯示，實現無人值守運行。

2 除塵器電氣控制系統配置

本系統包含從除塵站配套電控柜、PLC柜（含UPS）、機旁操作箱到除塵站所有的電氣設備（包括照明、防雷系統）、儀表、自動化控制系統的軟件、硬件、除塵器入口設壓力、溫度檢測，除塵器出口設壓力檢測。

2.1 PLC控制系統

（1）除塵器、風機共用一套控制系統，設置機旁控制箱、機房控制柜及人機界面，設有過程監控、報警、在線修改參數及操作，所有操作控制、參數顯示均在主控室上位機界面顯示。

（2）PLC控制系統采用西門子S7-300系列，遠程接口模板6ES7 153-2BA10-OXBO，遠程IO網絡采用ProfiBus現場總線，交換機，I/0模塊。PLC柜內接線模擬量信號采用0.75mm2多芯軟線，開關量信號采用1.0mm2單芯導線，控制器CPU負荷率不大于50%。

2.2 電氣控制系統

（1）PLC系統（CPU采用西門子S7-300系列）

（2）壓力、差壓變送器

（3）機旁控制箱（不銹鋼外殼）

（4）配套編程軟件step7及上位監控軟件各一套

（5）UPS電源，斷電延時30分鐘，6kVA

（6）電控設備的防護等級：所有現場操作箱、控制箱防護等級為IP54。所有電機絕緣等級為F級，防護等級為IP54。主要電控設備如下：低壓配電柜1臺，壓力變送器（HART協議）2臺，Pt100熱電阻2支，機旁控制箱3臺，照明配電箱1臺，動力檢修箱1臺，除塵器照明設施1套。

2.3 其它技術特點

（1）控制系統各分布站配電源模塊，為分布模塊單獨供電。

（2）UPS電源采用6kVA，配30min延時電池組。

（3）儀表信號電纜與電力電纜分槽或分層敷設。

（4）單體儀表設備供電全部單獨采用雙極自動開關供電，不采用開關型端子式。

（5）儀表供電：所有儀表設備使用的220VAC電源的一次交流端由在線式UPS統一供出。

3 除塵器電氣控制系統技術要求

3.1 除塵器結構及性能要求

（1）除塵器具備離線清灰功能，考慮在線檢修。

（2）脈沖閥采用3″淹沒閥，配套先導式電磁閥。

（3）提升閥采用圓盤式，配置無油緩沖氣缸，帶限位開關。

（4）壓力、壓差系統由測壓孔、球閥、管道和測壓裝置組成，各室測壓采用U型管壓力計；除塵器進出口壓差采用壓力變送器測定，信號送控制系統。

（5）除塵器設照明、防雷及接地裝置。

（6）除塵器的清灰控制、提升閥狀態、除塵器灰斗料位、集中儲灰倉料位、振打電機動作、進出口壓力、壓縮空氣壓力信號均可遠傳并由PLC控制系統完成。

3.2 除塵器電氣、儀表設備要求

（1）除塵器的清灰控制

除塵器采用脈沖離線清灰方式，除塵器的清灰程序、間隔均應可調。采用手動和自動兩種清灰方式，其中自動清灰采用壓差、定時、混合型（壓差、定時混合控制，壓差優先）三種控制措施，通常情況下采用自動控制方式。

（2）除塵器卸灰控制

除塵器卸灰采用手動和自動兩種卸灰方式，其中自動卸灰采用時間和料位兩種控制方式，卸灰周期現場可調。

（3）除塵器輸灰控制

除塵器輸灰采用手動、半自動和自動三種輸灰方式，其中自動輸灰采用刮板機與除塵器卸灰閥連鎖控制，開、停時，輸灰機與卸灰閥間的相對滯后時間可調，選擇開關的位置檢測點全部引進PLC檢測。

3.3 除塵器設備檢測、控制要求

（1）除塵器灰斗高、低料位檢測，上位機顯示。

（2）除塵器進、出口壓力檢測，上位機顯示；在上位機顯示除塵器進、出口壓差。

3.4 除塵器儀表選型

（1）料位計采用射頻導納料位計。

（2）各類壓力、差壓測量采用智能型壓力、差壓變送器，帶數字表頭現場顯示壓力值，精度要求±0.075%。

（3）監控、顯示：灰斗料位、除塵器壓力、溫度的檢測、監控在PLC上監控、顯示。

4 運行效果分析

根據運行情況，風機入口閥門開度98%時，除塵風機電機達到額定電流。除塵器本體各項參數正常，設備狀態良好，系統運行穩定。通過現場除塵點改造以及風量調整，燒結機尾揚塵情況得到明顯改善，環冷機煙氣含塵量也達到了環保的要求。

本項目獲得了提高環冷機的除塵效果、治理燒結機機尾的揚塵問題的目的，通過電氣控制系統在除塵系統中的應用，提高了環境除塵器的穩定性，實現了除塵器無人值守的安全穩定運行，具有顯著的經濟及社會效益。