【正文】 3 第 1 章 緒論 安裝除塵設(shè)備的目的 在國(guó)內(nèi)的工業(yè)除塵設(shè)備制造行業(yè)、以及廣大的除塵設(shè)備用戶中，普遍存在一種誤解，即除塵設(shè)備并非主要的生產(chǎn)設(shè)備。例如：電子制造業(yè)的真空房、醫(yī)院、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等無(wú)塵環(huán)境的進(jìn)氣通風(fēng)口除塵；燃?xì)廨啓C(jī)（ GTS）的入口氣體過(guò)濾；空分凈化；回收高爐煤氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)（ TRT）系統(tǒng)前的氣體凈化，以及車間內(nèi)燒焊、噴沙、噴涂氣體和焚化爐有毒氣體的凈化除塵等等。只有使用高效率、高質(zhì)量的除塵設(shè)備才能夠長(zhǎng)期為企業(yè)節(jié)省排污費(fèi)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó) 90％二氧化硫、 67％氮氧化物、 70％煙塵排放量來(lái)自于煤炭的燃燒。 除塵方式 除塵的方式很多，根據(jù)原理的不同可大體分為靜電式除塵、液體除塵、濾袋除塵，現(xiàn)在應(yīng)用最多的是濾袋除塵器和電除塵器。 (1)電除塵器的特點(diǎn) 優(yōu)勢(shì)： ①除塵效率高，可達(dá) 99％以上。 (2)袋式除塵器的特點(diǎn) 優(yōu)勢(shì)： ①除塵效率高，可達(dá) 99． 99％以上。 ③壓力損失較大，一般在 1000Pa～ 1500Pa， 甚至更高。在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中 PLC 已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)，日益躍居現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱 (PLC， ROBOT， CAD／ CAM)的主導(dǎo)地位。 ②編程方便： PLC 有梯形圖、布爾助記符、功能表圖多種程序控制設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。從適應(yīng)性、可靠性、方便性及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)等各方面比較， PLC都有顯著的優(yōu)勢(shì)。因此現(xiàn)今的 PLC與集散系統(tǒng)的發(fā)展越來(lái)越接近，很多生產(chǎn)過(guò)程的控制既可用 PLC實(shí)現(xiàn)，也可用集散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。另一方面， PLC用戶程序是在 PLC監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上運(yùn)行的，軟件方面的抗干擾措施，在監(jiān)控程序里已經(jīng)考慮很周全，而工控機(jī)用戶程序則必須考慮抗干擾問(wèn)題，一般的編程人員很難考慮周全。 (4)脈沖閥工作壽命一般為 5 年以上，濾袋是 2 年以上。 除塵器每?jī)蓚€(gè)室有一只大灰斗，裝有一個(gè)灰位上限監(jiān)測(cè)器，當(dāng)存灰達(dá)到上限時(shí)發(fā)出聲光報(bào) 警信號(hào)，提示值班人員及時(shí)清灰，灰位下降后報(bào)警停止。 除塵器內(nèi)的濾袋分為若干組，每組濾袋的噴射時(shí)間只需 ～ 左右，一組噴射完畢經(jīng)過(guò) 15～ 30s 左右的間隔時(shí)間后，接著對(duì)下一組進(jìn)行噴射，全部濾袋噴射完畢至下一周期的間隔時(shí)間則根據(jù)濾袋數(shù)量和積灰情況決定。 （ 3） 除 塵器的卸灰控制 卸灰方式分為：現(xiàn)場(chǎng)本地手動(dòng)卸灰和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)卸灰。 噴吹動(dòng)作流程 本設(shè)計(jì)的脈沖袋式除塵器有 4個(gè)獨(dú)立除塵艙室，每個(gè)艙室有 10個(gè)脈沖閥，那么除塵器的 脈沖噴吹動(dòng)作流程描述如下： 1室：提升閥 l閉合 (艙室 1關(guān)閉 )一等待 3秒 (確保艙門關(guān)閉緊密 )一脈沖閥 1噴吹(對(duì)濾袋 1進(jìn)行反向噴吹以清除過(guò)濾帶上附著的灰塵 )一等待 1秒一脈 沖閥 2噴吹一等待 1秒一脈沖閥 3噴吹一等待 1秒 ??在對(duì)每個(gè)氣室進(jìn)行脈沖清灰前，需要首先控制擋板使這個(gè)氣室不再進(jìn)行煙氣過(guò)濾。電磁氣閥電源開(kāi)關(guān)應(yīng)全部接通并將柜門上的選擇開(kāi)關(guān) 置于“手動(dòng)調(diào)試”擋位，相應(yīng)黃色指示燈亮。啟動(dòng)空壓機(jī)組后如儲(chǔ)罐壓力傳感器檢測(cè)的壓縮空氣壓力和 4 只煙氣進(jìn)口溫度傳感器檢測(cè)的溫度均為正常值，則除塵器 4組 8只煙氣進(jìn)口提升閥、4 組 8 只凈氣出口提升閥全部打開(kāi)， 4只冷氣閥和 4 只煙氣旁路閥全部關(guān)閉， 此時(shí)除塵器處于正常運(yùn)行狀態(tài)。 ⑦ 控制變壓器二次電壓失電。 ⑦ 2室（或 4室）差壓值達(dá)到上限設(shè)定值 900Pa（可在相應(yīng)的儀表上調(diào)整）。 煙道入口處系統(tǒng)控制方案主要包括兩大部分：風(fēng) 機(jī)變頻調(diào)速模糊控制模塊和噴淋水流量的煙氣控制模塊 。 噴吹系統(tǒng)的控制是整個(gè)除塵器除塵流程中最為關(guān)鍵的部分，噴吹控制系統(tǒng)的性能直接影響除塵效果，也關(guān)系到節(jié)能、節(jié)省原料成本等重要技術(shù)指標(biāo)。 用戶可以根據(jù)需要在各模塊之間切換，監(jiān)控模塊主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度和差壓數(shù)據(jù)的顯示，各控制室及其內(nèi)部各閥的實(shí)時(shí)動(dòng)作，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，冷風(fēng)閥打開(kāi)與關(guān)閉情況，氣包曲線的變化情況，以及對(duì)下位機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)操作。 （ 1） 菜單條 ① 1）文件菜單可完成如新建、打開(kāi)、關(guān)閉、保存文件、文件的頁(yè)面設(shè)置、打印預(yù)覽和打印設(shè)置等操作。 ⑨ 幫助（ Help）菜單項(xiàng)可以方便地檢索各種幫助信息，而且在軟件操作過(guò)程中，可隨時(shí)按 F1 鍵來(lái)顯示在線幫助。 （ 6） 查看窗口 在查看窗口中，可以同時(shí)顯示多個(gè) PLC 中某個(gè)地址編號(hào)的繼電器的內(nèi)容，以及它們的在線工作情況。 在完成以上的設(shè)置后，單擊“改變 PLC”對(duì)話框下方的“確定”按鈕，則顯示CXP 編程軟件的操作界面，該操作界面為新工程的離線編程狀態(tài)。每個(gè)艙室首先關(guān)閉提升閥，使艙門關(guān)閉暫停進(jìn)風(fēng)，然后脈沖閥依次噴吹對(duì)濾袋清灰。 （ 8） 狀態(tài)欄 在編程時(shí)，狀態(tài)欄將提供一些有用的信息，如即時(shí)幫助、 PLC 在線或者離線狀態(tài)、 PLC工作模式、連接的 PLC 和 CPU 類型、 PLC 連接時(shí)的循環(huán)時(shí)間及錯(cuò)誤信息等?？梢杂谩耙晥D”菜單中的“工具欄”選項(xiàng)來(lái)顯示或隱藏各種按鈕。 ③ 視圖菜單可以設(shè)置編程軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境，如選擇梯形圖或助記符編程窗口，打開(kāi)或關(guān)閉 其他窗口（如工程窗口、查看窗口、輸出窗口等），顯示全局符號(hào)表或本地符號(hào)表等。參數(shù)設(shè)置模塊主要完成對(duì)各控制參數(shù)的設(shè)置，包括進(jìn)入口溫度的上下限，進(jìn)出口差壓上下限，定時(shí)控制噴吹時(shí)間與時(shí)間間隔，定阻控制提升閥動(dòng)作時(shí)間，噴吹時(shí)間與時(shí)間間 隔，卸灰控制動(dòng)作時(shí)間、時(shí)間間隔及周期。按照生產(chǎn)線的工藝要求和控制規(guī)則， PLC運(yùn)行方式分為自動(dòng)工作和手動(dòng)調(diào)試兩種方式，其中自動(dòng)工作方式又分為定時(shí)和定阻兩種形式。同時(shí)噴水閥少量噴水，主要提供增濕作用，使水顆粒和煙塵顆粒碰撞，凝聚增體，對(duì)提高除塵效果十分有利。 任何一處煙氣溫度達(dá)到第二設(shè)定值時(shí)，應(yīng)打開(kāi) 4個(gè)除塵室的冷風(fēng)閥，此時(shí)值畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 班人員應(yīng)密切注意除塵室的運(yùn)行狀情況； 達(dá)到第二設(shè)定值時(shí)，應(yīng)立即打開(kāi)兩組旁路閥，關(guān)閉四組進(jìn)口閥和出口閥，使煙氣直接從引風(fēng)機(jī)排出，防止濾袋溫度過(guò)高發(fā)生損壞。 （ 2） 3控制柜報(bào)警儀設(shè)置： ① 煙氣溫度達(dá)到第一設(shè)定值 220℃ （ 4只溫度儀表設(shè)定值應(yīng)調(diào)至相同值）。還應(yīng)說(shuō)明的是，當(dāng)某個(gè)除塵室正在進(jìn)行噴吹時(shí)，其余除塵室即使差壓達(dá)到上限，也不能進(jìn)行噴吹，須待這個(gè)除塵室噴吹過(guò)程結(jié)束后才能開(kāi)始。 值班人員接通進(jìn)口閥、出口閥、冷風(fēng)閥、旁路閥的控制開(kāi)關(guān)，相應(yīng)的電磁閥通電，上述閥門便提升到全開(kāi)位置，柜門上綠色指示燈亮，斷開(kāi)控制開(kāi)關(guān)則提升閥處于關(guān)閉位置，相應(yīng)的紅色指示燈亮。但采用離線清灰方法可減低“二次揚(yáng)塵 ，使清灰更加徹底，達(dá)到降低設(shè)備阻力的效果。一脈沖閥 10噴吹一等待 5秒 (等待灰塵自然沉降至灰斗 )一提升閥 2打開(kāi) (艙室 2開(kāi)啟重新進(jìn)入除塵狀態(tài) )一等待下次除塵并激活 3艙室清灰 3室， 4室動(dòng)作流程 同上 4室除塵完畢后進(jìn)入清灰間隔期 (所有艙室都處于除塵狀態(tài) )一等待下次清灰指令發(fā)出 (例如時(shí)間定時(shí)，壓差方式，或手動(dòng)指令 ) 其除塵噴吹動(dòng)作流程見(jiàn)附錄。清灰系統(tǒng)主要包括檢測(cè)和控制兩部分，其設(shè)計(jì)是否合理決定著除塵器設(shè)計(jì)的成敗。脈沖清灰袋式除塵器需要根據(jù)煙氣的溫度、流量、粉塵濃度和粒度、粘性、酸堿性等等以及場(chǎng)地情況進(jìn)行設(shè)計(jì)配置。 在兩個(gè)煙氣進(jìn)口處各裝兩只溫度傳感器，當(dāng)任何一個(gè)測(cè)點(diǎn)的煙氣溫度達(dá)到設(shè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 定值（可調(diào)整）時(shí)，應(yīng)采取必要的安全措施，防止濾袋損壞。 (6)在國(guó)內(nèi)具有大量的成功應(yīng)用實(shí)例。盡管現(xiàn)代 PLC在模擬量信號(hào)處理、數(shù)值運(yùn)算、實(shí)時(shí)控制 等方面有了很大提高，但在模型復(fù)雜、計(jì)算量大且較難、實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境中， 工業(yè)控制機(jī)則更能發(fā)揮其專長(zhǎng)。硬件結(jié)構(gòu)方面總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高、兼容性強(qiáng)，而軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)。 (2)PLC與集散控制系統(tǒng)的比較 PLC是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，初期的功能以數(shù)字量的順序控制為主。 (3)靈活性高 PLC 的靈活性表現(xiàn)在下列三方面： ①編程的靈活性： PLC 采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記 符、功能表圖、功能模塊圖等，只要掌握其中一種語(yǔ)言就可進(jìn)行編程。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 PLC的介紹 PLC 技術(shù)在除塵器中的應(yīng)用 PLC 的發(fā)展及特點(diǎn) 在電廠、煉鋼等除塵設(shè)備中，傳統(tǒng)的手動(dòng)操作已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能獲得好的控制品質(zhì)。 ③一般袋式除 塵器采用分室結(jié)構(gòu)，并在設(shè)計(jì)中留有裕量，使除塵器可輪換檢畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 修而不影響鍋爐的運(yùn)行。 ③可以適用較廣的溫度范圍 (從露點(diǎn)到金屬的溫度極限 )。濾袋除塵根據(jù)壓力的不同，可分為正壓除塵和負(fù)壓除塵，但目前我國(guó)普遍采用負(fù)壓除塵。隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，國(guó)家對(duì)煙塵 的排放標(biāo)準(zhǔn)也將越來(lái)越嚴(yán)格，因此，這些含塵煙氣都要經(jīng)過(guò)高效除塵器處理后才能夠排放。它在各種工業(yè)環(huán)境中，將對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，生產(chǎn)運(yùn)作費(fèi)用，廠房?jī)?nèi)外環(huán)境，以及職員的安全和設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)起到關(guān)鍵性作用。如果除塵設(shè)備在以上工序中失效，將導(dǎo)致企業(yè)蒙受巨大的時(shí)間，金錢和名譽(yù)損失。 但事實(shí)上，在更多的行業(yè)中，除塵設(shè)備的確是主要的產(chǎn)品生產(chǎn)加工設(shè)備。 2．設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容 （ 1） 脈沖清灰袋式 除塵器 結(jié)構(gòu)與原理分析 （ 2） 脈沖清灰袋式 除塵器電控系統(tǒng)配置 （ 2） PLC輸入、輸出配置及控制程序 （ 3） 調(diào)試 程序 ， 分析結(jié)果 。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。研究開(kāi)發(fā)技術(shù)先進(jìn)、具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的小型袋式除塵器具有重要的意義。這些工業(yè)包括水泥、碳黑、石棉、塑料、石灰、陶瓷、制藥、糧食、奶粉、煙草、有色金屬冶煉、稀有土礦加工等等。如果需要達(dá)到此水平，應(yīng)用目前的科技也只有采用高效的濾袋除塵器。預(yù)計(jì)在近十年內(nèi)火力發(fā)電所占的比重仍將在 70％以上。由于種種原因，我國(guó)的袋式除塵器在這個(gè)市場(chǎng)還未打開(kāi)局面，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家火電廠除塵、脫硫，袋式除塵器占有相當(dāng)?shù)姆蓊~，特別是澳大利亞火電廠除塵，絕 大多數(shù)都采用袋式除塵器，運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。該標(biāo)準(zhǔn)不但提高了煙塵的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且加強(qiáng)了硫化物排放的限制，這將導(dǎo)致普遍應(yīng)用石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的循環(huán)流化床鍋爐；同時(shí)，煤粉爐也會(huì)采用向爐膛或煙道中加入脫硫劑的各種干法或半干法脫硫措施以降低S02的排放。 缺點(diǎn)： ①鍋爐工況和負(fù)荷的變化等影響其凈化效率，導(dǎo)致排放的不穩(wěn)定。 ⑥結(jié)合噴霧干燥等設(shè)備，可以解決煙氣的 S02 污染問(wèn)題。 PLC 將電氣、儀表、控制這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要 求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。 (2)使用方便 ①操作方便：對(duì) PLC 的操作包括程序輸入的操作和程序更改的操作。 (4)機(jī)電一體化 PLC 是專門為工業(yè)過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，它的體積大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強(qiáng)，機(jī)械和電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)， 把儀表電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。 不論是 PLC還是 DCS，在發(fā)展過(guò)程中，始終是相互滲透，互為補(bǔ)充。但是， PLC使用了工廠技術(shù)人員熟悉的梯形圖語(yǔ)言編程，易學(xué)易懂，便于推廣應(yīng)用。 優(yōu)點(diǎn)： (1)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝的實(shí)際情況，靈活設(shè)計(jì)在線或離線的高效率均勻清灰系統(tǒng)，克服以上各種清灰方法的不足。 每個(gè)除塵室裝有 56 只脈沖電磁閥，每只閥控制 16 只濾袋，共計(jì) 896 只濾袋。 脈沖袋式除塵器基本結(jié)構(gòu)由氣包、上箱、下箱、灰斗、控制 4 部分組成。壓差清灰控制是根據(jù)濾袋外壁沉 積粉塵厚度的變化而引起袋式除塵器壓差值的變化實(shí)行自動(dòng)清灰。壓縮空氣高速地通 過(guò)濾袋，將積聚在濾袋外壁的粉塵吹落在灰斗中，從而達(dá)到清灰目的。噴吹系統(tǒng)需要采用比較高的噴吹氣流阻擋過(guò)濾煙氣，同時(shí)用瞬間的脈沖振蕩使塵餅剝落，進(jìn)入灰斗。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 5章 電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 電控系統(tǒng)配置 在控制室裝設(shè)三臺(tái)電控 柜和一套工控機(jī)及 19in（ 1in=）彩顯等設(shè)備，對(duì)除塵器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面控制和監(jiān)測(cè)。 電源柜上裝設(shè)壓縮空氣壓力數(shù)顯表，總管差壓數(shù)顯表， 3臺(tái)控制柜上各有一只八路閃光報(bào)警控制儀，可以按動(dòng)“試驗(yàn)”按鈕進(jìn)行檢查。 ③ 系統(tǒng)煙氣總管與凈氣總管之間的壓力大于 900Pa（可在儀表上調(diào)整）。 ④ 1室（或 3室）差壓值達(dá)到下限設(shè)定值 500Pa（可在相應(yīng)的儀表上調(diào)整）。 當(dāng)按下報(bào)警器下方的“試驗(yàn)”按鈕時(shí)，報(bào)警器將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，用于檢查該報(bào)警器是否正常。以滿足袋式除塵器運(yùn)行在正常的工作溫度中。當(dāng)差壓檢測(cè)值小于設(shè)定下限值時(shí)，選擇定時(shí)方式運(yùn)行。 工藝流程以繪圖界面展現(xiàn)出該系統(tǒng)的清晰流程，使用戶對(duì)系統(tǒng)的工藝有清晰直觀的了解。 ⑥ 程序菜單實(shí)現(xiàn)梯形圖和助記符程序的編譯。工程窗口可以實(shí)現(xiàn)快速編輯符號(hào)、設(shè)定 PLC、以及切換各個(gè)程序段的顯示。 ① 在“設(shè)備名稱”欄中鍵入新建工程的名稱 ② 在“設(shè)備型號(hào)”欄中選擇 PLC 的系列號(hào)，然后再點(diǎn)擊其右邊的“設(shè)置”按鈕，設(shè)置 PLC 型號(hào)、程序容量等