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拋丸機濾筒除塵系統技術改造設計與實踐

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摘要:介紹了寶鋼股份厚板部拋丸機濾筒除塵器運行中存在的主要問題,經過論證,提出了解決方案,改變了濾 筒布置方式和脈沖清灰方式,減小過濾阻力。改造后原有除 塵器繼續保留,作為應急備用機,新建除塵器和原有除塵器 需同時與拋丸機 PLC 建立通信,*次實現了兩臺除塵器分別 與拋丸機聯鎖控制并可切換,而且均可在同一個 HMI 畫面上 進行操作。工程投產運行表明,改造方案正確,獲得滿意效 果,為拋丸機濾筒除塵器改造積累了經驗。
關鍵詞 拋丸機 濾筒除塵器 改造設計 聯鎖控制

0 引言
濾筒式除塵器是 20 世紀 80 年代由美國唐納森公司在袋 式除塵器的基礎上生產的一種新型除塵器,采用新型濾筒為 濾料,使其具有效率高、阻力低、維護管理簡單、體積小、 單位體積過濾面積大、結構緊湊、更換濾筒方便、高性能等 優點 。除塵器的過濾阻力和過濾效率是兩個較重要的指標,如果設計或使用不當,其出現的問題也非常明顯,造成 的后果也很嚴重。本工程就是拋丸機濾筒除塵器出現問題后 的技術改造設計。由于改造設計受諸多現有因素的約束和限 制,因此除涉及濾筒除塵器本身的技術改造外,還要考慮上下游相關聯的內容。經過技術改造后,問題解決,獲得了滿意效果。

1概述
1.1 拋丸機濾筒除塵器簡述
寶鋼股份厚板部5m 單元熱處理線現有拋丸機及配套除塵 裝置 套。拋丸機是利用丸料高速運動,擊打鋼板表面,以清除鋼板表面的氧化鐵皮等雜物,擊打時產生大量的金屬粉 塵,需要進行除塵,粉塵粒徑較大,濃度較高。 除塵裝置主要包括除塵器一臺、除塵風機兩臺、除塵管 道及電控裝置。除塵器的過濾部件為濾筒,濾筒斜置,過濾 材料為濾紙,清灰采用脈沖閥按照設置的順序依次脈沖清灰, 使系統恢復低阻力運行 ,由濾筒上清除下來的粉塵經灰斗直接進入灰箱,人工定期外排;除塵風機為離心風機,安裝在 除塵器清潔室頂部;除塵管道為碳鋼材質,圓管,斷面平均 流速20m/s;除塵器安裝在廠房內,經除塵器過濾后的潔凈氣 體也排至廠房內。 除塵器設計參數: 處理風量:28900m 過濾速度:0.9m/min濾筒數量: 32 布置)濾筒規格:φ 3251400,單濾筒過濾面積約17m

1.2除塵器控制及操作

除塵裝置控制及操作:清灰由脈沖控制儀定時控制,差壓強制;風機啟停在操作室HMI畫面上遠程手動操作。 除塵裝置和拋丸機之間設有聯鎖關系,聯鎖關系如下: 在拋丸機開啟前需先將除塵裝置開啟,除塵裝置的狀態信號 送給拋丸機PLC,狀態信號包括風機、差壓、脈沖控制儀等, 上述信號作為拋丸機啟動的備妥條件。如果上述信號不正常, 則需人工干預解決,否則拋丸機不能啟動。

2 存在問題分析
2.1 風機出口有明顯冒灰現象 風機出口有明顯冒灰現象,除塵器附近粉塵顆粒濃度很 高,有以下兩個原因: 濾筒的濾紙有破損,目前過濾速度為0.9m/min, 過濾速度較快,拋丸機的粉塵成細小片狀,粒徑較大,磨著 性較強,因此濾紙極易磨破穿孔; 濾筒與花板之間有安裝間隙,該間隙一是由密封墊太薄、太硬引起,二是由于清灰效果不好,濾筒積灰太多, 重量太重,導致花板變形,較終粉塵未經濾筒過濾直接進入 清潔室由風機排出。
2.2 除塵器運行阻力過大
濾筒在除塵器中的布置很重要 ,濾筒傾斜布置時,上層濾筒所附著的粉塵會以濾餅狀落到下層濾筒上,并會在下層 濾筒上產生積累,特別是清灰壓力較低時,這種情況更為嚴 重,其結果較終將導致下層濾筒朝上的半面不能工作,使濾 筒有效過濾面積降為原來的一般,較終造成除塵器運行阻力 過大。 2.3風機振動明顯 風機振動較明顯,有以下兩個原因: 風機葉輪磨損不均勻,在旋轉過程中,失去動平衡,造成風機振動。 改造方案3.1 除塵器設計參數修改 新建除塵器同原有除塵器風量相同,即28900m /h,滿足拋丸機除塵需求,但是拋丸機散發粉塵濃度高,磨琢性強, 同時部分粉塵顆粒卻微細,因此將過濾速度由0.9m/min 降低 為0.6m/min,過濾阻力<1000Pa。
1、含塵氣體管道 2 軟接頭 3 進風箱 4 排風離心風機 5 清潔室 6 濾筒 7 灰斗
圖1、新建除塵器軸測圖
3.2 除塵器改進
新建濾筒除塵器作了四點重要改進,改進后除塵器見圖 (1)過濾材質由濾紙改為聚酯過濾材料,過濾效率更高,風機出口顆粒物濃度更低。原有除塵器使用的濾紙濾料不符 合該工況,因為濾紙阻力較高,結構松弛,遇磨著性粉塵容 易破損,使用壽命很短。 (2)濾筒規格不變,改為462 豎直布置,將過濾面 積增加到800m2,同時也實現了整個濾筒的全過濾,過濾速度 降低到 0.6m/min,改變了斜置濾筒上部因清灰不良無法正常 過濾的尷尬局面。 (3)脈沖噴吹采用噴吹孔+外置文丘里管,噴吹距離150mm,噴吹壓力0.5MPa,濾筒側壁正壓力峰值較大,到達峰 值所需時間較短,噴吹效果較佳,有利于濾筒清灰 (4)濾筒與花板之間的密封墊采用厚實、彈性較好的橡膠圈。

3.3 除塵器供貨狀態

為了減少現場拼焊接工作量及施工周期,在除塵器供貨 狀態上進行了多方面考慮,包括道路運輸,多跨廠房內如何 使用行車對設備進行吊運等,較終決定將除塵器下部 柱和灰斗組裝成1個整體,中間箱體、清潔室及風機組裝成1 個整體,減少了現場鋼結構拼焊接的工作量,其余零部件按 常規分件供貨,檢修平臺1件,爬梯1 件、電控柜1臺等等。

3.4 除塵器的安裝
由于拋丸機仍在正常生產,無法拆除原有除塵器,因此 在拋丸機附近另選址安裝新建的除塵器,安裝時間在2011 11月份,總用時約4 周。除塵器的安裝按常規做法,先施工 混凝土基礎,然后由下至上安裝除塵器,較后安裝除塵管道。 比較注意的是需在除塵器上空安裝一臺手拉葫蘆,便于檢修 除塵器頂部部件。
3.5 除塵器單機調試及無負荷調試
(1)風機調試,風機點動,查看轉向,轉向正確后連續 運行2h 考核軸承溫升,軸承溫度采用紅外線測溫儀測量,軸 承溫度由13上升至58,無異常。 (2)脈沖噴吹調試。脈沖閥共 12 個,通過調壓閥將將 壓縮空氣壓力調至表壓 0.4MPa,設定脈沖數據:脈沖寬度 100ms,脈沖間隔15s,脈沖間歇3min,脈沖周期6min。經調 試噴吹正常。
3.6 對原有除塵器的處置方案----作為應急備用機
新建除塵器投產后,原有除塵器如何處置也是生產方很 關心的問題。拋丸機屬于重要生產設備,平時無法停機,拋 丸機若要正常生產必須有除塵器運行,原有除塵器雖然存在 諸多問題,但作為應急除塵措施還是可以的,而且該除塵器 作為固定資產,還沒到報廢年限,因此較終確定保留原有除 塵器,作為應急使用。在確定原有除塵器保留后還需在兩臺 除塵器入口各安裝1臺手動閥門便于兩臺除塵器臨時切換。
3.7 聯鎖控制的改造設計
保留原有除塵器后就涉及到如何與拋丸機聯鎖的一個問 題,新建除塵器及原有除塵器都要將狀態信號反饋給拋丸機 PLC,同時還要在HMI 畫面上既能操作新建除塵器還要能操作 原有除塵器,而拋丸機 PLC 如何識別及區分新建除塵器及原 有除塵器的地址碼就成了關鍵問題。修改 PLC 程序及 HMI 面在現代技術中是很成熟的,難點在于拋丸機PLC 是外方供應,只開放一部分程序,如果強行修改,既增加工作量,又帶來很大的調試風險。較后我們的解決方案是在新 建除塵器電控柜上增設了一個轉換開關,同時將新建除塵器 的地址碼導入到拋丸機 PLC 中,但畫面不進行修改,改造后 操作如下: (1)當轉換開關切入到新建除塵器時,新建除塵器 PLC 便與拋丸機 PLC 建立了通信,除塵器的狀態信號便發送給拋 PLC作為拋丸機啟動的備妥條件之一,同時在 HMI 畫面 上可顯示新建除塵器的主要狀態信號,亦可操作新建除塵器 (2)當轉換開關切切出現有除塵器時,原有除塵器PLC 便與拋丸機 PLC 建立了通信,原有除塵器的狀態信號便發送 給拋丸機 PLC 作為拋丸機啟動的備妥條件之一,同時在 HMI 畫面上可顯示原有除塵器的主要狀態信號,亦可操作原有除 實施效果
(1)新建拋丸機濾筒除塵器運行正常,初期運行阻力只 有600Pa,拋丸機揚塵點吸塵效果很好。
(2)投產以來濾筒的濾料無破損,預計濾筒壽命超過兩
(3)風機投產運行以來無故障,預計風機使用年限增長。

(4)控制系統切換順利,拋丸機PLC 能完整接收新建除 塵器或原有除塵器的狀態信號,同時在 HMI 畫面上既可操作 新建除塵器,亦可操作原有除塵器。 技術改造后兩臺除塵器控制流程圖
圖2、技術改造后兩臺除塵器控制流程圖
參考文獻
孫一堅,歐陽莉,楊昌智.濾筒式除塵器及其應用.通風除塵,1995,2. 吳利瑞,茅清希,梅紅生.濾筒式除塵器結構優化試驗研究[J].環境工程,2003,21(3):39-41. 林莉君,陳海焱,周喜,穆蘭.脈沖噴吹濾筒除塵器清灰性10 能的實驗研究[J].暖通空調HV&AC,2009,39(4):148-151. 張一幟,陳海焱,覃金珠.

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