PLC 在除尘器控制系统中的应用

PLC 在除尘器控制系统中的应用
摘要：本文对除尘器运行原理进行介绍，以某煤矿集团的燃煤锅炉为例，对除尘器与电气系统的技术要求进行分析，最后从清灰、卸灰、空压机自动化控制三个方面着手，阐述PLC在除尘器系统中的应用，通过理论与实践相结合的方式，充分发挥PLC的作用与优势，达到最佳除尘效果。

关键词：PLC；除尘器；控制系统
引言：在城市化不断深入背景下，资源逐渐减少，环境受到破坏。

对此，我国提出可持续发展战略，提倡节能减排工作。

在炼钢企业运行中，除尘器系统作为关键设备，在生产活动中发挥着重要作用。

对此，企业应注重技术创新，将PLC技术引入其中，使除尘器在清灰、卸灰方面的效果更加显著。

1除尘器系统运行原理
在除尘器运行过程中，首先通过气流将灰尘与空气融合起来形成烟气，再将烟气吸入设备中，烟气撞击挡板减缓气流速度，然后进入料斗之中，一些粒径较大的颗粒受到惯性影响直接进入专门容器内，由此完成首次分离，料斗中的烟气继续向前进入收集袋，部分灰尘被吸附在袋子表面，经过净化后的气体则压缩到其他容器中，随着时间的推移，袋子上吸附的灰尘不断增加，为了确保系统正常运行，应及时清洗袋子，可利用PLC技术开启阀门进行清洗，使压缩空气进入其他袋子中，被烟尘吸附的袋子进行处理后，将清洗下来的烟尘倒入垃圾箱。

除尘器运行的主要环节可归纳为以下三项：
（1）过滤，将空气中的粉尘过去出来；
（2）排灰，将上一步骤过滤的粉尘排出；
（3）清灰，对除尘器表面灰尘进行清理；
在实际工作中，由主因风机提供负压，经过吸尘口吸进粉尘，通过布袋过滤掉气流中的大量粉尘，使粉尘经过螺旋输送机进入卸灰管道。

此外，清灰系统的作用也不可小觑，主要包括脉冲阀、导气管与空压机，在作业时产生脉冲气流，对布袋进行喷吹，使内部粉尘进入排灰系统中，以此提高布袋过滤效果[1]。

2除尘器与电气系统的技术要求
本文以某煤矿集团的燃煤锅炉为例，为了响应国家号召，配备了锅炉除尘器进行绿色生产。

在煤炭燃烧过程中产生的含尘烟气可进入到除尘器中，经过净化后的气体由引风机进入烟囱，达标后方可排放。

2.1除尘器
（1）布袋尺寸为，采用弹性涨圈的固定方式，整体寿命超过2年；滤袋的材质为防水、放油涤纶材料，重量超过500g/m2；
（2）花板制作加强筋，增加强度，采用激光切割法；
（3）袋笼骨架采用直径超过的冷拔钢丝，并对袋笼表面进行除毛刺处理。

在骨架大批量投入生产前，应做好预装配试验，确保长度与直径上的偏差与技术标准相符合；
2.2控制系统
（1）除尘器系统中的全部电动与气动设备均可由PLC控制，且设备周围的操作箱与检修箱的防护等级均超过IP54；
（2）除尘器设备的控制方式支持手动与PLC自动，且在主控室中显示出来，便于监视、指示与报警；
（3）除尘器清灰控制方式有两种，即定时与定差，可通过自动或手动两种控制方式，便于机旁与上位机切换；同时，卸灰法、空气炮、输排灰机等均可在现
场进行手动与自动切换[2]。

2.3PLC系统
本项目采用西门子400PLC系统，除尘器带有PLC柜，可完成整改系统的软件编程与风机机组的连锁控制。

在软件设计时，根据功能的不同将控制器划分为多
个部分，即电加热恒温控制系统、振打系统、进出口烟温显示等等，对各个系统
进行单独设计与调试，使其具备模块化特点，调试便利。

每套系统中以PLC为中
心控制器，风机机组传输、信号点数控制等内容由厂里提供，PLC在除尘器中的
应用可实现机组的有效监控，根据风机厂里提出的控制要求，由除尘器厂负责程
序编制与系统调试。

以两台工控机为上位机，通过画面对全部监控点进行检测，
发现异常情况及时报警，并配备不锈钢操作台与座椅。

低压配电柜为GGD形式，柜的回路低于15个，PLC传输额外预留15%的备用电，在柜中预留20%的备用回路。

在卸灰平台中设置单独检修的电源箱，包括控制电缆与信号电缆两项内容，
线芯为铜材质，截面体积超过1mm2。

3PLC在除尘器控制系统中的应用
某炼钢公司的除尘系统在2019年正式投产，采用排烟罩收集烟气，除尘布袋为脉冲式，将采集到的烟尘利用除尘器高架设置。

由脉冲喷吹，卸灰阀，输灰电
机将粉尘输送到高位料斗中，由粉尘自卸车运出。

在该厂中共计设置四套除尘器，具体如下表1所示。

表 1 除尘器电气设备
设备名称卸灰电机功率
（kW）输灰电机功率
（kW）振打电机功率
（kW）灰仓数量
（个）
LF炉除尘 6×1.1 1×7.5 6×0.09 6
VOD除尘 16 0.75 2×7.51×7.5 16×0.25 16
辅原料除尘 6×1.1 1×7.5 6×0.09 6
脱硫除尘 18×1.5 2×7.51×7.5 18×0.25 18
3.1在清灰控制系统中的应用
在除尘器运行时，清灰系统发挥着重要作用，包括定时与压差两项清灰功能，
该系统的主要流程如下：首先，应停止除尘工作，关闭系统舱室门，处于等待清
灰状态；其次，在清灰时PLC将控制脉冲阀，具体控制工作应根据事先设定的程
序进行，将阀门开启时间设定为0.95s。

此时，将喷吹法的密封膜片开启，受压力作用压缩空气开始喷吹，使气体从喷吹口排出，除尘布袋开始加速膨胀。

在压缩
空气影响下，布袋中吸附的粉尘进入料斗中，达到最佳除尘效果。

在此过程中，
除尘关键在于脉冲阀动作速度与精准度，操作者还应控制好两次喷吹的时间间隔，最好在10—12s之间，避免两个布袋间相互干扰；最后，舱室全部喷灰后，系统
转变为过滤状态[3]。

3.2在卸灰控制系统中的应用
一般情况下，卸灰系统中包含三种主要模式，即手动、定时与自动，应用频率
最高的是自动模式，且在成本方面占有较大优势，受到各大企业的广泛青睐。

在
该模式运行中，主要由PLC进行控制，对系统中的刮板、卸灰与振打等电机进行
自主控制，在实际卸灰中按照粉尘类型进行划分，设置相应的电机功率，并合理
控制卸灰时间，最好为30min，可取得最佳节能效果。

在卸灰过程中，PLC对刮
板电机进行控制，待到其正常运行后，间隔5s开启卸灰电机，在正常运行95s后，间隔4s左右开启振打电机，反复上述操作，直至周期运行完毕。

3.3空压机自动化控制
在空压机运行中，通过压力开关对储气罐进行控制，当压力不超过设定值时，
压力开关动储头与静储头相连，使继电器继续运行，闭合触点后，接触器处于自
动锁定状态，此时空压机被开启。

当气压值超过设定值时，动静触头均处于分离
状态，此时控制回路断开，空压机暂停作业。

在控制过程中，为了减少开启次数，一般采用两级控制，在首次控制时，确保主回路的顺利连通，在二级控制时，将
电源来源设为一级控制，由于PLC具有故障率低、精准可靠、减少误操作、成本
低廉、抗感染能力强等优势，可将其引入其中，充分发挥PLC的控制作用，在首
级控制接通后，为二级提供更多电能。

结束语：综上所述，在现代化工业发展之下，除尘器的应用更加广泛，企业应立
足于自身实际情况，积极引进PLC技术，并将其应用到除尘系统之中，充分发挥
其在清灰、卸灰、空压机自动化控制三方面的控制作用，以此提高系统的连续性
与可靠性，达到最佳除尘效果，在净化厂区工作环境的同时，还可获得更多的经
济效益。

参考文献：
[1]田海芳.PLC在除尘器控制系统中的应用[J].机械管理开发,2019(5):210-211.
[2]费洪义,沈军.PLC在布袋除尘器控制系统中的应用及探讨[J].哈尔滨师范大学自
然科学学报,2019(03):53-57.。