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除塵係統自動(dòng)控製設計
一、除塵係統自動控製設計注意事項
① 除塵設備類型、規格(gé)、用途、操作方法多(duō)種多樣,相互(hù)間差別較大,自(zì)動控(kòng)製係統(tǒng)要針對具體除塵係統和具體設備有針對性地進行自動控製沒計(jì)。
② 除塵係統淨化有(yǒu)爆炸性、腐蝕(shí)性或潮濕、有害含塵氣體時,自動控製(zhì)裝置應做相應的防(fáng)爆、防靜電、防腐蝕等(děng)技術處理(lǐ)。
③ 除塵設備一般露天設置,除塵現場的(de)盤、箱、櫃等自動控製裝置應注意防雨、防塵、防護等級要高。
④ 自動控製在(zài)滿足除塵工藝需要的情(qíng)況下盡可能簡單可靠。
二(èr)、電除塵係統自動控製
1.電除塵器(qì)的工作特點
含(hán)塵氣體從吸塵罩中被吸引到電除(chú)塵器內部,在電除塵(chén)器沉澱極和電暈(yūn)極之間施加(jiā)數萬伏的(de)直流高壓,由於高壓靜電場的作用,使(shǐ)進入電除塵器空間的(de)空氣充分(fèn)電離而使得其(qí)空間充(chōng)滿帶正、負電荷的離子。隨氣流進入(rù)電除塵器內的粉塵粒子與這(zhè)些正、負離子相碰撞而(ér)被荷電。帶電塵粒由於受高(gāo)壓靜電場庫侖的作用,根據粉塵帶(dài)電極性的不(bú)同,分別向除塵器(qì)的陰、陽(yáng)極運動;荷電塵粒(lì)到達兩(liǎng)極後,分別將自己所帶的電荷釋放(fàng)掉,通過電極與電源(yuán)形成回路便產生(shēng)電除塵器的工作電(diàn)流,塵粒本身則由於其(qí)固(gù)有的黏性而附著在極板、板線上後被捕集下來;另外氣體電離後,電除塵器空間正、負離子電荷總量是相等的,但由於負離子數目遠比正離子數目多得多(duō),且實踐證明,電除塵器的(de)陰極(jí)接負高壓作為(wéi)電暈極,陽極接高壓電源的正端作為沉澱極並接地,除(chú)塵效果比較好。所以進(jìn)入電除塵器內的粉塵粒子也總(zǒng)是大多數被帶上負電荷而被陽極(jí)所捕集下來。
電除(chú)塵器的除塵效率與施加於電除塵器的高壓(yā)靜電場近似成正比的關係,所以必須給(gěi)電場施加盡(jìn)可能高的高壓,才能(néng)使電場中的氣體分子(zǐ)充分電離,使粉塵有機會帶上盡可能多的電子而獲得較高的除塵效(xiào)率。但電除塵器(qì)的陰、陽(yáng)極間的距離確定後,兩極間(jiān)所(suǒ)能(néng)施加的直流高壓是(shì)不可能無限製的增加;如果(guǒ)施加給電場的高壓值已超過了兩極間所能承受(shòu)的(de)大場強,就(jiù)會(huì)使電場產生高壓擊穿並伴隨產生火花放電。習慣上把這種現(xiàn)象稱作“閃絡”放電。如果給電場所施加的高壓超過極限值很多,將會(huì)使電場高壓產生持續的弧光放電,即所謂“拉弧(hú)”現象。電場產生拉弧時,使正常的電暈被破(pò)壞,此時除塵效率將嚴重下降,如不能有效地加以克服,還可能造成設備事故。所以,電除塵器投入運行時,是不允許產生頻(pín)繁拉弧覡象的。
影響電除塵器正常運行的參數有粉塵比電阻、煙氣(qì)溫度及(jí)除塵(chén)器入口粉塵質量濃度等。
2.電(diàn)除(chú)塵器控製內(nèi)容與過程
(1) 電除塵器的可控矽調壓高壓矽整(zhěng)流自動控製 可控矽自(zì)動控製高壓矽整(zhěng)流裝(zhuāng)置是電除塵器普遍(biàn)配套使用的一種高壓供電裝置,這種控製(zhì)裝置以檢測電場二次電流為反饋信號。自動控製係統接(jiē)受到各種反饋信號之(zhī)後(hòu)立即進行分析判斷,並迅速發出控製指(zhǐ)令改(gǎi)變主回路調壓可(kě)控矽的導通角,使電場電壓得到調(diào)節,而電場電(diàn)壓自(zì)控凋節主要星以電場所能施加的(de)高電壓(即閃絡擊穿電壓)為控製依據。隨著電場煙氣條件的變化,電場擊穿電壓降低時(shí),電場(chǎng)產(chǎn)生閃絡。此時自(zì)控係統接受到這一(yī)反饋信號後,隨之發出控(kòng)製指令立即使主回路調壓可控矽封鎖,而使整流器無高壓輸出(chū),以保(bǎo)證電場介質絕緣(yuán)強度有(yǒu)足夠的時間恢複到(dào)閃鉻擊穿前的(de)正常值。為防止閃絡封(fēng)鎖主回路側壓(yā)可控矽後而再次重新導通,整流器(qì)高壓輸出使電場發生第(dì)二次連續(xù)閃絡,必須使閃絡封鎖後的高壓輸出值比閃絡發生時的高壓值降低一個適當的幅度;並(bìng)且其數值的大小可根(gēn)據電場煙氣條件及其變化趨勢(shì),在一定的範圍內(nèi)進行整定調節。顯然,電場電(diàn)壓值每當閃絡封鎖一次後,將從降低以後(hòu)的(de)電(diàn)壓(yā)值開始逐(zhú)漸(jiàn)向另一次閃絡電壓值接近,而且上升的速度也是(shì)可以調節的。通常把電場電壓上升速率的調節(jiē)稱作+du/dt調壓,而把閃(shǎn)絡封鎖後電場電壓下降副值調節稱作-du/dt調節。通過調±du/dt,可(kě)以改變電場每(měi)兩次閃絡的間隔時間,即(jí)閃絡頻率。通(tōng)常把除塵效率高時的(de)“火花率(lǜ)”稱作(zuò)“佳火花率”。
(2) 電除塵器低壓自動控製 由於各種粉塵的粒度、黏度、附著力、比電阻值……,以及粉塵的電化(huà)性質等各不相同,甚至相差(chà)懸殊,使得粉塵沉積到陰、陽(yáng)極上後能被抖落下來的(de)難易程度(dù)也(yě)不同,因此,不少粉塵如果清灰(huī)效果不好,由於粉塵在極板(或極線)上堆積過厚,導致電場頻繁(fán)閃絡或(huò)粉塵荷電不充分,除塵效率降低。因(yīn)此,需要(yào)設法通過電除塵(chén)器的清灰(huī)裝置將所捕集的粉塵有效地抖落下來,以保證電場有比較理想的供電水平,長期維持所希望的除塵效率。
電除(chú)塵器陰、陽極的清(qīng)灰效果,除要求清灰機構振打時對極板、極線的每個(gè)部位要有一定的振打衝擊力,要根據各種不同的粉(fěn)塵,選擇合理的振打周期,這是因(yīn)為(wéi)如果振打周期過長,將導致極板上粉塵堆積過(guò)厚,使陰(yīn)、陽極所能施加的高壓降(jiàng)低,影響除塵效率(lǜ)。若振打過於頻繁,由於沉積到極板(極線)上的粉塵尚未達到一定厚度,振打時將成為碎末飛散到除塵器空間,將(jiāng)產生“二次(cì)飛揚”,導致(zhì)除塵效率的降低(dī)。
陰極振打周期比陽極振打(dǎ)周期(qī)要長,因(yīn)為陰極上的積灰速度遠比陽極上的積(jī)灰速度慢,陰極振打持續時間(jiān)也比陽極(jí)長,其原因是陰極振打(dǎ)清(qīng)灰效(xiào)果(guǒ)比陽極差,振打時所產(chǎn)生的“二次(cì)飛(fēi)揚”不像陽極振打時(shí)嚴重。因此,為保證陰極振打的清灰效果,使陰極每(měi)次振打的持續時間做(zuò)適當(dāng)的延長是(shì)必要的。陰、陽極振打控製則要求二者的振打持續(xù)時間(jiān)要錯開,防止陰、陽極有可能同時振打,避免造成嚴重的“二次飛揚”或振打時由於陰、陽極有可能同時產生晃動而造成高壓電場的閃絡放電。
(3) 輸排灰控製 隨煙氣進入電除(chú)塵器而被陰、陽極所捕集的粉塵,由清灰機(jī)構敲落下來後,被收集在(zài)除塵器底部的灰鬥中,必須被及時輸送出去。以(yǐ)防灰鬥中粉(fěn)塵堆積過量,有可能使除塵器陰、陽極短(duǎn)路,使除塵器(qì)因送不上高壓電而停止運行。
卸灰分兩(liǎng)種控製,一種是(shì)連續卸灰,另一種是間斷卸灰。
電除塵器連續卸灰的原理(lǐ)與布袋除塵器連續卸灰的原理基本相同(tóng)。間斷卸灰就是(shì)在除塵器每個灰鬥適當的位置安裝l台料位檢測器,當除塵器灰鬥內的灰料堆積到料位探頭處時,料位檢測器將發出指令信號去控製卸(輸)灰機構自動卸(輸)灰,隻(zhī)要除塵(chén)器灰(huī)鬥內的料位下降到料位檢測探頭以下時,卸(輸)灰係統停止工(gōng)作。
由於電除塵器卸(輸)灰控製由PLC控製,根據(jù)現場的實際情況,卸(輸)灰控製係統分4種控(kòng)製功能。當灰鬥灰量(liàng)多時,選擇連續卸(xiè)灰的控製功能;反之,選擇間斷卸(xiè)灰的控製功能。當設備單動時,選擇(zé)手動卸灰的控製功能。檢修設備時,選擇停止卸(xiè)灰的控製功能。
(4) 高壓絕緣子的加(jiā)熱保溫控製 進人電除塵器的煙氣溫度有時高達300℃以上,以每秒15~20m的速度由除塵器進氣管進入電除(chú)塵器後,在除塵器內停留時間可達數秒甚至10s以上(shàng)。高(gāo)溫(wēn)煙氣碰到低溫的除塵器內部構件時,其局部區間的煙氣溫度有可能降到煙氣(qì)露點溫度以下,煙氣(qì)中所含高溫(wēn)蒸汽將凝結成水(shuǐ)珠附著在構件上(shàng)。一旦高壓絕緣子上附(fù)著有(yǒu)水(shuǐ)珠,將使絕緣子(zǐ)表麵失去絕緣能力,導致電場高壓在(zài)絕緣子(zǐ)處產生頻繁閃絡、拉弧(hú),甚至短路,使除塵器無法正常運行。
對高壓絕緣子采(cǎi)取嚴格的密封(fēng)和電加熱保溫措施,是防止絕緣子汙染和保證其(qí)絕緣能力的有(yǒu)效(xiào)措施。高壓絕緣子周圍的加(jiā)熱保溫溫度要求其下限控製在煙氣(qì)露點溫度以上,上限高出下限溫度值一個範圍,並要求恒溫自控。總的原則是要保證(zhèng)在絕緣子處不要(yào)產生露點,又希望不(bú)要加熱過度,造成不必要的能源損耗,並有利於延(yán)長絕緣子的使用壽(shòu)命。煙氣露點溫度和加熱保溫所允許的上限溫(wēn)度(dù)整定(dìng)值,可根據煙(yān)氣溫度和所含水蒸氣(qì)量通過計算獲得,也(yě)可通過實際測定來獲得煙氣的露點溫度值。
幾個絕緣子室的溫度(dù)隻(zhī)要有一個尚未達到預先整定的露點(diǎn)溫度值以上(shàng)時,高壓直流電(diàn)源都不能投入運行,如果處於運行中的高壓設備一旦(dàn)遇到(dào)某一個(gè)絕緣子室的溫度因故下降到預先規定的露點溫度以下時,也將自(zì)動停止運行(háng)。從(cóng)加熱器投入運行到使每個絕緣(yuán)子室的溫度都達到(dào)規定的整定值,需(xū)要經過一段較長(zhǎng)的時間。所以在電除塵器投入運行前,一般都要提前幾小時甚至更長的時間(jiān)使加熱器投入運行。
(5) 高壓安全接地開關(guān)控(kòng)製 當煙氣(qì)中(zhōng)所含的(de)CO或其他可燃性易爆氣體進入(rù)電(diàn)除塵器達到一定含量時(shí),由(yóu)於電場閃絡時所產生的電火花,有可能引(yǐn)燃CO等氣體(tǐ)。由於氣體的迅速膨脹而引起劇烈爆炸(zhà),嚴重時將釀成損壞電除(chú)塵器本體(tǐ)的事故。為(wéi)解決可燃性氣體(tǐ)的安全防爆問題,在煙氣進入電除塵器之前裝有CO分析儀(yí),當分析儀檢測(cè)到廢(fèi)氣中CO的(de)含量達到1.5%時,發出危險警報,通知中心(xīn)控製室立即凋整操作工(gōng)藝,防止(zhǐ)廢氣(qì)中CO的含(hán)量繼續增加。一旦CO分析儀檢測到廢氣中CO的含量(liàng)繼續增(zēng)加並達到1.8%時,將立即發出指(zhǐ)令,一方麵使電除塵器高壓電源立即停(tíng)止運行,防(fáng)止電場因高濃度的CO碰上電場閃絡火花而引(yǐn)起爆炸;與此同時,受CO分析儀(yí)控製的高壓安全自動接地開(kāi)關自動接(jiē)地,以保證電場不會產生(shēng)CO的燃燒爆炸。
當接地開關接地,使電場(chǎng)躲過可能產生CO燃燒爆炸的危險期後,煙氣中CO的(de)含量因煙氣工況的調整已降(jiàng)到安全數值以下時,CO濃度分析儀發出(chū)使接地開關自動撤除接地的指令,此時接地開關可(kě)自動打開(kāi),將高壓電源輸入端重新接入電(diàn)場。為安全操作起(qǐ)見。在CO濃度降至安全(quán)數值(zhí)以後,接地開關的(de)打開是通過人工操作來(lái)實現的。
(6) 高壓(yā)運行與低壓電源的連鎖控製 要(yào)維持高壓電源連續運行,對與之相關的低壓用電設備必須(xū)滿足下麵(miàn)的關係:
①高壓絕緣子室的(de)所有加熱器已投入正常運行,並且每個絕緣子室的溫度都已達到預先規定的數(shù)值;
②CO濃度檢(jiǎn)測儀檢(jiǎn)測到進(jìn)入電除塵器的CO濃度在規定的安全數值之(zhī)內;
③高壓安全接地開關是開啟的,高壓整流器的輸出端已接至電場陰極。
受上(shàng)述1~3條所規定,隻要有一(yī)個條件不滿足,高壓電源將不可能(néng)被投入運行,或在運行的中途被迫停止(zhǐ)繼續運行。這些與高壓電源相連鎖的環節,隻要(yào)有一個因故未使之恢複正常,高壓電源就將處在停機狀態。
3.溫度檢測(cè)與顯示
電除塵器內溫度(dù)的變(biàn)化,對除塵器的(de)運行狀(zhuàng)態的影(yǐng)響是很敏感的。由於溫度的升高,使得氣體(tǐ)體積(jī)增大而使除塵器內部煙氣流速增大,導(dǎo)致氣體黏度(dù)增大而使粉塵黏附在極板上(shàng)不易振打下來,使電除塵(chén)器的運行條件變壞,除塵(chén)效率降低。因此,對電除塵器(qì)的煙(yān)氣溫(wēn)度進行檢(jiǎn)測和記錄,同時記(jì)錄與之相對應的電除塵(chén)器的其他運(yùn)行參數的變化規律,對分析電除塵器的性能指標和提出改進措施,都是很(hěn)有實際意義的。

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