摘要：分析目前多管沖擊式除塵器控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出具有一鍵啟停、綜合保護(hù)、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多管沖擊式除塵器的無(wú)人值守，從而降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備的可靠性。

關(guān)鍵詞：多管；沖擊式；除塵器；自動(dòng)；控制；設(shè)計(jì)

1 引言

目前多管沖擊式除塵器的控制系統(tǒng)是繼電器控制系統(tǒng)，其技術(shù)落后，保護(hù)邏輯不完善，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一鍵啟停及自動(dòng)控制。為了適應(yīng)電力企業(yè)集散控制的需求，降低運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，提升設(shè)備的可靠性，需要一套采用PLC為核心的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

2 多管沖擊式除塵器結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1多管沖擊式除塵器的結(jié)構(gòu)

多管沖擊式除塵器由除塵器本體、進(jìn)出風(fēng)管、擋灰板、聯(lián)箱、擋水板、匯風(fēng)室、送風(fēng)機(jī)、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(jìn)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(jìn)入聯(lián)箱（2），這時(shí)含塵氣體經(jīng)過(guò)送風(fēng)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(dá)到凈化空氣的目的。凈化后的空氣在風(fēng)機(jī)的作用下（下用虛線箭頭），通過(guò)第一擋水板（5）和第二擋水板（6）由出風(fēng)口（或離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)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(gè)除塵過(guò)程是在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行的，而液面高度由溢流管和水位控制儀（11）控制。

圖1 多管沖擊式除塵器結(jié)構(gòu)

3 多管沖擊式除塵器控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

    目前多管沖擊式除塵器采用繼電器控制系統(tǒng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一鍵啟停及自動(dòng)控制。DCS只能在遠(yuǎn)程啟停風(fēng)機(jī)，而沖洗排污、系統(tǒng)加水、停止排污等操作需要運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)操作，大大增加了運(yùn)行人員的工作量。進(jìn)水保護(hù)系統(tǒng)不夠完善，一旦液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，水會(huì)溢流至除塵器外部，影響設(shè)備正常運(yùn)行。

4 多管沖擊式除塵器PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)由主控PLC（西門子S7-200 SMART）、水位控制儀、電動(dòng)機(jī)保護(hù)模塊、DCS控制模塊、風(fēng)機(jī)控制模塊、排污控制模塊、給水控制模塊等組成。

圖2 多管沖擊式除塵器自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3 多管沖擊式除塵器自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)物圖

4.2 工作原理：

控制系統(tǒng)分為兩種模式：就地手動(dòng)，遠(yuǎn)程自動(dòng)。

4.2.1就地手動(dòng)模式

運(yùn)行人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制柜上的按鈕和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)手動(dòng)啟停風(fēng)機(jī)，排污閥，液位上水閥，實(shí)現(xiàn)除塵系統(tǒng)就地手動(dòng)控制。

4.2.2遠(yuǎn)程自動(dòng)模式

運(yùn)行人員通過(guò)在集控室操作DCS畫(huà)面中多管沖擊式除塵器的啟停按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其一鍵啟?？刂?。當(dāng)除塵系統(tǒng)切換到遠(yuǎn)程自動(dòng)模式時(shí)，系統(tǒng)首先關(guān)閉排污閥，打開(kāi)進(jìn)水閥，開(kāi)始補(bǔ)水，當(dāng)水位達(dá)到高液位或達(dá)到預(yù)定時(shí)間后進(jìn)水閥關(guān)閉（兩者只要滿足一個(gè)條件，雙保護(hù)防止高液位不起作用時(shí)無(wú)法關(guān)閉進(jìn)水閥，導(dǎo)致溢出），啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，除塵系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)遠(yuǎn)程停止運(yùn)行后，停止風(fēng)機(jī)，打開(kāi)排污閥，開(kāi)始排污沖洗，沖洗完成后關(guān)閉液位進(jìn)水閥，系統(tǒng)停止運(yùn)行。

圖4 多管沖擊式除塵器自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖

4.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

4.3.1使用PLC工業(yè)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制

    系統(tǒng)采用西門子S7-200型PLC作為主控設(shè)備，采集液位保護(hù)信號(hào)、電機(jī)保護(hù)信號(hào)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)等，實(shí)現(xiàn)就地的一鍵自動(dòng)控制與DCS遠(yuǎn)程一鍵自動(dòng)控制，就地手動(dòng)控制模式也減少了原系統(tǒng)需要運(yùn)行人員在就地的操作流程，大大減低了運(yùn)行人員的工作量，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度。

4.3.2 系統(tǒng)保護(hù)邏輯完善，可靠性高

系統(tǒng)不僅具有風(fēng)機(jī)、排污閥電機(jī)的綜合保護(hù)，還具有進(jìn)水系統(tǒng)的雙保護(hù)功能。一方面使用水位控制信號(hào)聯(lián)動(dòng)進(jìn)水閥的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)液位高保護(hù)，另一方面使用PLC的時(shí)間控制功能，在進(jìn)水閥開(kāi)啟時(shí)進(jìn)行延時(shí)計(jì)時(shí)，防止在液位高保護(hù)失效時(shí)沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥，導(dǎo)致水溢流至煤倉(cāng)或外部，提高了設(shè)備的可靠性。

4.3.3 系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，一鍵啟停

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)啟停、沖洗排污、系統(tǒng)補(bǔ)水、停止排污的順序自動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單，任何一個(gè)環(huán)節(jié)有異常時(shí)均會(huì)發(fā)出DCS報(bào)警提示。

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

4.4.1 進(jìn)水閥進(jìn)水指令

    當(dāng)多管沖擊式除塵器啟動(dòng)后，并且高液位未觸發(fā)，則進(jìn)水閥開(kāi)啟，當(dāng)高液位觸發(fā)后，進(jìn)水閥關(guān)閉；或者是進(jìn)水閥開(kāi)啟180秒后高液位仍然未觸發(fā)，則進(jìn)水閥也關(guān)閉。梯形圖如下：

圖6 給水閥加水梯形圖指令

4.4.2 自動(dòng)排污指令

    當(dāng)多管沖擊式除塵器停止后，自動(dòng)打開(kāi)排污閥，延時(shí)4.5秒，后關(guān)閉排污閥。當(dāng)液位保護(hù)動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)打開(kāi)排污閥，延時(shí)4.5秒，后關(guān)閉排污閥。梯形圖如下：

圖7 自動(dòng)排污梯形圖指令

5 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性

系統(tǒng)改變了原來(lái)啟停多管沖擊式除塵器需要運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)操作、補(bǔ)水時(shí)需要運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)盯守的問(wèn)題，大大降低了運(yùn)行人員的工作量，提高了設(shè)備的可靠性。系統(tǒng)改造后實(shí)現(xiàn)了輸煤與機(jī)爐電的大集控，減少了輸煤程控人員，實(shí)現(xiàn)了減員增效。

6 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)運(yùn)用了PLC工業(yè)控制技術(shù)，結(jié)合多種保護(hù)信號(hào)、開(kāi)關(guān)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了多管沖擊式除塵器的一鍵自動(dòng)啟?？刂?，系統(tǒng)不僅運(yùn)行可靠，自動(dòng)化程度高，而且能夠?qū)崿F(xiàn)減員提效，降低運(yùn)行成本。
 參考文獻(xiàn)

 [1] 韓戰(zhàn)濤.西門子S7-200 PLC功能指令應(yīng)用詳解.電子工業(yè)出版社.2014