【文章內(nèi)容簡介】 圍的空氣在極短的時間內(nèi)噴入濾袋，使濾袋產(chǎn)生脈沖膨脹振動，同時在逆氣流的作用下，濾袋上的粉塵被剝落掉入灰斗。這種方式的清灰強度大，可以在過濾工作狀態(tài)下進行清灰，允許的過濾風速也高。脈沖噴吹清灰是20世紀60年代發(fā)展起來的技術(shù)。由于它具有許多優(yōu)點，因而近年來發(fā)展很快，成為袋式除塵器的一種主要清灰方式。4）聲波清灰：聲波清灰是采用聲波發(fā)生器使濾料產(chǎn)生附加的振動而進行清灰的。聲波發(fā)生器使塵塊由濾料上振落下來，這種方法有時用作反吹風或反吸風清灰的補充。聲波通?？捎冒逭駝?、汽笛、諧振警報器等發(fā)生，后兩者采用壓縮空氣，有效聲強需155dB以上。 按除塵器內(nèi)的壓力分類1）負壓式除塵器：在通常的除塵系統(tǒng)中，風機置于除塵器的后面，使除塵器處于負壓，將含塵氣流吸入除塵器進行凈化。這種方式的特點是進入風機的氣流是已經(jīng)凈化的氣流，可以防止風機被磨損。2）正壓式除塵器：考慮到袋式除塵器除塵效率高，含塵氣流凈化后有時可直接排入室內(nèi)大氣，因而將風機設(shè)于除塵器前，除塵器在正壓下工作。這種方式的管道布置緊湊，對外殼結(jié)構(gòu)的強度要求不高。但風機易磨損，不適用于濃度高、粗顆粒、硬度大、磨損性強的粉塵。 負壓式和正壓式除塵器a—負壓式；b—正壓式 按濾袋形狀分類1）圓袋：通常的袋式除塵器的濾袋都采用圓袋[(b)～(e)]。圓袋結(jié)構(gòu)簡單，便于清灰。濾袋的直徑一般為100～300mm。最大不超過600mm。直徑太小時有堵灰的可能，直徑太大，則有效空間的利用較少，袋長為2～12 m，脈沖噴吹袋式除塵器袋長較小，而反吹風袋式除塵器袋長可大一些，袋長時，濾袋直徑也相應(yīng)要求長。2）扁袋：扁袋[(a)]除塵器是由一系列扁長濾袋所組成，濾袋的厚度以及濾袋之間的間隙25～50 mm，因此在單位體積內(nèi)所布置的過濾面積要大很多。扁袋高度一般為600～1200 mm，深300～500 mm。扁袋內(nèi)部用骨架（或彈簧）支撐，盡管扁袋除塵器在節(jié)約占地面積方面有著明顯的優(yōu)點，但是目前在工業(yè)中的使用量仍大大少于圓袋除塵器，其主要原因是扁袋的結(jié)構(gòu)和清灰較復(fù)雜，換袋困難及濾袋與骨架的磨損較大。 按含塵氣流進入濾袋的方向分類1)內(nèi)濾式[(c)、（e）]：含塵氣流首先進入濾袋內(nèi)部，由內(nèi)向外過濾，粉塵積于濾袋內(nèi)表面。內(nèi)濾式的濾袋外部為干凈氣體側(cè)，便于檢查和換袋。當過濾氣體沒有毒性，溫度又不高時，甚至可以在過濾狀態(tài)下進入除塵器內(nèi)。內(nèi)濾式一般適用于機械清灰和逆氣流清灰的袋式除塵器。2）外濾式[(b)、(d)]：含塵氣流由濾袋外部通過濾料進入濾袋內(nèi)，凈化后排出。為了便于過濾，濾袋內(nèi)要設(shè)支撐骨架（袋籠）。外濾式適用于脈沖噴吹袋式除塵器、高壓氣流反吹袋式除塵器、扁袋除塵器等。 按進氣口的位置分類1）下進風：含塵氣流由除塵器下部、灰斗部分進入除塵器內(nèi)[(b)、(c)]。2）上進風：含塵氣流由除塵器上部進入除塵器[(d)、(e)]。當采用下進風時，除塵器結(jié)構(gòu)較簡單，但由于氣流的方向與粉塵下落的方向相反，容易使部分下落的微細粉塵還未落到灰斗就又重新返回到濾袋表面上從而降低了清灰效果，使設(shè)備阻力增加[13]。 平板式向上，向下或水平流動(a)圓筒式向上流動外側(cè)過濾內(nèi)側(cè)過濾（b）(c)(d)(e)向下流動 袋式除塵器濾袋形狀 高爐煤氣袋式除塵系統(tǒng)從高爐爐頂出來的煤氣沿下降管進入重力除塵器,重力除塵器利用灰塵顆粒的重力沉降作用除掉一部分灰塵,這就是所謂的粗除塵。從重力除塵器出來的荒煤氣進入除塵箱體內(nèi)，為了防止荒煤氣溫度過高而燒壞布袋，增加了一個熱交換器。從布袋除塵箱體出來的煤氣是經(jīng)過除塵的凈煤氣。當濾袋表面積塵達到一定厚度時，由清灰控制裝置(差壓反吹或定時反吹方式)按設(shè)定程序關(guān)閉提升閥，控制當前單元離線，并打開電磁脈沖閥噴吹，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。布袋除塵裝置位于煉鐵高爐旁，風吹日曬，溫度高、灰塵重，要求現(xiàn)場安裝的控制設(shè)備具有較高的環(huán)境適應(yīng)性。 高爐煤氣布袋除塵的機理布袋除塵能將高爐煤氣中的粉塵捕集，是由煤氣中塵粒和過濾介質(zhì)綜合作用的結(jié)果。高爐煤氣中的粉塵是由超細微粒到粗粒的各粒徑分布的[14]。當含塵氣流流過清潔的濾料時，比濾布空隙大的微粒，由于重力作用沉降或因慣性力作用被纖維擋?。槐葹V布空隙小的微粒和濾布的纖維發(fā)生碰撞后或經(jīng)過時被纖維鉤附在濾袋表面，由分子間的布朗運動留在濾布的表面和空隙中，最微小的粒子則可能隨氣流一起流經(jīng)濾布跑掉了。隨著濾料上捕集的粉塵不斷增加，一部分粉塵嵌入到濾料內(nèi)部，一部分附著在表面，在織孔和濾袋表面形成灰膜?；夷び殖蔀闉V膜，煤氣通過布袋和濾膜達到良好的凈化除塵的目的。當灰膜增厚，阻力增大到一定程度時，再進行清灰，去掉大部分灰膜，使阻力減小到最小，再恢復(fù)正常過濾。高爐煤氣布袋除塵中，灰膜起著比濾料更重要的作用，使捕集塵的效率顯著提高。積灰的濾料比清灰后濾料除塵效率高，清潔濾料除塵效率最低。因此清灰時應(yīng)保留部分粉塵，以保證高的除塵效率，過度清灰會引起除塵效率下降，加快濾袋破損。 除塵系統(tǒng)的控制流程高爐煤氣經(jīng)重力除塵器粗除塵后，溫度在80～300℃范圍內(nèi)，進入布袋除塵箱體進行過濾凈化。如果溫度低于80℃，或高于300℃，則由熱交換器調(diào)節(jié)溫度。本設(shè)計提供了按壓差反吹方式，即若荒、凈煤氣壓力差超過預(yù)先設(shè)定的差壓值，就對箱體實施反吹清灰過程。為了防止故障時不能自動運行，還有手動方式，只要選擇任何一個箱體，對其進、出口閥門進行開關(guān)，就可以實現(xiàn)手動反吹。除塵箱體過濾后的灰塵，由螺旋輸送機輸出，再經(jīng)過斗提機到高位灰倉，然后經(jīng)粉塵加濕機加濕，由汽車運出廠區(qū)。本除塵系統(tǒng)采用5個除塵箱體，每個箱體都由過濾室、灰倉、進氣管、排氣管、反吹管、切換閥門等組成。當荒、凈煤氣壓力差達到6KPa時，依次對5個箱體布袋進行反吹清灰。 清灰控制最古老的清灰是由人來控制的，隨后采用定時器控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，脈沖控制系統(tǒng)應(yīng)用于袋式除塵器清灰控制，現(xiàn)有開環(huán)控制和閉環(huán)控制模式。采用脈沖控制儀，利用其輸出信號直接控制電磁閥，為開環(huán)控制模式；按時間或除塵器的壓力損失來控制清灰，即閉環(huán)控制。后者可減少用于清灰的氣體量以及反吹風機的能耗，延長脈沖閥和濾袋的壽命。隨著計算機的廣泛應(yīng)用，大部分清灰控制系統(tǒng)應(yīng)用計算機定壓差或定時閉環(huán)控制，并且有檢測、控制、報警等功能。清灰控制為兩種控制方式：①當荒、凈煤氣總管壓差達到6KPa（設(shè)定值）時，進行反吹。②由PLC程序設(shè)定定時反吹時間，到時間自動進行反吹。布袋除塵器反吹方式有在線反吹和離線反吹兩種。在線反吹：即當荒、凈煤氣總管壓差達到6KPa（或到達規(guī)定的反吹時間）時，不關(guān)閉箱體的進出口蝶閥，同時進行反吹。離線反吹：即當荒、凈煤氣總管壓差達到6KPa（或到達規(guī)定的反吹時間）時，關(guān)閉箱體進出口閥門，然后進行反吹，反吹后立即打開凈煤氣進出口閥，使箱體恢復(fù)正常工作狀態(tài)，然后進行下一個箱體的反吹。 卸、輸灰系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)的工作原理圖。濾袋噴吹后的粉塵沉積在每一個箱體的下錐部，達到一定積量時，經(jīng)上卸灰球閥進入中間灰斗存放、冷卻。卸灰時，打開下卸灰球閥，通過葉輪給料機送入密封輸灰鏈槽中。1123451 倉壁振動器；2補償器；3中間灰斗；4電動球閥；5葉輪給料機 儲灰、卸灰裝置原理圖輸灰的方式按輸送裝置的動力分為機械輸送和氣力輸送。按輸送的方向分為向下輸送，如卸灰裝置；水平輸送，如刮板輸送機、皮帶輸送機、螺旋輸送機；向上輸送，如帶式和鏈式斗式提升機。本系統(tǒng)采用水平的螺旋輸送機和向上的斗式提升機。螺旋輸送機是依靠螺旋葉片旋轉(zhuǎn)時，引導(dǎo)粉塵沿著固定的殼體內(nèi)壁向前移動而不停地工作著。它一般單獨用于小型除塵器的粉塵輸送。斗式提升機是一種常見的垂直輸送設(shè)備，用于運送粉狀物料。其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，動力消耗低；外形尺寸小，能顯著地節(jié)省地面面積；在全封閉罩殼內(nèi)進行作業(yè)，不揚粉塵，避免污染環(huán)境；輸送能力大；并達到較高的輸送高度。 過程控制要點高爐煤氣除塵工藝控制要點主要包括換熱器溫度控制、布袋反吹控制和輸排灰控制。換熱器溫度控制換熱器出口處的荒煤氣溫度應(yīng)控制在80～300℃之間，如果溫度過低，則會因為煤氣溫度較低發(fā)生水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象，潮濕的煤氣經(jīng)過布袋除塵時會使布袋受潮，干燥的灰遇到潮濕的布袋會大量淤積進而糊住布袋的通氣孔，降低布袋的除塵能力，最終導(dǎo)致布袋報廢。如果溫度過高，則會降低布袋的使用壽命。布袋反吹控制本設(shè)計中采用的除塵器為外濾式、負壓反吹風除塵器。當某一袋室進行清灰時，首先關(guān)閉除塵器箱體的進、出口閥門，然后打開反吹風管的進口閥門。由于除塵器內(nèi)各室的進風管是相通的，因此清灰后的氣體與含塵氣體一起被吸入各袋室凈化后排出。布袋反吹為順序反吹，在每個箱體內(nèi)布袋的反吹清灰也為順序反吹，即依次打開反吹氣包上10個電磁閥，對布袋箱體內(nèi)對應(yīng)的布袋依次進行反吹。輸排灰控制灰倉設(shè)有灰位上下限，當灰位達到上限時，卸灰球閥打開，開始卸灰；當灰位下降到灰位下限時，關(guān)閉卸灰球閥，停止卸灰?；覀}中的灰卸到中間灰倉，當中間灰倉中的灰位大于灰位上限時，按順序開啟斗提機、螺旋刮板輸送機、葉輪給料機、中間倉卸灰球閥，將中間灰倉中的灰卸入高位灰倉，再經(jīng)加濕機加濕，汽車外運。當中間灰倉灰位下降到灰位下限時，按順序關(guān)閉中間倉卸灰球閥、葉輪給料機、螺旋刮板輸送機、斗提機。輸灰的好壞也影響到整個除塵系統(tǒng)的正常運行。第四章 除塵系統(tǒng)上位機設(shè)計 工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件—MCGS組態(tài)軟件通常是被用來為工業(yè)過程控制、計算機集散控制和實時監(jiān)測領(lǐng)域進行服務(wù)的一種計算機系統(tǒng)軟件。它一般具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強等優(yōu)點。MCGS（Monitor and Control Generated System）是一套基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。MCGS具有操作簡便、可視性好等突出特點，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成MCGS 。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用環(huán)境。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標和功能。無論使用PLC、儀表，還是使用采集板等設(shè)備，在進入工程現(xiàn)場前的組態(tài)測試時，均采用模擬數(shù)據(jù)進行，等測試合格后，再與設(shè)備連接。MCGS用一個“工作臺”窗口來管理構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的5個部分，它們分別是主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫窗口和運行策略窗口，每個窗口都具有特定的功能并且負責管理用戶應(yīng)用系統(tǒng)的一個部分。 MCGS組態(tài)軟件的工作平臺主控窗口是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的主窗口,也是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架,它展現(xiàn)了工程的總體外觀。主控窗口提供菜單命令，響應(yīng)用戶的操作。主控窗口負責調(diào)度設(shè)備窗口的工作，管理用戶窗口的打開和關(guān)閉，驅(qū)動動畫圖形顯示和調(diào)度用戶策略的運行等工作。設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動外部設(shè)備工作環(huán)境的重要窗口，在這里可以配置數(shù)據(jù)采集和輸出設(shè)備之間的關(guān)系，定義它們之間的通信協(xié)議，將外部設(shè)備中的變量與組態(tài)軟件中的數(shù)據(jù)庫變量進行鏈接，達到實時在線通信的目的。用戶窗口是用來建立動畫圖形的，用戶在規(guī)定了不同名稱的動畫窗口后，就可以在其上編輯自己需要的工程畫面。然后再借助于內(nèi)部命令和腳本程序來實現(xiàn)其工藝流程和畫面的調(diào)用，從而實現(xiàn)現(xiàn)場工藝組態(tài)的目的。在MCGS中的數(shù)據(jù)不同于傳統(tǒng)意義的數(shù)據(jù)或變量，它不只包含了變量的數(shù)值特征，還將與數(shù)據(jù)相關(guān)的其他屬性（如數(shù)據(jù)的狀態(tài)、報警限值等）以及對數(shù)據(jù)的操作方法（如存盤處理、報警處理等）封裝在一起，作為一個整體，以對象的形式提供服務(wù)。實時數(shù)據(jù)庫是MCGS的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，是實現(xiàn)各個部分協(xié)調(diào)動作的源泉依據(jù)。一般簡單的動態(tài)畫面，可以利用MCGS中的圖符與相關(guān)變量之間的關(guān)聯(lián)來完成。但對于復(fù)雜的工程，監(jiān)控系統(tǒng)必須設(shè)計成多分支、多層循環(huán)嵌套式結(jié)構(gòu)，按照預(yù)定的條件，對系統(tǒng)的運行流程及設(shè)備的運行狀態(tài)進行有針對性的選擇和精確的控制。所謂“運行策略”，是用戶為實現(xiàn)對系統(tǒng)運行流程自由控制所組態(tài)生成的一系列功能模塊的總稱。根據(jù)運行策略的不同作用和功能，MCGS把運行策略分為啟動策略、退出策略、循環(huán)策略、用戶策略、報警策略、事件策略、熱鍵策略7種。 MCGS組態(tài)過程首先了解整個工程的系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程,弄清測控對象的特征,明確主要的監(jiān)控要求和技術(shù)要求問題。在此基礎(chǔ)上，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想，主要包括系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)哪些功能，控制流程如何實現(xiàn)，需要什么樣的用戶窗口界面，實現(xiàn)何種動畫效果以及如何在實時數(shù)據(jù)庫中定義數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)，同時還要分析工程中設(shè)備的采集及輸出通道與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量的對應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及用于實現(xiàn)動畫顯示的。在系統(tǒng)運行的過程中,為了便于畫面的切換和變量的提取,通常用戶要建立自己的菜單,第一步是建立菜單的框架,第二步是