電袋復合除塵器脈沖清灰控制技術

李東春

摘? 要：脈沖清灰控制技術被廣泛應用于袋式除塵器和電袋復合除塵器，通過對以往經驗的總結，并結合電袋復合除塵器的特點開發出一套以PLC為控制核心，配套上位機監控系統的脈沖清灰控制系統。經實踐證明該系統穩定可靠，自動化程度高，清灰效果顯著。該文對電袋復合除塵器的脈沖清灰控制技術的控制原理、主要功能和軟硬件設計進行了介紹。

關鍵詞：電袋復合除塵器? 脈沖清灰

中圖分類號：TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）04（c）-0004-02

在電袋復合除塵器尚未問世之前，脈沖清灰控制技術就已經被運用于袋式除塵器中。近年來隨著國家環保新標準的實施，傳統的除塵器由于除塵機理及設備的局限性，已經很難同時滿足高標準排放及經濟性能優越的要求[1]。而電袋復合式除塵器的出現，為除塵行業帶來新的氣象，由于其具有低排放、可靠、節能、高效等優點受到廣大用戶的青睞。濾袋是袋式除塵器核心，清灰技術直接影響除塵器的使用壽命及性能，較小的清灰強度不能較好地實現清灰，過大清灰強度（高壓）又容易加速濾袋磨損，影響濾袋壽命[2]。脈沖清灰控制技術作為袋區清灰的主要控制技術也在電袋復合式除塵器上得到更廣泛的運用，因此研究脈沖清灰控制技術對電袋復合除塵器發展尤為重要。

1? 電袋復合除塵器脈沖清灰系統構成

電袋復合除塵器的脈沖噴吹清灰裝置以壓縮空氣作為清灰氣源，由脈沖閥、氣包、噴吹管組成。每排濾袋上方設有噴吹管，每根噴吹管上設有若干個噴吹孔，每個噴吹孔對準下部濾袋，噴吹管的一端與氣包相連，氣包進入壓縮空氣，氣包上安裝一個淹沒式脈沖閥（帶電磁閥）。電磁閥動作帶動脈沖閥的膜片作短暫動作，氣包內的壓縮空氣經脈沖閥瞬間通過噴吹管從小孔噴入濾袋內，使濾袋迅速向外膨脹，當袋壁膨脹到極限位置時，很大的張力使其受到強烈的沖擊振動，并獲得最大反向加速度從而開始向內收;但附著在濾袋表面的粉塵層不受張力作用，由于慣性力的作用而從濾袋上脫落，實現濾袋的清灰[3]。

脈沖噴吹清灰裝置的電氣執行機構為電磁脈沖閥，通過控制電磁脈沖閥，來達到控制脈沖清灰井然有序進行的目的。脈沖清灰系統以電磁脈沖閥為控制對象，采用可編程邏輯控制器（PLC）作為核心控制器，配有壓力/壓差變送器、鉑熱電阻等檢測儀表進行信號采集，在現場設有就地操作箱用于現場調試、操作，并設有上位機監控系統供用戶進行運行監控，整套系統功能完善，穩定可靠。

2? 電袋復合除塵器脈沖清灰控制功能及設計

2.1 脈沖清灰控制原理

脈沖清灰控制原理圖采用行列矩陣控制形式，電磁脈沖閥跨接在行線和列線之間，通過行線、列線的接通，實現對相應電磁脈沖閥的噴吹控制。

脈沖清灰控制有“自動”和“就地”兩種工作方式。在“自動”方式下，由PLC控制行選開關和列選開關的通斷來實現相應電磁脈沖閥的噴吹控制。在“就地”方式下，可在現場就地操作箱上通過操作面板上的行選轉換開關和列選對應按鈕來實現對相應電磁脈沖閥的噴吹控制。

2.2 脈沖清灰控制主要功能

脈沖清灰控制系統具有以下主要功能。

（1）定時清灰。

定時清灰是指按照預先設定的脈沖寬度、脈沖間隔等運行參數不斷的循環進行脈沖清灰工作。定時清灰方式為電袋復合除塵器脈沖清灰的優先選用方式，使用定時清灰方式，可使除塵器系統阻力趨于穩定。

（2）定壓清灰。

定壓清灰是將除塵器實際進出口壓差狀況作為控制脈沖清灰運行的依據。當進出口壓差大于設定的上限值時，開始脈沖清灰工作;當進出口壓差小于設定的下限值時，停止脈沖清灰工作。使用定壓清灰方式，可以在確保除塵器系統阻力保持在一定范圍內的同時，降低系統的能耗。但該方式下，系統阻力的穩定性較差。

（3）在線清灰。

在線清灰是指濾袋在過濾工作狀態時，對濾袋進行清灰。在線清灰為電袋復合除塵器各分室的優選工作模式。

（4）離線清灰。

離線清灰是指在對濾袋進行清灰前，把煙氣流隔離不經過濾袋，然后再進行清灰。離線清灰一般需要除塵器有分室結構和切斷分室煙氣的閥門機構。一般不推薦使用離線清灰方式，只有在煙氣粉塵出現異常細粘時，且濾袋阻力大于正常范圍時方才選用。

（5）超越功能。

選擇了超越功能，該分室的閥門機構將關斷，煙氣流將被隔離不經過濾袋，并且脈沖清灰工作停止。正常情況下禁止進行超越功能操作，一般只在在線檢修的情況下進行該操作。

（6）預涂灰。

預涂灰是指除塵器在投運前給濾袋噴涂一層干燥粉煤灰，是防止系統啟動時的低溫油、濕煙氣粘污濾袋導致初始阻力增大或糊袋的一種保護措施。在進行預涂灰前，打開各室提升閥（或風門），關閉旁路閥，并停止脈沖清灰工作。

（7）旁路保護。

旁路保護指系統在燃油點火、超高超低溫時，煙氣直接從旁路煙道到除塵器出口而達到保護濾袋的一種保護方式。當除塵器進口煙溫超限，將啟動旁路保護，此時旁路閥打開，提升閥（或風門）關閉，同時脈沖清灰工作停止。

2.3 脈沖清灰控制硬件設計

脈沖清灰控制系統采用PLC作為核心控制器，PLC具有編程方便、工作穩定、抗干擾能力強、可靠性高和系統配置靈活等優點。

PLC通過控制行列選開關的通斷來控制相應電磁脈沖閥的動作，這里我們采用固態繼電器作為行列選開關，實現無觸點控制，動作時間快速、靈敏，解決了信號滯后問題，使控制更為精準、可靠。另外，我們還采用隔離二極管和續流二極管對電磁閥進行保護。

2.4 脈沖清灰控制軟件設計

電磁脈沖閥一般按分室進行布置，逐行進行噴吹，假設有四個分室，則室工作順序為1→2→3→4。為防止相鄰電磁脈沖閥因連續噴吹造成的“二次揚塵”現象發生，每個分室采取錯位進行噴吹的方式，假設分室有10個電磁脈沖閥，則噴吹順序為1→6→2→7→3→8→4→9→5→10。

清灰方式有定時清灰和定壓清灰兩種，優先采用定時清灰。在定時清灰方式下，袋區各分室按照設定的時間參數和固定的清灰順序不斷進行循環清灰。定壓清灰是以進出口壓差作為控制依據實現閉環控制，當進出口壓差大于工作壓差上限值時，啟動脈沖清灰，當進出口壓差小于工作壓差下限值時，停止脈沖清灰，清灰順序與定時清灰相同。

每個分室設有在線清灰和離線清灰兩種工作模式，當當前工作分室的工作模式為離線清灰時，該室提升閥（或風門）關斷阻隔煙氣后進行清灰，清灰結束該室提升閥（或風門）重新開啟，并進入下一室進行清灰工作。另外，每個室還具有“超越”功能，實施“超越”功能后，該室將處于關閉狀態，同時不再進行清灰工作。為避免因關閉分室過多而導致系統阻力過大，不允許同時有兩個或兩個以上分室處于關閉狀態。

在除塵器投運前，為保護濾袋需進行預涂灰。在進行預涂灰前應將提升閥（或風門）打開，旁路閥關閉，同時停止脈沖清灰工作，使干燥粉煤灰能很好的附著在濾袋上。

旁路保護以進口煙溫作為控制依據，當進口煙溫超限，啟動旁路保護。為確保進口煙溫檢測的準確性，我們采用了“三選二”的檢測方式，并在檢測到煙溫超限持續時間達到5s后才啟動旁路保護，以此防止誤操作的發生。為降低因閥門動作對鍋爐負荷的影響，閥門動作遵循“先開后關”原則，并按一定的間隔時間逐一動作。

除了以上控制工藝設計外，我們還對重要的系統運行參數進行監測，如進出口壓差、進出口煙溫、清灰氣包壓力等。當這些系統運行參數出現異常情況時，將作出相應的聲光報警，以提醒運行人員進行相應的處理。

3? 結語

通過對以往布袋除塵器中脈沖清灰運用案例的總結，并結合電袋復合除塵器的特點進行優化改進的脈沖清灰控制技術充分發揮了其優異的性能，不僅提高了清灰效率，同時也降低了系統能耗，為電袋復合除塵器袋區清灰提供了有力的保障。

參考文獻

[1] 張秀琨，鄭剛.電袋復合除塵器研究與應用[J].能源技術與管理，2007（3）：74-75.

[2] 杜柳柳，沈恒根，婁可賓.袋式除塵器清灰過程的研究發展及分析探討[J].建筑熱能通風空調，2007，26（5）：25-29.

[3] 陳隆樞.脈沖噴吹裝置的清灰特性及相關技術[A].全國袋式過濾技術研討會論文集[C].2005.