6.长袋低压行喷吹控制技术的应用

发布时间:2020-10-20 浏览量:116

周慧芳    叶超   

(中钢集团天澄环保科技股份有限公司  武汉430205)


摘   要:举例介绍长袋低压布袋除尘脉冲循环顺序喷吹控制、在线跳跃喷吹的控制方法,以及发展中的智能清灰控制,希望通过选用合理的喷吹控制技术成为有效控制布袋除尘器阻力的关键之一。

关键词:脉冲阀  清灰控制  跳跃喷吹


1. 布袋除尘清灰原理

含尘气体进入布袋除尘器的进口气流分布板后,均匀进入滤袋室,通过滤袋进行过滤,在引风机的负压作用下,含尘气体以非常缓慢的速度流向滤袋,粉尘被拦截在滤袋表面而气体在得到净化后外排。当除尘器的进出口阻力达到某一设定值时(定压清灰),脉冲阀自动打开,压缩空气喷入滤袋内侧,使堆积在滤袋外表面的粉尘剥离并落入灰斗内。


2. 清灰控制装置 

2.1. 清灰设备 

(1) 脉冲阀:脉冲阀上受控的设备为电磁阀,常见的电磁阀电源为DC24V或AC220V。

(2) 停风阀:停风阀上受控的设备为电磁阀和停风阀上、下开关到位检测的接近开关。如停风阀只有一个电磁线圈则为单电控停风阀;如停风阀开阀和关阀均需要电磁阀控制的则为双电控停风阀。

(3) 仓室:能实现离线检修的过滤单元为仓室。一台除尘器按需配置仓室数量,行喷吹指的是仓室内的脉冲阀按列布置。


2.2. 清灰控制原理

(1) 通过除尘器进、出口的阻力或程序时间做为脉冲阀启、停工作条件。

(2) 通过程序确定脉冲阀通电时间以及阀与阀之间的等待工作时间和脉冲阀循环等待的工作时间来控制除尘器清灰效果。

(3) 通过程序确定停风阀通电时间和停风阀的开、关动作次序。


3. 脉冲清灰控制

行喷吹是布袋除尘清灰用脉冲阀布置中最常见的一种结构形式,按仓室是否封闭又分为在线式清灰和离线式清灰,脉冲阀喷吹时仓室有气流通过滤袋的为在线式清灰;反之,无气流通过的则为离线式清灰。

在清灰机构运行正常的情况下,脉冲阀清灰中的脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲周期、控制方式对除尘效率影响明显。目前行喷吹最常见的是离线顺序喷吹、在线顺序喷吹、离散-跳跃喷吹三种控制方式,以下所有数据均按PLC矩阵控制、脉冲阀12仓,12阀/仓、停风阀双电控、脉冲宽度100ms,脉冲间隔10s应用。

(1)离线顺序喷吹控制

清灰时首先关闭对应仓室停风阀,然后脉冲阀按先仓后阀移位顺序喷吹,如关闭1仓停风阀→1仓1阀喷吹→1仓2阀喷吹→……1仓12阀喷吹→打开1仓停风阀→关闭2仓停风阀→2仓1阀喷吹→……直至12仓脉冲阀全部喷吹完成,如除尘器阻力没有下降到设定值则循环继续喷吹,达到设定值则脉冲阀喷吹停止。脉冲阀布置见图一。

 

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图一


(2)在线顺序喷吹控制

清灰时脉冲阀按先仓后阀移位顺序喷吹,如1仓1阀喷吹→1仓2阀喷吹→……1仓12阀喷吹→2仓1阀喷吹→2仓2阀喷吹→……直至12仓脉冲阀全部喷吹完成,如除尘器阻力没有下降到设定值则循环继续喷吹,达到设定值则脉冲阀喷吹停止,脉冲阀布置见图二。

 

 

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图二


(3)跳跃喷吹控制

布袋除尘器脉冲阀循环顺序喷吹时压缩空气吹入某滤袋过程中不可避免的对旁边布置的滤袋产生影响,从而会造成同仓室内滤袋粉尘附着表面薄厚不均,最终引起阻力的变化,对于脉冲阀数量较多的布袋除尘尤其明显,所以采用更合理的喷吹控制方式就显得非常有必要。

跳跃喷吹是针对数量较多的脉冲阀设计的一种喷吹方式,主要用在燃煤锅炉电改袋或电袋复合除尘器上,是在循环顺序清灰的基础上改进的一种清灰控制应用,这种清灰控制上的突出特点是,脉冲清灰编排方式采用跳跃喷吹,跳跃喷吹是在对除尘器清灰机理科学分析及计算的基础上提出的,并经工程实验证明效果最佳。其核心是经计算合理确定同时工作脉冲阀的数量,合理分配每个阀的动作顺序,达到整个除尘器中清灰和未清灰的布袋均匀。这样,不仅能使每个仓室进气通道所通过的含尘气量波动不大,每个仓室处理风量大致均匀,而且每次清灰后除尘器阻力都会有明显下降,从而达到有效控制系统阻力的效果。

某燃煤锅炉共计2个出口,每个出口对应2个通道电改袋除尘器,1个通道脉冲阀数量为12仓,每仓12阀,共计4个通道脉冲阀。

阀跳跃顺序为:将每个通道144个脉冲阀分为3组,每组阀数为48个,阀执行跳跃数为一组X+3、二组(X+1)+3、三组(X+2)+3,1-3组顺序循环执行。

清灰逻辑:当4个通道中,任意3个压差值高于900Pa时,4个通道同时开始清灰,任意3个压差值低于500Pa时,4个通道同时停止清灰。另外,在一定时间内当压差仍未达到清灰条件时,也将启动压差清灰,直至任意3个通道压差值低于500Pa为止。脉冲阀布置见图三。

 

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图三


目前在离线清灰中没有使用跳跃的动作方式主要原因是离线跳跃清灰涉及到仓室切换,从而控制程序复杂且实际意义不大,所以没有离线跳跃清灰控制模式。


4. 性能对比

技术参数

参数名称

离线顺序清灰

在线顺序清灰

在线跳跃清灰

脉冲宽度

80-150mS

80-150mS

80-150mS

脉冲间隔

8-20S

8-20S

8-20S

喷吹压力

0.25-0.35MPa

0.25-0.35MPa

0.25-0.35MPa

停风阀宽度

80-150mS

80-150mS

80-150mS

周期时间

1696.8S

1454.4S

1454.4S

脉冲阀数量

144台

144台

576台

停风阀数量

12台



(1)顺序清灰适用于所有行喷吹结构,是目前最简单、最成熟的清灰模式。

(2)跳跃清灰相对于循环顺序清灰不会增减脉冲阀工作时间,只修改了脉冲阀的控制逻辑,从而不会增加成本。

(3)跳跃清灰在脉冲阀数量较多时效果明显,可以减少喷吹时压缩空气吹入某滤袋过程中对旁边滤袋的影响,从而达到整个除尘器中清灰和未清灰的布袋均匀,避免因通道阻力的变化引起通道气流的变化。


5. 应用扩展

(1)脉冲清灰智能控制

传统的脉冲清灰是根据除尘器进出口阻力进行控制,当阻力到达高限时启动清灰、当阻力下降到低限时停止清灰,系统测量出的是除尘器本体阻力,也是一个平均值,从而就不可能知道是哪个仓室的阻力高需要清灰而喷吹,是一种被动的清灰方式,不可避免的造成不必要的能源消耗。

发展中的智能清灰是一种节能型的主动清灰方式,每个仓室均设置有阻力检测,随时监控仓室阻力变化,当有单仓阻力高时则该仓清灰;当有多仓阻力高时则按一定的编排进行清灰,从而避免不必要的能源浪费,整个除尘脉冲阀喷吹采用的是一种按需、跳跃的智能控制模式。

智能清灰将脉冲阀、控制及诊断、仪表系统集成,同时具备网络通讯功能,清灰控制不仅仅在主控室显示,还可在生产管理级和移动设备上随时监控,从而达到实时监控、零时故障诊断、零时故障排除。

(2)弱清灰控制

长袋低压脉冲清灰采用的是强力清灰模式,希望附着在滤袋表面的粉尘在压力作用下均落入灰斗,在国家对于粉尘PM2.5和PM10节能减排的要求下,强力清灰也有着自身不足之处,喷吹压力在0.25MPa-0.35MPa之间,喷吹时,压缩空气顺着布袋从上至下,会将附着在布袋纤维之间的超细粉尘吹走,造成部分超细粉尘从布袋纤维缝隙通过,直接排放到大气中,造成PM10收尘强而PM2.5相对弱一些的现象。弱清灰是将喷吹压力控制在0.15MPa左右,甚至一个脉冲阀对应两个喷吹管,使超细粉尘被滤袋纤维之间的粉尘阻碍,从而达到减少超细粉尘的排放的需求,实际运用后PM2.5排放有着明显减少。


6. 结语

在国家越来越严的环保要求下,环保企业大力研发除尘工艺、设备结构、滤袋材质等提效手段,而喷吹控制技术的研究相对滞后。本文希望通过介绍清灰控制技术的应用及发展,为布袋除尘设备的环保达标做出贡献。


摘自“全国袋式除尘技术研讨会”论文集 2018 武汉  (P714)

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