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          淺談多管沖擊式除塵器PLC自動控制系統的設計及實現

          欄目:協會論文集 發布時間:2020-04-26

          淺談多管沖擊式除塵器PLC自動控制系統的設計及實現

          李燕福

          摘要:分析目前多管沖擊式除塵器控制系統的現狀,提出具有一鍵啟停、綜合保護、技術先進、運行可靠的系統設計方案,運用PLC控制技術,實現多管沖擊式除塵器的無人值守,從而降低操作人員的勞動強度,提高設備的可靠性。

          關鍵詞:多管;沖擊式;除塵器;自動;控制;設計

          1 引言

          目前多管沖擊式除塵器控制系統是繼電器控制系統,其技術落后,保護邏輯不完善,無法實現一鍵啟停及自動控制。為了適應電力企業集散控制的需求,降低運行人員的勞動強度,提高設備的自動化程度,提升設備的可靠性,需要一套采用PLC為核心的綜合自動化控制系統。

          2 多管沖擊式除塵器結構及工作原理

          2.1多管沖擊式除塵器的結構

          多管沖擊式除塵器由除塵器本體、進出風管、擋灰板、聯箱、擋水板、匯風室、送風機、水位控制裝置、溢流箱、供水管路、通氣管、排污裝置等組成。

          2.2 多管沖擊式除塵器工作原理

          如圖1所示,含塵氣體由入口進入后,較大的粉塵顆粒被擋灰板(1)阻擋下落后被除掉,較小的粉塵顆粒隨著氣流一同進入聯箱(2),這時含塵氣體經過送風管(3),以較高的速度從噴頭(4)處噴出,沖擊液面撞擊起大量的泡沫和水滴,以此達到凈化空氣的目的。凈化后的空氣在風機的作用下(下用虛線箭頭),通過第一擋水板(5)和第二擋水板(6)由出風口(或離心風機出風口)排出。凈化后的氣體中所含有的水滴由第一、第二擋水板除掉。含塵空氣的整個除塵過程是在負壓狀態下進行的,而液面高度由溢流管和水位控制儀(11)控制。

          1 多管沖擊式除塵器結構

          3 多管沖擊式除塵器控制系統現狀

              目前多管沖擊式除塵器采用繼電器控制系統,無法實現一鍵啟停及自動控制。DCS只能在遠程啟停風機,而沖洗排污、系統加水、停止排污等操作需要運行人員到現場操作,大大增加了運行人員的工作量。進水保護系統不夠完善,一旦液位控制系統出現故障時,水會溢流至除塵器外部,影響設備正常運行。

          多管沖擊式除塵器PLC自動控制系統的設計

          4.1 系統結構:

          系統由主控PLC(西門子S7-200 SMART)、水位控制儀、電動機保護模塊、DCS控制模塊、風機控制模塊、排污控制模塊、給水控制模塊等組成。

           

          2 多管沖擊式除塵器自動控制系統結構

           

          3 多管沖擊式除塵器自動控制系統實物圖

          4.2 工作原理:

          控制系統分為兩種模式:就地手動,遠程自動。

          4.2.1就地手動模式

          運行人員通過現場控制柜上的按鈕和旋轉開關手動啟停風機,排污閥,液位上水閥,實現除塵系統就地手動控制。

          4.2.2遠程自動模式

          運行人員通過在集控室操作DCS畫面中多管沖擊式除塵器的啟停按鈕來實現對其一鍵啟??刂?。當除塵系統切換到遠程自動模式時,系統首先關閉排污閥,打開進水閥,開始補水,當水位達到高液位或達到預定時間后進水閥關閉(兩者只要滿足一個條件,雙保護防止高液位不起作用時無法關閉進水閥,導致溢出),啟動風機,除塵系統開始運行。當遠程停止運行后,停止風機,打開排污閥,開始排污沖洗,沖洗完成后關閉液位進水閥,系統停止運行。

          4 多管沖擊式除塵器自動控制系統原理圖

          4.3 系統特點

          4.3.1使用PLC工業控制技術實現自動控制

              系統采用西門子S7-200PLC作為主控設備,采集液位保護信號、電機保護信號、設備運行狀態信號等,實現就地的一鍵自動控制與DCS遠程一鍵自動控制,就地手動控制模式也減少了原系統需要運行人員在就地的操作流程,大大減低了運行人員的工作量,提高了設備的自動化程度。

          4.3.2 系統保護邏輯完善,可靠性高

          系統不僅具有風機、排污閥電機的綜合保護,還具有進水系統的雙保護功能。一方面使用水位控制信號聯動進水閥的開關來實現液位高保護,另一方面使用PLC的時間控制功能,在進水閥開啟時進行延時計時,防止在液位高保護失效時沒有及時關閉進水閥,導致水溢流至煤倉或外部,提高了設備的可靠性。

          4.3.3 系統操作簡單,一鍵啟停

          系統實現了風機啟停、沖洗排污、系統補水、停止排污的順序自動控制,操作簡單,任何一個環節有異常時均會發出DCS報警提示。

          4.4 PLC邏輯控制指令設計(以西門子S7-200 SMART PLC為例)

          4.4.1 進水閥進水指令

              當多管沖擊式除塵器啟動后,并且高液位未觸發,則進水閥開啟,當高液位觸發后,進水閥關閉;或者是進水閥開啟180秒后高液位仍然未觸發,則進水閥也關閉。梯形圖如下:

          6 給水閥加水梯形圖指令

          4.4.2 自動排污指令

              當多管沖擊式除塵器停止后,自動打開排污閥,延時4.5秒,后關閉排污閥。當液位保護動作時,系統也會自動打開排污閥,延時4.5秒,后關閉排污閥。梯形圖如下:

          7 自動排污梯形圖指令

          5 系統經濟性

          系統改變了原來啟停多管沖擊式除塵器需要運行人員到現場操作、補水時需要運行人員現場盯守的問題,大大降低了運行人員的工作量,提高了設備的可靠性。系統改造后實現了輸煤與機爐電的大集控,減少了輸煤程控人員,實現了減員增效。

          6 結束語

          系統運用了PLC工業控制技術,結合多種保護信號、開關信號,實現了多管沖擊式除塵器的一鍵自動啟??刂?,系統不僅運行可靠,自動化程度高,而且能夠實現減員提效,降低運行成本。
           參考文獻

           [1] 韓戰濤.西門子S7-200 PLC功能指令應用詳解.電子工業出版社.2014

           


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