專利名稱：大型袋式除塵器脈沖噴吹清灰控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于脈沖袋式除塵器系統(tǒng)控制領(lǐng)域，特別涉及大型袋式除塵器脈沖噴吹清灰系統(tǒng)的智能控制策略。
背景技術(shù)：
隨著可持續(xù)發(fā)展的緊迫要求和人們環(huán)保意識的不斷提高，鋼鐵企業(yè)逐漸加大了對環(huán)保設(shè)施的投資力度，大型脈沖噴吹袋式除塵器已在高爐礦焦槽、出鐵場等粉塵重污染區(qū)域廣泛應(yīng)用，它承擔(dān)著為高爐原燃料供應(yīng)系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、出鐵場系統(tǒng)進(jìn)行粉塵處理的關(guān)鍵 任務(wù)。脈沖噴吹清灰系統(tǒng)是袋式除塵器的核心，其控制策略直接決定著除塵器運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。袋式除塵器的工作原理是在含塵煙氣進(jìn)入袋式除塵器中的各倉室灰斗后，在灰斗導(dǎo)流系統(tǒng)的引導(dǎo)下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流進(jìn)入中箱體過濾區(qū)，塵粒被阻留于濾袋外表面上，凈化后的氣體由袋內(nèi)經(jīng)文氏管進(jìn)入上部進(jìn)氣箱后，經(jīng)提升閥、排風(fēng)管排出。當(dāng)濾袋表面積塵土達(dá)到一定量時，袋式除塵器中的脈沖噴吹系統(tǒng)逐一關(guān)閉提升閥，對關(guān)閉的提升閥所對應(yīng)箱體中的電磁脈沖閥依次進(jìn)行噴吹，壓縮空氣經(jīng)噴嘴涌入濾袋，使濾袋徑向變形從而抖落濾袋上的粉塵，落入灰斗中的粉塵，由卸輸灰系統(tǒng)排出。大型袋式除塵器除塵箱體多，擁有上百個脈沖閥和數(shù)十個提升閥，由于PLC (可編程邏輯控制器)本身沒有足夠的I/O (輸入/輸出)口對每個執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行點對點控制，矩陣式一對多的脈沖閥控制方式是普遍采用的一種電氣控制方式?；谶@種電路模式，當(dāng)前大型袋式除塵器脈沖清灰控制策略存在以下問題一、自動控制為定時控制或定壓差控制，只是實現(xiàn)清灰過程的簡單循環(huán)，即所有箱體參與除塵工作，根據(jù)定時或定壓差原則從第一個箱體到最后一個箱體陸續(xù)進(jìn)行清灰工作，清灰完成進(jìn)入下一個周期；這種控制方式無法體現(xiàn)大型除塵器箱體多，備用能力強(qiáng)，支持在線檢修等優(yōu)勢；二、不具備集中檢修模式或集中檢修功能與自動清灰過程切換不合理；三、除塵風(fēng)機(jī)與除塵器相關(guān)信號連鎖不夠緊密，缺乏對除塵器本體的保護(hù)。因此，一種基于新型擴(kuò)展電路的脈沖噴吹清灰系統(tǒng)的智能控制策略應(yīng)運而生。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種大型袋式除塵器脈沖噴吹清灰控制系統(tǒng)，本實用新型能實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的自動清灰、備用跳倉清灰，保證清灰過程的智能化和合理化，能切換各種檢修模式。大型袋式除塵器脈沖噴吹清灰控制系統(tǒng)，上箱體及噴吹裝置內(nèi)設(shè)有脈沖閥和停風(fēng)閥，停風(fēng)閥位于濾袋上方，濾袋下方出口設(shè)有中箱體，停風(fēng)閥接有停風(fēng)閥繼電器，脈沖閥接有新型矩陣控制電路。所述的控制系統(tǒng)，其還包括控制電源和跳倉繼電器，脈沖閥的負(fù)極與跳倉繼電器常閉觸點、停風(fēng)閥繼電器常開觸點依次串聯(lián)后接至控制電源低電壓端口，脈沖閥的正極與脈沖閥繼電器常開觸點串聯(lián)后接至控制電源的高電壓端口。所述的控制系統(tǒng)，控制電源低電壓端口的電壓為0V，其高電壓端口的電壓為24V。本實用新型的優(yōu)點我們可以通過接通停風(fēng)閥繼電器和脈沖閥繼電器實現(xiàn)某一箱體的停風(fēng)閥和脈沖閥的動作，通過接通停風(fēng)閥繼電器和斷開跳倉繼電器實現(xiàn)某一箱體停風(fēng)，且其脈沖閥不會動作，從而實現(xiàn)自動清灰時跳躍備用箱體的功能。本實用新型能實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的自動清灰、備用跳倉清灰，保證清灰過程的智能化和合理化；實現(xiàn)完善的集中檢修功能，保證各種運行和檢修模式的合理切換；實現(xiàn)對除塵器與風(fēng)機(jī)的合理連鎖，保證除塵器工作在安全狀態(tài)。

圖I是本實用新型中新型矩陣電路圖。圖2是本實用新型中停風(fēng)跳倉控制電路圖。圖3是本實用新型中脈沖閥控制電路圖。圖4、圖5是本實用新型中袋式除塵清灰系統(tǒng)圖。圖中，I :脈沖閥，每個箱體11個；2 :停風(fēng)閥繼電器，每個箱體11個；3 :跳倉繼電器，每個箱體I個；4 :脈沖閥繼電器，每個箱體I個；5 :上箱體及噴吹裝置；6 :中箱體；7 :停風(fēng)閥；8 :濾袋。
具體實施方式
針對現(xiàn)有矩陣控制電路和清灰控制策略的不足，本實用新型為大型袋式除塵器脈沖噴吹系統(tǒng)設(shè)計一種新型的矩陣擴(kuò)展電路，并提供與之緊密結(jié)合的噴吹系統(tǒng)的智能控制策略，實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的自動清灰、備用跳倉清灰，保證清灰過程的智能化和合理化；實現(xiàn)完善的集中檢修功能，保證各種運行和檢修模式的合理切換；實現(xiàn)對除塵器與風(fēng)機(jī)的合理連鎖，保證除塵器工作在安全狀態(tài)。本實用新型所采用的方案是搭建新型矩陣擴(kuò)展電路，并對應(yīng)研發(fā)一種具有自動清灰、備用跳倉清灰、集中檢修功能的脈沖噴吹清灰控制策略。對于有用m個箱體(停風(fēng)閥)、每個箱體有η個脈沖閥的大型袋式除塵器，在主控柜中定義三部分的繼電器輸出。首先，定義m個輸出點對應(yīng)m個停風(fēng)閥，定義m個輸出點對應(yīng)m個跳倉繼電器，定義η個點對應(yīng)m*n個脈沖閥，矩陣控制電路如圖I所示。大型袋式除塵器脈沖噴吹清灰控制方法，包括全自動清灰控制模式、集中檢修控制模式和除塵器本體安全連鎖控制模式；全自動清灰控制模式用于袋式除塵器清灰及除塵室備用檢修過程的控制，集中檢修控制模式用于對指定除塵室進(jìn)行集中檢修過程的控制，除塵器本體安全連鎖控制模式用于所述噴吹系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的應(yīng)急控制；所述噴吹清灰系統(tǒng)開啟后通常處于全自動清灰控制模式，集中檢修控制模式的中斷條件由人為設(shè)定，除塵器本體安全連鎖控制模式的中斷條件為系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障，集中檢修控制模式和除塵器本體安全連鎖控制模式的中斷優(yōu)先級高于全自動清灰控制模式。所述的方法，全自動清灰控制模式包括定時和定阻兩種清灰模式，其步驟包括Sll)當(dāng)定時時間到或者壓差值達(dá)到設(shè)定值時，所述噴吹清灰系統(tǒng)清灰開始；S12)判斷當(dāng)前除塵室是否處于備用檢修狀態(tài)，若是，斷開跳倉繼電器常閉觸點，、關(guān)閉停風(fēng)閥，跳過該除塵室，進(jìn)入下一除塵室進(jìn)行清灰過程；若否，直接進(jìn)入清灰過程，先合上當(dāng)前除塵室的提升閥繼電器，閉合跳倉繼電器的常閉觸點，提升閥關(guān)閉到位后進(jìn)入下一
I K 少；S13)將除塵器倉室上的脈沖閥繼電器逐個合上，相應(yīng)脈沖閥開始動作，待最后一個脈沖閥動作結(jié)束時打開當(dāng)前除塵室的提升閥繼電器，提升閥打開到位后進(jìn)入下一步；S14)進(jìn)入下一個除塵器進(jìn)行清灰，返回到步驟S12 ;若所有除塵室都已經(jīng)完成清灰工作，等待滿足定時或定阻清灰條件的下一個清灰開始信號，當(dāng)?shù)玫叫盘柡蠓祷刂敛襟ESn。所述的方法，步驟Sll的壓差設(shè)定值為I. 20MPa ;步驟S12的備用檢修狀態(tài)判斷條件為當(dāng)前除塵室的提升閥繼電器合上，當(dāng)前除塵室的跳倉繼電器常閉觸點斷開；步驟S13的每個脈沖閥動作時間T1為O. ls，兩個脈沖閥動作間隔時間T2為5 10s，待最后一個脈沖閥動作結(jié)束時也等待T2時間再打開當(dāng)前除塵室的提升閥繼電器。所述的方法，集中檢修模式的具體步驟包括S21)在上位機(jī)畫面指定任意除塵室的任意一個脈沖閥每隔指定時間進(jìn)行一次噴吹；S22 )對運行在全自動清灰控制模式的噴吹清灰系統(tǒng)發(fā)出中斷信號，所述噴吹清灰系統(tǒng)進(jìn)入集中檢修模式；S23)對正在進(jìn)行的定時清灰或定阻清灰過程無條件中斷，合上指定除塵室的提升閥繼電器，關(guān)閉相應(yīng)的提升閥，閉合指定除塵室的跳倉繼電器的常閉觸點；S24)對該除塵室內(nèi)指定的脈沖閥進(jìn)行周期性間斷噴吹，完成設(shè)備檢修和調(diào)試；S25)由集中檢修模式切換至全自動清灰控制模式。所述的方法，步驟S25中，由集中檢修模式切換至定時清灰模式時，首先比較當(dāng)前時間T4與最后一個除塵室清灰完成時間T3的時間差是否已經(jīng)滿足定時清灰條件，若滿足則立刻開始一個周期的清灰，進(jìn)入步驟Sll ;如果不滿足，則繼續(xù)等待直至定時時間條件滿足后開始一個周期的清灰。所述的方法，步驟S25中，由集中檢修模式切換至定阻模式時，首先測量當(dāng)前壓差，當(dāng)壓差已經(jīng)滿足定阻清灰條件時則立刻開始一個周期的清灰，進(jìn)入步驟Sll ;如果不滿足則繼續(xù)等待直至壓差條件滿足后開始一個周期的清灰。所述的方法，因系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障而進(jìn)入除塵器本體安全連鎖控制模式的方法為所述噴吹清灰系統(tǒng)處于開到位狀態(tài)的停風(fēng)閥數(shù)目過少，某除塵室的清灰壓力小于最小閾值，或所述噴吹清灰系統(tǒng)的壓力差大于最大閾值，無條件停止風(fēng)機(jī)；當(dāng)某停風(fēng)閥狀態(tài)與命令不符，某除塵室的壓力差在閾值之外時，或所述噴吹清灰系統(tǒng)的壓力差大于上限時給予報警提示。所述的方法，處于開到位狀態(tài)的停風(fēng)閥數(shù)目少于20個時，某除塵室的壓力差小于O. IMPa，或所述噴吹清灰系統(tǒng)的壓力差大于2. 2MPa時，無條件停止風(fēng)機(jī)；當(dāng)某停風(fēng)閥的狀態(tài)與命令不符，某除塵室的壓力差在O. 3MPa O. 5MPa之外，或所述噴吹清灰系統(tǒng)的壓力差大于I. SMPa時給予報警提示。所述的方法,處于全自動清灰控制模式時，由定時模式切換至定阻模式的方法為，當(dāng)前進(jìn)行的清灰過程繼續(xù)，待到達(dá)步驟S14本周期清灰結(jié)束后，開始進(jìn)入定阻模式清灰，轉(zhuǎn)入步驟Sll ;由定阻模式切換至定時模式的方法為，當(dāng)前進(jìn)行的清灰繼續(xù)，待到達(dá)步驟S14本周期清灰結(jié)束后，開始進(jìn)入定時模式清灰，轉(zhuǎn)入步驟S11。
以下結(jié)合附圖通過具體實施例進(jìn)行具體描述，但并不作為本實用新型做任何限制的依據(jù)。在箱體I中，所有脈沖閥I的負(fù)極COMl與停風(fēng)閥繼電器2常開觸點以及跳倉繼電器3常閉觸點串聯(lián)后接至控制電源的0V，脈沖閥I的正極MC與脈沖閥繼電器4常開觸點串聯(lián)接至控制電源的24V，11個脈沖閥I的正極MCl MCll分別與IMC-KA IIMC-KA卿I 11號脈沖閥繼電器)的常開觸點串聯(lián)接至控制電源的24V。上箱體及噴吹裝置5內(nèi)設(shè)有脈沖閥I和停風(fēng)閥7，停風(fēng)閥7位于濾袋8上方，濾袋8下方出口設(shè)有中箱體6。停風(fēng)閥繼電器2接至停風(fēng)閥7。在2 28號箱體中，脈沖閥以及停風(fēng)閥的接線方式與箱體I相同。本實用新型的實施例本實用新型的脈沖袋式除塵器有28個停風(fēng)閥和28個除塵倉室，每個倉室有11個電磁閥，其噴吹電路如附圖I、附圖2、附圖3所示，跳倉繼電器的引入是本實用新型的電路核心和清灰系統(tǒng)跳倉理念的基石，既沿用了原有矩陣電路的一對多的控制方式，又使得備用倉的停風(fēng)閥在停風(fēng)的同時，不會因其他箱體脈沖閥的動作而導(dǎo)致備用箱體中的脈沖閥同步動作。例如當(dāng)I號停風(fēng)閥、I號脈沖閥繼電器線圈得電時，則I號除塵室的停風(fēng)閥關(guān)閉，I號除塵器的I號脈沖閥打開。當(dāng)I號和2號停風(fēng)閥、2號跳倉繼電器、3號脈沖閥繼電器線圈得電時，則2號除塵室處于備用檢修狀態(tài)，其脈沖閥不動作，其停風(fēng)閥關(guān)閉；1號除塵室的停風(fēng)閥關(guān)閉，I號除塵室3號脈沖閥打開。風(fēng)機(jī)則和除塵器無關(guān)，單獨有自己的控制系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖I中的電路，詳細(xì)介紹噴吹系統(tǒng)的智能控制策略。(I)全自動清灰過程中的跳倉策略自動控制采用壓差(定阻)和定時兩種控制方式，兩種控制方式也可以自動轉(zhuǎn)換。當(dāng)定時時間到或者壓差值達(dá)到設(shè)定值(如I. 20MPa)時，袋式除塵器清灰開始。首先，判斷I號除塵室是否處于備用檢修狀態(tài)(處于備用狀態(tài)時，I號除塵器倉室的停風(fēng)閥繼電器常開 觸點閉合，I號跳倉繼電器常閉觸點斷開，這樣保證了備用檢修的I號除塵室的停風(fēng)閥關(guān)閉后，不會有脈沖閥隨著其他除塵室脈沖閥的動作而動作)，若是，直接進(jìn)入2號除塵器倉室判斷是否要進(jìn)行清灰工作；若否，關(guān)閉I號除塵室的停風(fēng)閥，接著I號除塵器倉室上的脈沖閥逐個開始動作，脈沖閥動作時間為Tl=O. I秒(可調(diào))，脈沖閥動作的間隔時間為T2=5 10秒(可調(diào))，待第11個脈沖閥動作結(jié)束延時Τ2時間，打開停風(fēng)閥，進(jìn)入2號倉室進(jìn)行清灰。然后，判斷2號除塵室是否處于備用檢修狀態(tài)，重復(fù)I號除塵器倉室的清灰和判斷過程，直至完成28號除塵室的清灰工作。待第28號除塵室清灰完成或跳倉清灰完成后，本周期清灰工作完成，等待自動控制狀態(tài)下下一個清灰開始信號。(2)集中檢修模式以及與自動清灰過程的智能切換控制策略集中檢修模式，即在上位機(jī)畫面指定任意倉室的任意一個脈沖閥每隔指定時間進(jìn)行一次噴吹，方便對脈沖閥的檢修調(diào)試。集中檢修模式和自動清灰模式之間需要合理切換，檢修模式級別具有最高中斷功能。當(dāng)清灰系統(tǒng)進(jìn)入檢修模式，則正在進(jìn)行的定時清灰和定阻清灰過程無條件中斷，系統(tǒng)將關(guān)閉指定倉室的停風(fēng)閥，并對指定倉室內(nèi)指定的脈沖閥進(jìn)行周期性間斷噴吹，完成設(shè)備檢修和調(diào)試；當(dāng)由檢修模式切換至定時清灰模式時，比較當(dāng)前時間Τ4與Τ3 (定時清灰或定阻清灰模式下，最后一個28號除塵器清灰或跳倉清灰完成的時間為T3)的時間差是否已經(jīng)滿足定時清灰條件，若滿足則立刻開始一個周期的清灰，如果不滿足，則繼續(xù)等待至定時時間條件滿足后開始一個周期的清灰；當(dāng)由檢修模式切換至定阻模式時，根據(jù)壓差條件決定是否開始一個周期的清灰工作；當(dāng)由定時模式切換至定阻模式時，當(dāng)前進(jìn)行的清灰繼續(xù)，待本周期清灰結(jié)束后，開始進(jìn)入定阻模式清灰；當(dāng)定阻模式切換至定時模式時，當(dāng)前進(jìn)行的清灰繼續(xù)，帶本周期清灰結(jié)束后，開始進(jìn)入定時模式清灰。(3)除塵器本體安全連鎖控制策略為了保證除塵器工作在安全狀態(tài)，保證除塵器的除塵效果和使用壽命，在以下情況下需要停止風(fēng)機(jī)若因停風(fēng)閥氣源中斷等原因造成除塵器處于開到位狀態(tài)的停風(fēng)閥數(shù)目過少，將會產(chǎn)生巨大負(fù)壓而損壞除塵器，當(dāng)停風(fēng)閥數(shù)目開到位的數(shù)目小于20個時，無條件停風(fēng)機(jī)；當(dāng)除塵器清灰低于O. IMPa時，即除塵器已經(jīng)無法正常噴吹清灰時，停風(fēng)機(jī)；當(dāng)除塵器壓差大于2. 2MPa，停風(fēng)機(jī)；另外，當(dāng)以下情況發(fā)生時，需要給予報警提示當(dāng)停風(fēng)閥狀態(tài) 與命令不符，清灰壓力高于O. 5MPa或低于O. 30Mpa,除塵器壓差大于I. 8MPa時。綜上，大型袋式除塵器脈沖噴吹系統(tǒng)智能控制策略，基于一種噴吹系統(tǒng)的新型矩陣控制電路，實現(xiàn)了清灰系統(tǒng)的自動清灰過程的備用跳倉功能和除塵室的在線備用檢修，保證了系統(tǒng)的多種工作模式的智能切換，確保了除塵器任意除塵室需要檢修等情況下自動清灰程序的合理性、智能型和通用性。
權(quán)利要求1.大型袋式除塵器脈沖噴吹清灰控制系統(tǒng)，其特征在于上箱體及噴吹裝置內(nèi)設(shè)有脈沖閥和停風(fēng)閥，停風(fēng)閥位于濾袋上方，濾袋下方出口設(shè)有中箱體，停風(fēng)閥接有停風(fēng)閥繼電器，脈沖閥接有新型矩陣控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于其還包括控制電源和跳倉繼電器，脈沖閥的負(fù)極與跳倉繼電器常閉觸點、停風(fēng)閥繼電器常開觸點依次串聯(lián)后接至控制電源低電壓端口，脈沖閥的正極與脈沖閥繼電器常開觸點串聯(lián)后接至控制電源的高電壓端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于控制電源低電壓端口的電壓為0V，其高電壓端口的電壓為24V。
專利摘要本實用新型提供了一種大型袋式除塵器脈沖清灰系統(tǒng)及方法，上箱體及噴吹裝置內(nèi)設(shè)有脈沖閥和停風(fēng)閥，停風(fēng)閥位于濾袋上方，濾袋下方出口設(shè)有中箱體，停風(fēng)閥接有停風(fēng)閥繼電器。本實用新型能實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的自動清灰、備用跳倉清灰，保證清灰過程的智能化和合理化，能切換各種檢修模式。
文檔編號B01D46/46GK202355951SQ201120347450
公開日2012年8月1日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者馬智慧 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司