PLC在75t/h循環(huán)流化床鍋爐布袋除塵系統中的應用

摘 要：介紹了PLC在布袋除塵系統中的應用，以及控制系統的硬件結構和軟件設計，并詳細解釋了控制方案。整個(gè)系統安全可靠、經(jīng)濟實(shí)用，投入使用后，達到了良好的除塵效果。

我國是世界上使用燃煤鍋爐數量最多的國家，燃煤鍋爐是我國大氣環(huán)境最主要的污染源，燃煤鍋爐排放出大量的粉塵。其中30%是PM10(直徑在10 µm)以下的“可吸入粉塵”，這些粉塵懸浮在大氣中，嚴重影響大氣環(huán)境質(zhì)量。尤其是其中PM2.5(直徑在2.5 µm)以下的超細粉塵，對人類(lèi)健康危害極大。有效治理燃煤鍋爐煙氣粉塵污染，是提高我國大氣環(huán)境質(zhì)量和人類(lèi)健康水平的關(guān)鍵，因此需要燃煤鍋爐具備高效的除塵設備，這為布袋除塵系統在煙氣凈化中的應用提供了極好的機會(huì )。布袋除塵系統大量應用于鍋爐煙氣除塵，具有清灰技術(shù)先進(jìn)、氣布比高、處理風(fēng)量大、占地面積小、凈化效率高、工作可靠、結構簡(jiǎn)單、維修量小等特點(diǎn)。本文結合錦州某電廠(chǎng)的75 t/h循環(huán)流化床鍋爐除塵項目，淺談PLC在循環(huán)流化床鍋爐除塵系統中的應用。

1 除塵系統的結構及工作原理

1.1 基本結構

除塵系統在結構上由5個(gè)部分組成：(1)上箱體：蓋板、出氣口;(2)中箱體：多孔板、骨架、濾袋、進(jìn)氣口、檢修門(mén);(3)下箱體：灰斗、擋灰板、檢修道、支腳;(4)排灰系統：氣力輸送、卸灰閥;(5)消灰系統：脈沖閥、氣包、噴吹管。

1.2 工作原理

含塵煙氣由進(jìn)氣口進(jìn)入除塵箱，因氣體突然擴張，流速驟然降低，顆料較粗的粉塵，靠其自重力向下沉降，落入灰斗。細小粉塵通過(guò)各種效應被吸附在濾袋外壁，經(jīng)濾袋過(guò)濾后的凈化空氣，通過(guò)文氏管進(jìn)入上箱體，再從除塵系統出口排出。

被吸附在濾袋外壁的粉塵，隨著(zhù)時(shí)間的增長(cháng)，越積越厚，除塵器阻力逐漸上升，處理的氣體量不斷減少，為了使除塵器經(jīng)常保持有效狀態(tài)，把設備阻力穩定在一定的范圍內，就需要清除吸附在濾袋外壁的積灰。清灰過(guò)程是由控制系統按規定要求對各個(gè)脈沖閥發(fā)出指令，依次打開(kāi)閥門(mén)，順序向各組濾袋內噴吹高壓空氣，使濾袋吹脹變形振動(dòng)，加上氣流的吹力，將吸附在濾袋外壁的粉塵清除下來(lái)。

除塵系統共分為16個(gè)工作室，每個(gè)工作室有1臺凈氣提升閥，6個(gè)脈沖閥。有4個(gè)灰斗，每個(gè)灰斗有1臺振打電機，2套電加熱器，1個(gè)料位計，1個(gè)空氣炮。設有1臺壓差變送器檢測濾袋內外側壓差，設有2臺溫度變送器分別檢測入口、出口溫度。

2 系統的硬件設計

系統的硬件設計原則為可靠性、經(jīng)濟性、友好性、操作簡(jiǎn)單、易于維護。

PLC采用LG產(chǎn)電K200S系列，其具有性能可靠、編程簡(jiǎn)單、應用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，價(jià)格也相對較低，特點(diǎn)如下：

高速運算處理功能，帶有0.2 µs/步的專(zhuān)用運算處理器。強自診斷功能，根據錯誤的內容對錯誤代碼進(jìn)行分類(lèi)，很容易找出錯誤原因。調試運行功能，如果PLC的運行方式設定為調試方式，則可以進(jìn)行在線(xiàn)調試。程序執行，除了掃描程序、時(shí)間驅動(dòng)中斷(TDI)、過(guò)程驅動(dòng)中斷(PDI)和子程序可以由設定的執行條件執行外，用戶(hù)還可以設定不同的程序執行方式。

系統的上位機采用工控機，組態(tài)軟件為亞控公司的組態(tài)王。

執行部分包括96個(gè)脈沖閥、16個(gè)凈氣提升閥、4個(gè)振打電機、8個(gè)電加熱器、4個(gè)空氣炮。

檢測部分包括1個(gè)壓差變送器、2個(gè)溫度變送器、4個(gè)料位計。

3 系統的軟件設計

PLC編程使用KGL_WIN 3.62編程軟件，特點(diǎn)如下：

(1)軟件把用戶(hù)自定義程序當成一個(gè)包括參數和變量/注釋的工程項目來(lái)管理，同時(shí)允許用戶(hù)把程序(*.PRG)、參數(*.PMT)、變量(*.VAR)、注釋(*.CNT)各自保存起來(lái);

(2)友好的用戶(hù)接口，為創(chuàng )建、編輯和監視提供簡(jiǎn)單友好的界面;

(3)在線(xiàn)編輯功能，在線(xiàn)方式下可以獲得實(shí)時(shí)編輯，編輯的程序可以自動(dòng)下載，而不必停止與PLC的硬件連接;

(4)PLC信息監視功能，用戶(hù)可以輕易監視PLC的錯誤狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò )信息和系統信息;

(5)調試和自診斷功能，在精確調試中可以取樣跟蹤、觸發(fā)和強制I/O。

系統的上位機組態(tài)軟件使用組態(tài)王6.53，其特點(diǎn)是可視化操作界面，完整的腳本編輯功能，實(shí)時(shí)趨勢監視，設備集成能力強。

4 系統實(shí)現

4.1 系統介紹

控制系統發(fā)出啟動(dòng)指令或濾袋內外側壓差超過(guò)限定值后，1號至16號各工作室開(kāi)始依次清灰，先是1號凈氣提升閥關(guān)閉，切斷該室氣路，停止過(guò)濾。5 s后工作室內的6個(gè)脈沖閥依次噴吹，噴吹間隔為5～10 s，清除濾袋上的粉塵。噴吹完畢后，打開(kāi)凈氣提升閥恢復過(guò)濾。5 s后按同樣動(dòng)作順序進(jìn)行下一號工作室的清灰，所有16個(gè)工作室清灰完畢后，間隔5～10 min，又開(kāi)始下一個(gè)工作室依次清灰周期。同時(shí)，4個(gè)灰斗中任何一個(gè)灰斗出現高料位，該灰斗上的振打電機和空氣炮都會(huì )啟動(dòng)，幫助粉塵向灰斗底部運行，同時(shí)會(huì )給氣力輸送設備發(fā)信號，將粉塵輸送走。

脈沖閥噴吹子程序如圖2所示。

4.2 功能介紹

(1)手動(dòng)控制：操作人員可對每個(gè)執行設備進(jìn)行手動(dòng)控制，實(shí)現控制室的軟手動(dòng)操作。

(2)自動(dòng)控制：系統的主要運行方式，參數設定完成之后，可進(jìn)行“一鍵式”自動(dòng)運行。點(diǎn)擊“系統啟動(dòng)”，系統即按初始設定的邏輯自動(dòng)運行各個(gè)設備，同時(shí)根據檢測儀表自動(dòng)調節控制系統。

(3)報警連鎖：系統在運行過(guò)程中，如有任何設備發(fā)生故障，系統將自動(dòng)報警，診斷具體故障設備，并按設定程序連鎖停機。如遇特殊情況，可按“急停”按鈕，緊急停止所有設備。

(4)報表功能：可通過(guò)歷史報表實(shí)時(shí)監測各個(gè)設備的啟動(dòng)時(shí)間、運行情況、故障情況等，可實(shí)時(shí)預覽打印。

5 結語(yǔ)

本系統自2009年投運以來(lái)，運行穩定、可靠，除塵系統的技術(shù)性能達到環(huán)保部門(mén)要求。運行參數匯總及時(shí)，方便了主管部門(mén)的指揮和監控、減少了工作人員的勞動(dòng)強度。

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