PLC在75t/h循環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。整個系統安全可靠、經濟實用，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，嚴重影響大氣環境質量。尤其是其中PM2.5(直徑在2.5 µm)以下的超細粉塵，對人類健康危害極大。有效治理燃煤鍋爐煙氣粉塵污染，是提高我國大氣環境質量和人類健康水平的關鍵，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。布袋除塵系統大量應用于鍋爐煙氣除塵，具有清灰技術先進、氣布比高、處理風量大、占地面積小、凈化效率高、工作可靠、結構簡單、維修量小等特點。本文結合錦州某電廠的75 t/h循環流化床鍋爐除塵項目，淺談PLC在循環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、進氣口、檢修門;(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

含塵煙氣由進氣口進入除塵箱，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。細小粉塵通過各種效應被吸附在濾袋外壁，經濾袋過濾后的凈化空氣，通過文氏管進入上箱體，再從除塵系統出口排出。

被吸附在濾袋外壁的粉塵，隨著時間的增長，越積越厚，除塵器阻力逐漸上升，處理的氣體量不斷減少，為了使除塵器經常保持有效狀態，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。清灰過程是由控制系統按規定要求對各個脈沖閥發出指令，依次打開閥門，順序向各組濾袋內噴吹高壓空氣，使濾袋吹脹變形振動，加上氣流的吹力，將吸附在濾袋外壁的粉塵清除下來。

除塵系統共分為16個工作室，每個工作室有1臺凈氣提升閥，6個脈沖閥。有4個灰斗，每個灰斗有1臺振打電機，2套電加熱器，1個料位計，1個空氣炮。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、經濟性、友好性、操作簡單、易于維護。

PLC采用LG產電K200S系列，其具有性能可靠、編程簡單、應用范圍廣等優點，價格也相對較低，特點如下：

高速運算處理功能，帶有0.2 µs/步的專用運算處理器。強自診斷功能，根據錯誤的內容對錯誤代碼進行分類，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，則可以進行在線調試。程序執行，除了掃描程序、時間驅動中斷(TDI)、過程驅動中斷(PDI)和子程序可以由設定的執行條件執行外，用戶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，組態軟件為亞控公司的組態王。

執行部分包括96個脈沖閥、16個凈氣提升閥、4個振打電機、8個電加熱器、4個空氣炮。

檢測部分包括1個壓差變送器、2個溫度變送器、4個料位計。

3 系統的軟件設計

PLC編程使用KGL_WIN 3.62編程軟件，特點如下：

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

(2)友好的用戶接口，為創建、編輯和監視提供簡單友好的界面;

(3)在線編輯功能，在線方式下可以獲得實時編輯，編輯的程序可以自動下載，而不必停止與PLC的硬件連接;

(4)PLC信息監視功能，用戶可以輕易監視PLC的錯誤狀態、網絡信息和系統信息;

(5)調試和自診斷功能，在精確調試中可以取樣跟蹤、觸發和強制I/O。

系統的上位機組態軟件使用組態王6.53，其特點是可視化操作界面，完整的腳本編輯功能，實時趨勢監視，設備集成能力強。

4 系統實現

4.1 系統介紹

控制系統發出啟動指令或濾袋內外側壓差超過限定值后，1號至16號各工作室開始依次清灰，先是1號凈氣提升閥關閉，切斷該室氣路，停止過濾。5 s后工作室內的6個脈沖閥依次噴吹，噴吹間隔為5～10 s，清除濾袋上的粉塵。噴吹完畢后，打開凈氣提升閥恢復過濾。5 s后按同樣動作順序進行下一號工作室的清灰，所有16個工作室清灰完畢后，間隔5～10 min，又開始下一個工作室依次清灰周期。同時，4個灰斗中任何一個灰斗出現高料位，該灰斗上的振打電機和空氣炮都會啟動，幫助粉塵向灰斗底部運行，同時會給氣力輸送設備發信號，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)手動控制：操作人員可對每個執行設備進行手動控制，實現控制室的軟手動操作。

(2)自動控制：系統的主要運行方式，參數設定完成之后，可進行“一鍵式”自動運行。點擊“系統啟動”，系統即按初始設定的邏輯自動運行各個設備，同時根據檢測儀表自動調節控制系統。

(3)報警連鎖：系統在運行過程中，如有任何設備發生故障，系統將自動報警，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：可通過歷史報表實時監測各個設備的啟動時間、運行情況、故障情況等，可實時預覽打印。

5 結語

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

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