PLC在75t/h循环流化床锅炉布袋除尘系统中的应用

摘 要：介绍了PLC在布袋除尘系统中的应用，以及控制系统的硬件结构和软件设计，并详细解释了控制方案。整个系统安全可靠、经济实用，投入使用后，达到了良好的除尘效果。

我国是世界上使用燃煤锅炉数量最多的国家，燃煤锅炉是我国大气环境最主要的污染源，燃煤锅炉排放出大量的粉尘。其中30%是PM10(直径在10 µm)以下的“可吸入粉尘”，这些粉尘悬浮在大气中，严重影响大气环境质量。尤其是其中PM2.5(直径在2.5 µm)以下的超细粉尘，对人类健康危害极大。有效治理燃煤锅炉烟气粉尘污染，是提高我国大气环境质量和人类健康水平的关键，因此需要燃煤锅炉具备高效的除尘设备，这为布袋除尘系统在烟气净化中的应用提供了极好的机会。布袋除尘系统大量应用于锅炉烟气除尘，具有清灰技术先进、气布比高、处理风量大、占地面积小、净化效率高、工作可靠、结构简单、维修量小等特点。本文结合锦州某电厂的75 t/h循环流化床锅炉除尘项目，浅谈PLC在循环流化床锅炉除尘系统中的应用。

1 除尘系统的结构及工作原理

1.1 基本结构

除尘系统在结构上由5个部分组成：(1)上箱体：盖板、出气口;(2)中箱体：多孔板、骨架、滤袋、进气口、检修门;(3)下箱体：灰斗、挡灰板、检修道、支脚;(4)排灰系统：气力输送、卸灰阀;(5)消灰系统：脉冲阀、气包、喷吹管。

1.2 工作原理

含尘烟气由进气口进入除尘箱，因气体突然扩张，流速骤然降低，颗料较粗的粉尘，靠其自重力向下沉降，落入灰斗。细小粉尘通过各种效应被吸附在滤袋外壁，经滤袋过滤后的净化空气，通过文氏管进入上箱体，再从除尘系统出口排出。

被吸附在滤袋外壁的粉尘，随着时间的增长，越积越厚，除尘器阻力逐渐上升，处理的气体量不断减少，为了使除尘器经常保持有效状态，把设备阻力稳定在一定的范围内，就需要清除吸附在滤袋外壁的积灰。清灰过程是由控制系统按规定要求对各个脉冲阀发出指令，依次打开阀门，顺序向各组滤袋内喷吹高压空气，使滤袋吹胀变形振动，加上气流的吹力，将吸附在滤袋外壁的粉尘清除下来。

除尘系统共分为16个工作室，每个工作室有1台净气提升阀，6个脉冲阀。有4个灰斗，每个灰斗有1台振打电机，2套电加热器，1个料位计，1个空气炮。设有1台压差变送器检测滤袋内外侧压差，设有2台温度变送器分别检测入口、出口温度。

2 系统的硬件设计

系统的硬件设计原则为可靠性、经济性、友好性、操作简单、易于维护。

PLC采用LG产电K200S系列，其具有性能可靠、编程简单、应用范围广等优点，价格也相对较低，特点如下：

高速运算处理功能，带有0.2 µs/步的专用运算处理器。强自诊断功能，根据错误的内容对错误代码进行分类，很容易找出错误原因。调试运行功能，如果PLC的运行方式设定为调试方式，则可以进行在线调试。程序执行，除了扫描程序、时间驱动中断(TDI)、过程驱动中断(PDI)和子程序可以由设定的执行条件执行外，用户还可以设定不同的程序执行方式。

系统的上位机采用工控机，组态软件为亚控公司的组态王。

执行部分包括96个脉冲阀、16个净气提升阀、4个振打电机、8个电加热器、4个空气炮。

检测部分包括1个压差变送器、2个温度变送器、4个料位计。

3 系统的软件设计

PLC编程使用KGL_WIN 3.62编程软件，特点如下：

(1)软件把用户自定义程序当成一个包括参数和变量/注释的工程项目来管理，同时允许用户把程序(*.PRG)、参数(*.PMT)、变量(*.VAR)、注释(*.CNT)各自保存起来;

(2)友好的用户接口，为创建、编辑和监视提供简单友好的界面;

(3)在线编辑功能，在线方式下可以获得实时编辑，编辑的程序可以自动下载，而不必停止与PLC的硬件连接;

(4)PLC信息监视功能，用户可以轻易监视PLC的错误状态、网络信息和系统信息;

(5)调试和自诊断功能，在精确调试中可以取样跟踪、触发和强制I/O。

系统的上位机组态软件使用组态王6.53，其特点是可视化操作界面，完整的脚本编辑功能，实时趋势监视，设备集成能力强。

4 系统实现

4.1 系统介绍

控制系统发出启动指令或滤袋内外侧压差超过限定值后，1号至16号各工作室开始依次清灰，先是1号净气提升阀关闭，切断该室气路，停止过滤。5 s后工作室内的6个脉冲阀依次喷吹，喷吹间隔为5～10 s，清除滤袋上的粉尘。喷吹完毕后，打开净气提升阀恢复过滤。5 s后按同样动作顺序进行下一号工作室的清灰，所有16个工作室清灰完毕后，间隔5～10 min，又开始下一个工作室依次清灰周期。同时，4个灰斗中任何一个灰斗出现高料位，该灰斗上的振打电机和空气炮都会启动，帮助粉尘向灰斗底部运行，同时会给气力输送设备发信号，将粉尘输送走。

脉冲阀喷吹子程序如图2所示。

4.2 功能介绍

(1)手动控制：操作人员可对每个执行设备进行手动控制，实现控制室的软手动操作。

(2)自动控制：系统的主要运行方式，参数设定完成之后，可进行“一键式”自动运行。点击“系统启动”，系统即按初始设定的逻辑自动运行各个设备，同时根据检测仪表自动调节控制系统。

(3)报警连锁：系统在运行过程中，如有任何设备发生故障，系统将自动报警，诊断具体故障设备，并按设定程序连锁停机。如遇特殊情况，可按“急停”按钮，紧急停止所有设备。

(4)报表功能：可通过历史报表实时监测各个设备的启动时间、运行情况、故障情况等，可实时预览打印。

5 结语

本系统自2009年投运以来，运行稳定、可靠，除尘系统的技术性能达到环保部门要求。运行参数汇总及时，方便了主管部门的指挥和监控、减少了工作人员的劳动强度。

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