摘 要：脈沖清灰控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于袋式除塵器和電袋復(fù)合除塵器，通過對(duì)以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，并結(jié)合電袋復(fù)合除塵器的特點(diǎn)開發(fā)出一套以PLC為控制核心，配套上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的脈沖清灰控制系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)踐證明該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度高，清灰效果顯著。該文對(duì)電袋復(fù)合除塵器的脈沖清灰控制技術(shù)的控制原理、主要功能和軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。

在電袋復(fù)合除塵器尚未問世之前，脈沖清灰控制技術(shù)就已經(jīng)被運(yùn)用于袋式除塵器中。近年來隨著國家環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，傳統(tǒng)的工業(yè)除塵器由于除塵機(jī)理及設(shè)備的局限性，已經(jīng)很難同時(shí)滿足高標(biāo)準(zhǔn)排放及經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的要求[1]。而電袋復(fù)合式除塵器的出現(xiàn)，為除塵行業(yè)帶來新的氣象，由于其具有低排放、可靠、節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn)受到廣大用戶的青睞。濾袋是袋式除塵器核心，清灰技術(shù)直接影響除塵器的使用壽命及性能，較小的清灰強(qiáng)度不能較好地實(shí)現(xiàn)清灰，過大清灰強(qiáng)度（高壓）又容易加速濾袋磨損，影響濾袋壽命。脈沖清灰控制技術(shù)作為袋區(qū)清灰的主要控制技術(shù)也在電袋復(fù)合式除塵器上得到更廣泛的運(yùn)用，因此研究脈沖清灰控制技術(shù)對(duì)電袋復(fù)合除塵器發(fā)展尤為重要。

1 電袋復(fù)合除塵器脈沖清灰系統(tǒng)構(gòu)成

電袋復(fù)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(shè)有噴吹管，每根噴吹管上設(shè)有若干個(gè)噴吹孔，每個(gè)噴吹孔對(duì)準(zhǔn)下部濾袋，噴吹管的一端與氣包相連，氣包進(jìn)入壓縮空氣，氣包上安裝一個(gè)淹沒式脈沖閥（帶電磁閥）。電磁閥動(dòng)作帶動(dòng)脈沖閥的膜片作短暫動(dòng)作，氣包內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)脈沖閥瞬間通過噴吹管從小孔噴入濾袋內(nèi)，使濾袋迅速向外膨脹，當(dāng)袋壁膨脹到極限位置時(shí)，很大的張力使其受到強(qiáng)烈的沖擊振動(dòng)，并獲得最大反向加速度從而開始向內(nèi)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(shí)現(xiàn)濾袋的清灰[3]。

脈沖噴吹清灰裝置的電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電磁脈沖閥，通過控制電磁脈沖閥，來達(dá)到控制脈沖清灰井然有序進(jìn)行的目的。脈沖清灰系統(tǒng)以電磁脈沖閥為控制對(duì)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(jìn)行信號(hào)采集，在現(xiàn)場設(shè)有就地操作箱用于現(xiàn)場調(diào)試、操作，并設(shè)有上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)供用戶進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控，整套系統(tǒng)功能完善，穩(wěn)定可靠。

2 電袋復(fù)合除塵器脈沖清灰控制功能及設(shè)計(jì)

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(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)電磁脈沖閥的噴吹控制。

脈沖清灰控制有“自動(dòng)”和“就地”兩種工作方式。在“自動(dòng)”方式下，由PLC控制行選開關(guān)和列選開關(guān)的通斷來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)電磁脈沖閥的噴吹控制。在“就地”方式下，可在現(xiàn)場就地操作箱上通過操作面板上的行選轉(zhuǎn)換開關(guān)和列選對(duì)應(yīng)按鈕來實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)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(tǒng)具有以下主要功能。

（1）定時(shí)清灰。

定時(shí)清灰是指按照預(yù)先設(shè)定的脈沖寬度、脈沖間隔等運(yùn)行參數(shù)不斷的循環(huán)進(jìn)行脈沖清灰工作。定時(shí)清灰方式為電袋復(fù)合除塵器脈沖清灰的優(yōu)先選用方式，使用定時(shí)清灰方式，可使除塵器系統(tǒng)阻力趨于穩(wěn)定。

（2）定壓清灰。

定壓清灰是將除塵器實(shí)際進(jìn)出口壓差狀況作為控制脈沖清灰運(yùn)行的依據(jù)。當(dāng)進(jìn)出口壓差大于設(shè)定的上限值時(shí)，開始脈沖清灰工作;當(dāng)進(jìn)出口壓差小于設(shè)定的下限值時(shí)，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(tǒng)阻力保持在一定范圍內(nèi)的同時(shí)，降低系統(tǒng)的能耗。但該方式下，系統(tǒng)阻力的穩(wěn)定性較差。

（3）在線清灰。

在線清灰是指濾袋在過濾工作狀態(tài)時(shí)，對(duì)濾袋進(jìn)行清灰。在線清灰為電袋復(fù)合除塵器各分室的優(yōu)選工作模式。

（4）離線清灰。

離線清灰是指在對(duì)濾袋進(jìn)行清灰前，把煙氣流隔離不經(jīng)過濾袋，然后再進(jìn)行清灰。離線清灰一般需要除塵器有分室結(jié)構(gòu)和切斷分室煙氣的閥門機(jī)構(gòu)。一般不推薦使用離線清灰方式，只有在煙氣粉塵出現(xiàn)異常細(xì)粘時(shí)，且濾袋阻力大于正常范圍時(shí)方才選用。

（5）超越功能。

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

（6）預(yù)涂灰。

預(yù)涂灰是指除塵器在投運(yùn)前給濾袋噴涂一層干燥粉煤灰，是防止系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的低溫油、濕煙氣粘污濾袋導(dǎo)致初始阻力增大或糊袋的一種保護(hù)措施。在進(jìn)行預(yù)涂灰前，打開各室提升閥（或風(fēng)門），關(guān)閉旁路閥，并停止脈沖清灰工作。

（7）旁路保護(hù)。

旁路保護(hù)指系統(tǒng)在燃油點(diǎn)火、超高超低溫時(shí)，煙氣直接從旁路煙道到除塵器出口而達(dá)到保護(hù)濾袋的一種保護(hù)方式。當(dāng)除塵器進(jìn)口煙溫超限，將啟動(dòng)旁路保護(hù)，此時(shí)旁路閥打開，提升閥（或風(fēng)門）關(guān)閉，同時(shí)脈沖清灰工作停止。

2.3 脈沖清灰控制硬件設(shè)計(jì)

脈沖清灰控制系統(tǒng)采用PLC作為核心控制器，PLC具有編程方便、工作穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高和系統(tǒng)配置靈活等優(yōu)點(diǎn)。

PLC通過控制行列選開關(guān)的通斷來控制相應(yīng)電磁脈沖閥的動(dòng)作，這里我們采用固態(tài)繼電器作為行列選開關(guān)，實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)控制，動(dòng)作時(shí)間快速、靈敏，解決了信號(hào)滯后問題，使控制更為精準(zhǔn)、可靠。另外，我們還采用隔離二極管和續(xù)流二極管對(duì)電磁閥進(jìn)行保護(hù)。

2.4 脈沖清灰控制軟件設(shè)計(jì)

電磁脈沖閥一般按分室進(jìn)行布置，逐行進(jìn)行噴吹，假設(shè)有四個(gè)分室，則室工作順序?yàn)?→2→3→4。為防止相鄰電磁脈沖閥因連續(xù)噴吹造成的“二次揚(yáng)塵”現(xiàn)象發(fā)生，每個(gè)分室采取錯(cuò)位進(jìn)行噴吹的方式，假設(shè)分室有10個(gè)電磁脈沖閥，則噴吹順序?yàn)?→6→2→7→3→8→4→9→5→10。

清灰方式有定時(shí)清灰和定壓清灰兩種，優(yōu)先采用定時(shí)清灰。在定時(shí)清灰方式下，袋區(qū)各分室按照設(shè)定的時(shí)間參數(shù)和固定的清灰順序不斷進(jìn)行循環(huán)清灰。定壓清灰是以進(jìn)出口壓差作為控制依據(jù)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，當(dāng)進(jìn)出口壓差大于工作壓差上限值時(shí)，啟動(dòng)脈沖清灰，當(dāng)進(jìn)出口壓差小于工作壓差下限值時(shí)，停止脈沖清灰，清灰順序與定時(shí)清灰相同。

每個(gè)分室設(shè)有在線清灰和離線清灰兩種工作模式，當(dāng)當(dāng)前工作分室的工作模式為離線清灰時(shí)，該室提升閥（或風(fēng)門）關(guān)斷阻隔煙氣后進(jìn)行清灰，清灰結(jié)束該室提升閥（或風(fēng)門）重新開啟，并進(jìn)入下一室進(jìn)行清灰工作。另外，每個(gè)室還具有“超越”功能，實(shí)施“超越”功能后，該室將處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)不再進(jìn)行清灰工作。為避免因關(guān)閉分室過多而導(dǎo)致系統(tǒng)阻力過大，不允許同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上分室處于關(guān)閉狀態(tài)。

在除塵器投運(yùn)前，為保護(hù)濾袋需進(jìn)行預(yù)涂灰。在進(jìn)行預(yù)涂灰前應(yīng)將提升閥（或風(fēng)門）打開，旁路閥關(guān)閉，同時(shí)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(hù)以進(jìn)口煙溫作為控制依據(jù)，當(dāng)進(jìn)口煙溫超限，啟動(dòng)旁路保護(hù)。為確保進(jìn)口煙溫檢測的準(zhǔn)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(xù)時(shí)間達(dá)到5s后才啟動(dòng)旁路保護(hù)，以此防止誤操作的發(fā)生。為降低因閥門動(dòng)作對(duì)鍋爐負(fù)荷的影響，閥門動(dòng)作遵循“先開后關(guān)”原則，并按一定的間隔時(shí)間逐一動(dòng)作。

除了以上控制工藝設(shè)計(jì)外，我們還對(duì)重要的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，如進(jìn)出口壓差、進(jìn)出口煙溫、清灰氣包壓力等。當(dāng)這些系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，將作出相應(yīng)的聲光報(bào)警，以提醒運(yùn)行人員進(jìn)行相應(yīng)的處理。

3 結(jié)語

通過對(duì)以往布袋除塵器中脈沖清灰運(yùn)用案例的總結(jié)，并結(jié)合電袋復(fù)合除塵器的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的脈沖清灰控制技術(shù)充分發(fā)揮了其優(yōu)異的性能，不僅提高了清灰效率，同時(shí)也降低了系統(tǒng)能耗，為電袋復(fù)合除塵器袋區(qū)清灰提供了有力的保障。