安钢股份有限公司焦化厂新建成贮配一体化的配煤控制系统, 是安钢集团公司技术改造和结构调整中的重点工程, 其中地面除尘站用来净化粉碎机和转运站的工作环境。通过集气罩或电动阀对煤仓入口, 皮带机头及粉碎机房等重要粉尘飞扬点进行了有效的治理。其安装袋式除尘器作为烟气净化设备, 基于粉尘颗粒大, 浓度高, 硬度大等特点, 采用带框架的外滤圆袋, 含尘气体由除尘器下部进入, 气流自下而上, 大颗粒粉尘直接落入灰斗减少滤袋的磨损, 延长了清灰间隔时间, 再经风机由排气管排入大气。除尘过程都处于负压状态, 降低了对风机的磨损, 提高除尘效率, 延长设备的使用寿命。卸下的灰尘经刮板机, 翻板重新返回到上煤皮带。地面除尘站主要设备为除尘风机1台, 五个除尘仓, 一条刮板机及各相关电动阀门等, 各设备的联锁及时序循环控制都通过西门子PLC完成, 并通过WINCC监控画面实现集中操作与管理。“二系统除尘”操作画面。
贮配一体化的配煤车间共有三套自动控制系统:火车汽车来煤到煤仓的一系控制系统;煤仓出口到各用煤塔二系控制系统和圆盘自动配煤控制系统, 配煤二系采用S7-400H为核心的远程分布式I/O, I/O采集控制均包含在远程PROFIBUS从站部分, 原7个远程站。AS站按S7-400H基本冗余配置构成, 包括:2个电源PS407 (10A) , 2个CPU S7-414H, 2个通讯模块CP443-1及同步模块等附件, 系统远程分布式I/O使用西门子IM153-2和S7300模块, 采用热插拔总线, 便于在线检修。本除尘系统是在配煤二系控制系统中增加的一个远程站, 共用4个DI, 6个D O, 一个A I和一个A O模块。
配煤车间主控室共设6台研华工控机, 每套系统都有一工程师站和一操作员站, 装有Microsoft windows XP Professional操作系统。
(1) 下位机PLC程序的编写采用Simatic可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包step7 V5.4, 可分为粉尘捕集系统。在线清灰系统, 风机系统和卸灰系统。系统程序设计采用结构化, 模块化的程序设计思路, 不仅通过功能调用缩减程序代码, 减少程序在PLC中的存储空间, 而且还使编程思路清晰明了, 易于实现。具体控制过程如下。
(1) 粉尘捕集系统。各除尘管道上的电动阀投入自动时与二系粉碎机连锁, 当二系控制系统启动后, 在粉碎机启动前10s自动打开相应电动阀准备对粉尘进行收集, 当粉碎机停止后延时10s关闭电动阀, 也可实现中央手动或现场控制电动阀。
(2) 在线清灰系统。袋式除尘器的脉冲在线清灰过程是决定除尘效果的重要因素之一, 它综合了分室反吹和脉冲清灰技术的优点, 采用自动控制的离线清灰机制。程序中通过12个脉冲阀 (一个除尘仓) 按时间循环动作作为一个模块编制成一个FC1, 清灰系统的控制作为一个模块编制成一个FC2, 功能模块FC 2按设定时间分别调用FC1并在OB1中调用。FC1及实现对5个除尘仓60个脉冲阀的自动控制。
(3) 风机系统。除尘风机采用高压变频控制, 并将风机定子温度、轴承温度作报警引入联锁。电动阀门打开同时风机开始启动, 随后风机人口阀打开, 清灰系统开始运行。粉碎机停止后延时5s停风机, 再5s停止清灰系统。
(4) 卸灰系统。由当班工作人员通过点击监控画面“启动手动排灰系统”, 即启动自动排灰程序, 完成除尘仓按序以一定时间循环排灰。点击“停止手动排灰系统”停止排灰。
(2) 配煤系统PC机安装西门子公司的WINCC V6.2中文版监控软件, 本除尘系统在除尘二系监控系统中增加“二系统除尘”操作画面。此画面不仅对整套系统实施监控, 还可通过点击各相关设备在弹出的子画面中对单体设备进行远程 (联动单动) 、本地操作, 并制作故障报警、历史趋势和报表。
除尘器的清灰周期和清灰时间是决定捕集性能和运行状态的重要因素。它与采取的清灰方式和处理对象的性质有关, 如果清灰时间过短, 由于过度频繁清灰造成粉尘钻入滤布内部导致滤袋堵塞和破损。反之, 时间过长, 则滤袋上的粉尘堆积过多使设备处于高阻运行。
解决办法:将系统中所有循环参数通过自制功能块FB1进行REAL与S5TIME格式的转换后用于相关程序中, 实现根据生产实际需求随时更改清灰, 排灰循环时间、动作时间、动作间隔时间、动作次数等参数, 有效的保证安全生产和设备的稳定运行。
除尘仓前后压差变化必须保证在正常范围内, 压差过高, 可能滤袋堵塞, 粉尘板结, 清灰系统没有执行, 灰斗积灰过多;压差过低, 可能滤袋破损、脱落, 入口管道堵塞或阀门关闭, 箱体或分室之间有泄漏, 将严重影响生产。
解决办法:将压差做声光报警并增加定阻清灰控制程序, 在压差过高时增加清灰次数, 使压力回到正常范围。
主控室无法了解除尘仓灰斗内实际排灰情况, 盲目排灰造成灰斗排空或灰满粘结。
解决办法:在每个除尘仓安装料位计并制作声光报警, 与排灰系统联锁, 当料位信号报警后, 产生排灰请求经确认后自动排灰。
新配煤车间二系粉碎机除尘控制系统自通过验收正常运行以来, 性能稳定, 运转正常, 除尘效果符合国家标准, 收到了预期的控制效果。
摘要：安钢集团公司焦化厂新建配煤系统地面除尘站运用计算机和PLC技术, 安装LCMD型长袋式脉冲袋式除尘装置, 实现了除尘主风机的联锁保护及对粉尘的收集与处理, 除尘系统可全自动控制, 能确保设备正常运转和良好的工作性能。文中阐述了利用西门子PLC实现对除尘系统的监控和调试过程中重要问题分析与处理。
关键词：袋式除尘器,PLC WINCC脉冲在线清灰,清灰周期及时间,压差
[1] 廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社.
[2] 自动化与驱动集团.深入浅出西门子WINCC V6[M].2版.北京:北京航空航天大学出版社.
