【文章內容簡介】 蝕和嚴重堵塞灰垢無法清除。(3)難以清除受熱面管子上已結成的堅硬灰垢。 (1)蒸汽來源比較充裕。(2)蒸汽吹灰系統(tǒng)的初投資較低。(3)對結渣性較強、煤灰熔點低、較粘的灰,蒸汽吹灰比較有效等。 (1)吹灰時需耗費蒸汽,因而需增加鍋爐補充水及水處理設備運行費用。(2)增加排煙中的含濕量,使煙氣露點溫度提高,可能導致空氣預熱器冷端堵灰和腐蝕加劇。(3)維修費用較大,尤其長伸縮吹灰器。(4)吹掃半徑2m左右,且易吹壞受熱面引起爆管,導致停爐檢修,蒸汽吹掃遇到密集管束速度減弱大,吹灰有效范圍小等。 經濟分析結論(1)聲波清潔器結構簡單,無轉動機械,無吹掃介質沖刷受熱面,運行安全可靠。同時,它可以吹掃蒸汽吹灰難以達到的空間,而且除灰效果比較明顯,應該大力推廣和應用。(2)若以設計參數為基準,%,%。(3)實測聲波清潔器噪音在80～85dB左右,小于國際安全與健康機構(OSHA)規(guī)定的允許值(107dB),對運行人員的健康不會產生危害。(4)聲波清潔器初投資比蒸汽吹灰器高(近乎215倍),但其回收期卻比蒸汽吹灰器快得多,而且聲波清潔器的安裝、運行和檢修費用都比蒸汽吹灰器低得多。 第三章 基于PLC的鍋爐煙灰省煤器清灰系統(tǒng)設計 確定設計任務書 有一鍋爐煙灰省煤器很容易在內壁形成積灰，積灰降低了省煤器的效率，這就需要一個很好的清灰系統(tǒng)，及時的清理好內壁積灰。由于煙氣溫度影響煙灰凝結在省煤器內壁的容易程度，所以可以根據煙氣進入省煤器時的溫度調整聲波清灰器的啟動，啟動延長時間，啟動頻率和停止。 確定外圍I/O設備 本設計使用溫度H、I、L三個傳感器，分別對應的檢測溫度為520℃、460℃、400℃和一臺聲波清灰器。 選用的PLC是西門子公司的S7200系列小型PLCCPU222，本機集成8輸入/6輸出，并且可以擴展2個模塊。 編制PLC的輸入/輸出分配表 表31 I/O分配表 編號 地址 說明 功能數字輸入 1 按鈕啟動，上升沿有效 2 按鈕停止，上升沿有效 3 溫度傳感器溫度檢測H上升沿有效 4 溫度傳感器溫度檢測I上升沿有效 5 溫度傳感器溫度檢測L上升沿有效 6 手動開關手動控制電磁閥 數字輸出 1 聲波清灰器電源清灰器啟動/停止 2 聲波清灰器電磁閥清灰器按方式A進行 3 聲波清灰器電磁閥清灰器按方式B進行 4 聲波清灰器電磁閥清灰器按方式C進行 5 報警燈報警燈亮 6 聲波清灰器電磁閥清灰器按手動控制方式說明：方式A：當進入省煤器煙灰溫度達到400℃而低于460℃時，清灰器每隔6分鐘啟動一次，每次啟動30。方式B：當進入省煤器煙灰溫度高于460℃而低于520℃時，清灰器每隔8分鐘啟動一次，每次啟動20。方式C：當進入省煤器煙灰溫度高于520℃時，清灰器每隔10分鐘啟動一次，每次啟動10秒設計原理：由于進入省煤器時煙灰溫度不同，導致煙氣在省煤器內壁的凝結的難易程度不同，所以可以通過測定進入省煤器煙灰的溫度而調節(jié)聲波清灰器的啟動頻率和啟動時間，更好的及時清灰和節(jié)省能耗，提高生產效率，降低生產成本。 聲波清灰系統(tǒng)使用注意事項 ①聲波的聲強和頻率按靜電除塵器的具體結構和粉塵性質進行設計計算。聲波的聲強由下式求得。 I = P2P0 C0………………① 式中 　I—聲強 , W/ m2。 P—有效聲壓 , Pa 。 P0 —空氣的密度 , Kg/ m3。 C0 —空氣中的聲速 , m/ s。 ②聲強級是表示聲強相對大小的指標 , 其數學式如下。在工程設計中可以按聲強計算 , 但在測量時一般換算為聲強級 , 計量單位為 dB (A) 。 L1 = 10 lgI/I0………………② 式中 　 L1 —聲強級 , dB ?！　　? I —某聲場聲強 , W/ m2?！　　? I0 —基準聲強 , 10 12W/ m2。 ③清灰間隔時間不能太長 , 以確保灰垢相互之間尚未牢固地結合 (一般的循環(huán)時間是每隔 5～10min開啟10～30s) 。 ④首次使用時 , 表面必須已經是清潔的 , 因為聲波清灰僅僅是阻止新的灰垢層的形成 , 而較難把已結垢的塵塊完全打開。 ⑤在應用中是用一個或幾個發(fā)聲器每隔一段時間就發(fā)生一次 , 并持續(xù)不斷地循環(huán)來達到目的。在惡劣工況下需頻密地發(fā)聲。 ⑥積灰必須是干燥和粉未狀的 , 濕氣越少清潔效果越好。 聲波清灰系統(tǒng)組成 靜電除塵器的聲波清灰系統(tǒng)發(fā)生器、貯氣包、減壓閥、壓力表、過濾器、油霧器、電磁閥、時間控制器和氣路、電路等部分組成 (見圖31) , 其中聲波發(fā)生器是主要部件。圖31 聲波發(fā)生器 1. 電磁閥 2. 時間控制器 3. 聲波發(fā)生器 4. 油霧器 5. 試壓表 7. 過濾器 供氣 壓縮空氣的供氣壓力和流量是保證聲波發(fā)生器正常工作的重要條件。在正常情況下 , 要求的壓力 014MPa , 流量 1～4m3/ min , 這是因為每個發(fā)生器工作3～20S就夠了 , 在兩次清灰之間 , 空氣壓縮機可以很快恢復原來的壓力 , 設計中氣路上應設一個1～3m3的貯氣包 , 以便壓氣順利恢復。貫通膜片兩邊的氣孔 , 是為鳴音進氣壓力 0140～0155MPa而設計的。設計計算時 , 考慮到正常管道壓降情況 , 此時壓縮氣源壓力為 016～017MPa。度量壓力以鳴音時為準。聲波發(fā)生器用的壓縮空氣 , 應經主過濾器隔除雜質及水份。因為塵垢雜質會影響聲波生器正常操作 , 所以每個聲波發(fā)生器還需要其獨立的過濾器 ,并在組裝系統(tǒng)前 , 先吹清輸氣管內所有雜質。 供電 聲波清灰系統(tǒng)要求的電量很少 , 但是電氣器件的質量要求很嚴格。設計中電磁閥和時間控制器可選用廠家配套的產品 , 時間控制器供給的電源號必須與電磁閥電壓匹配 , 否則不能正常工作。電磁閥的耐溫由生產廠家提供 , 一般不應大于80 ℃, 而且電磁閥至聲波發(fā)生器的距離 ≮ 2m。聲波發(fā)生器出廠前應附有一個正常關閉的電磁閥 , 閥內有一個氣孔 , 用來流通冷卻氣 , 因此不可用其他電磁閥代替。 供油 為降低膜片與頂蓋及內殼的磨損 , 每個聲波發(fā)生器應設計一個獨立的油霧器。油霧器的供油量為每2～3S1滴較為適合。油霧器每周加一次抽 , 加油量約為013L , 油的標號為30 透平油。 噪聲防范 “聲波泄漏”是客觀存在的問題 , 因此設計時 ,應注意避免將會產生的噪聲問題。當聲波發(fā)生器工作時 , 所產生的聲浪可能達 130dB (A) 以上 , 因此 , 在聲波發(fā)生器的操作電源及壓縮氣源未完全切斷時 , 嚴禁人在揚聲空間范圍內工作。聲波發(fā)生器每次發(fā)音維持 3～20S , 每天的發(fā)音時間總和將長達 20～60min。從防范噪音來說 ,在每個新的聲波發(fā)生器的外殼周圍 , 要設計一個 4 5mm厚鋼制的隔音罩 , 內附 100 200mm厚的礦質棉。隔音罩應安裝在壁板上 , 而不可安裝在聲波發(fā)生器法蘭上。 傳感器的選擇 傳感器有很多種分類方法。按被測物理量的不同，可以分為位移傳感器、力傳感器、溫度傳感器等；按傳感器工作原理的不同，可以分為機械式傳感器、光學式傳感器、流體式傳感器等；按信號變換特征也可分為物性型傳感器與結構型傳感器；根據敏感元件與被測對象之間的能量關系，也可以分為能量轉換型傳感器與能量控制型傳感器；按輸出信號分類，可分為迷你式傳感器和數字式傳感器等。 物性傳感器是依靠敏感元件材料本身物理性質的變化來實現信號變換的。例如，水銀溫度計時利用了水銀的熱脹冷縮性質；壓力測力計利用的是石英晶體的壓電效應等。 結構型傳感器則是依靠傳感器結構參數的變化而實現信號轉變的。例如，電容式傳感器依靠極板間距離變化引起電容量的變化；電感式傳感器依靠銜鐵位移引起自感或互感的變化。 能量轉換型傳感器，也稱無源傳感器，是直接由被測對象輸入能量使其工作的，例如，熱電偶溫度計、彈性壓力計等。在這種情況下，由于被測對象與傳感器之間的能量交換，必然導致被測對象狀態(tài)的變化和測量誤差。 能量控制型傳感器，也稱有源傳感器，是從外部供給能量使傳感器工作的，并且由被測量來控制外部供給能量的變化。例如，電阻應變計中電阻接于電橋上，電橋工作能源由外部供給，而由被測量變化所引起電阻變化來控制電橋輸出。電阻溫度計、電容式測振儀等均屬此種類型。 另一種傳感器是以外信號（由輔助能源產生）激勵被測對象，傳感器獲取的信號是被測對象對激勵信號的響應，它反映了被測對象的性質或狀態(tài)。例如，超聲波探傷儀、γ射線測厚儀、X射線衍射儀等。 根據實際情況，被測溫度在0~600℃左右，所以我選擇熱電偶溫度計，該溫度計能測溫度范圍在0~1600℃。能量轉換型傳感器工作原理如圖32所示。圖32 能量轉換型傳感器工作原理 聲波清灰器控制工藝圖，PLC接線圖示意圖及流程圖聲波清灰系統(tǒng)控制點工藝圖及PLC接線圖圖33聲波清灰系統(tǒng)控制點工藝圖 清灰系統(tǒng)控制PLC接線圖 圖34 系統(tǒng)控制PLC接線圖 清灰系統(tǒng)流程圖 圖35 清灰系統(tǒng)控制流程圖 清灰系統(tǒng)控制程序 清灰系統(tǒng)控制程序梯形圖，，啟動系統(tǒng)，.，，停止系統(tǒng)。圖36 清灰系統(tǒng)啟動/停止，當檢測的溫度高于400℃而低于460℃時，，定時器T37，T38和計數器C21開始計時，計數。圖37 當檢測溫度高于400℃時的梯形圖，當檢測溫度高于460℃而低于520℃時，，定時器T37,T39和計數器C22開始計時，計數。圖38 當檢測溫度高于460℃時的梯形圖，當檢測溫度高于520℃時，，定時器T37,T40和計數器C23開始計時，計數。圖39 當檢測溫度高于520℃時的梯形圖，當程序出現錯誤時，,報警燈亮。圖310 邏輯檢測程序 清灰系統(tǒng)控制程序語句表 LD O AN = LD AN AN A AN T37 TON T37,600 LD T37 LD O O C21 CTU C21,6 LD C21 TON T38,300 LD T38 = LD AN A AN AN T37 TON T37