摘要：分析目前多管沖擊式除塵器控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出具有一鍵啟停、綜合保護、技術(shù)先進、運行可靠的系統(tǒng)設(shè)計方案，運用PLC控制技術(shù)，實現(xiàn)多管沖擊式除塵器的無人值守，從而降低操作人員的勞動強度，提高設(shè)備的可靠性。

關(guān)鍵詞：多管；沖擊式；除塵器；自動；控制；設(shè)計

1 引言

目前多管沖擊式除塵器的控制系統(tǒng)是繼電器控制系統(tǒng)，其技術(shù)落后，保護邏輯不完善，無法實現(xiàn)一鍵啟停及自動控制。為了適應(yīng)電力企業(yè)集散控制的需求，降低運行人員的勞動強度，提高設(shè)備的自動化程度，提升設(shè)備的可靠性，需要一套采用PLC為核心的綜合自動化控制系統(tǒng)。

2 多管沖擊式除塵器結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1多管沖擊式除塵器的結(jié)構(gòu)

多管沖擊式除塵器由除塵器本體、進出風(fēng)管、擋灰板、聯(lián)箱、擋水板、匯風(fēng)室、送風(fēng)機、水位控制裝置、溢流箱、供水管路、通氣管、排污裝置等組成。

2.2 多管沖擊式除塵器工作原理

如圖1所示，含塵氣體由入口進入后，較大的粉塵顆粒被擋灰板（1）阻擋下落后被除掉，較小的粉塵顆粒隨著氣流一同進入聯(lián)箱（2），這時含塵氣體經(jīng)過送風(fēng)管（3），以較高的速度從噴頭（4）處噴出，沖擊液面撞擊起大量的泡沫和水滴，以此達到凈化空氣的目的。凈化后的空氣在風(fēng)機的作用下（下用虛線箭頭），通過第一擋水板（5）和第二擋水板（6）由出風(fēng)口（或離心風(fēng)機出風(fēng)口）排出。凈化后的氣體中所含有的水滴由第一、第二擋水板除掉。含塵空氣的整個除塵過程是在負壓狀態(tài)下進行的，而液面高度由溢流管和水位控制儀（11）控制。

圖1 多管沖擊式除塵器結(jié)構(gòu)

3 多管沖擊式除塵器控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

    目前多管沖擊式除塵器采用繼電器控制系統(tǒng)，無法實現(xiàn)一鍵啟停及自動控制。DCS只能在遠程啟停風(fēng)機，而沖洗排污、系統(tǒng)加水、停止排污等操作需要運行人員到現(xiàn)場操作，大大增加了運行人員的工作量。進水保護系統(tǒng)不夠完善，一旦液位控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，水會溢流至除塵器外部，影響設(shè)備正常運行。

4 多管沖擊式除塵器PLC自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)由主控PLC（西門子S7-200 SMART）、水位控制儀、電動機保護模塊、DCS控制模塊、風(fēng)機控制模塊、排污控制模塊、給水控制模塊等組成。

圖2 多管沖擊式除塵器自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3 多管沖擊式除塵器自動控制系統(tǒng)實物圖

4.2 工作原理：

控制系統(tǒng)分為兩種模式：就地手動，遠程自動。

4.2.1就地手動模式

運行人員通過現(xiàn)場控制柜上的按鈕和旋轉(zhuǎn)開關(guān)手動啟停風(fēng)機，排污閥，液位上水閥，實現(xiàn)除塵系統(tǒng)就地手動控制。

4.2.2遠程自動模式

運行人員通過在集控室操作DCS畫面中多管沖擊式除塵器的啟停按鈕來實現(xiàn)對其一鍵啟停控制。當(dāng)除塵系統(tǒng)切換到遠程自動模式時，系統(tǒng)首先關(guān)閉排污閥，打開進水閥，開始補水，當(dāng)水位達到高液位或達到預(yù)定時間后進水閥關(guān)閉（兩者只要滿足一個條件，雙保護防止高液位不起作用時無法關(guān)閉進水閥，導(dǎo)致溢出），啟動風(fēng)機，除塵系統(tǒng)開始運行。當(dāng)遠程停止運行后，停止風(fēng)機，打開排污閥，開始排污沖洗，沖洗完成后關(guān)閉液位進水閥，系統(tǒng)停止運行。

圖4 多管沖擊式除塵器自動控制系統(tǒng)原理圖

4.3 系統(tǒng)特點

4.3.1使用PLC工業(yè)控制技術(shù)實現(xiàn)自動控制

    系統(tǒng)采用西門子S7-200型PLC作為主控設(shè)備，采集液位保護信號、電機保護信號、設(shè)備運行狀態(tài)信號等，實現(xiàn)就地的一鍵自動控制與DCS遠程一鍵自動控制，就地手動控制模式也減少了原系統(tǒng)需要運行人員在就地的操作流程，大大減低了運行人員的工作量，提高了設(shè)備的自動化程度。

4.3.2 系統(tǒng)保護邏輯完善，可靠性高

系統(tǒng)不僅具有風(fēng)機、排污閥電機的綜合保護，還具有進水系統(tǒng)的雙保護功能。一方面使用水位控制信號聯(lián)動進水閥的開關(guān)來實現(xiàn)液位高保護，另一方面使用PLC的時間控制功能，在進水閥開啟時進行延時計時，防止在液位高保護失效時沒有及時關(guān)閉進水閥，導(dǎo)致水溢流至煤倉或外部，提高了設(shè)備的可靠性。

4.3.3 系統(tǒng)操作簡單，一鍵啟停

系統(tǒng)實現(xiàn)了風(fēng)機啟停、沖洗排污、系統(tǒng)補水、停止排污的順序自動控制，操作簡單，任何一個環(huán)節(jié)有異常時均會發(fā)出DCS報警提示。

4.4 PLC邏輯控制指令設(shè)計（以西門子S7-200 SMART PLC為例）

4.4.1 進水閥進水指令

    當(dāng)多管沖擊式除塵器啟動后，并且高液位未觸發(fā)，則進水閥開啟，當(dāng)高液位觸發(fā)后，進水閥關(guān)閉；或者是進水閥開啟180秒后高液位仍然未觸發(fā)，則進水閥也關(guān)閉。梯形圖如下：

圖6 給水閥加水梯形圖指令

4.4.2 自動排污指令

    當(dāng)多管沖擊式除塵器停止后，自動打開排污閥，延時4.5秒，后關(guān)閉排污閥。當(dāng)液位保護動作時，系統(tǒng)也會自動打開排污閥，延時4.5秒，后關(guān)閉排污閥。梯形圖如下：

圖7 自動排污梯形圖指令

5 系統(tǒng)經(jīng)濟性

系統(tǒng)改變了原來啟停多管沖擊式除塵器需要運行人員到現(xiàn)場操作、補水時需要運行人員現(xiàn)場盯守的問題，大大降低了運行人員的工作量，提高了設(shè)備的可靠性。系統(tǒng)改造后實現(xiàn)了輸煤與機爐電的大集控，減少了輸煤程控人員，實現(xiàn)了減員增效。

6 結(jié)束語

系統(tǒng)運用了PLC工業(yè)控制技術(shù)，結(jié)合多種保護信號、開關(guān)信號，實現(xiàn)了多管沖擊式除塵器的一鍵自動啟停控制，系統(tǒng)不僅運行可靠，自動化程度高，而且能夠?qū)崿F(xiàn)減員提效，降低運行成本。
 參考文獻

 [1] 韓戰(zhàn)濤.西門子S7-200 PLC功能指令應(yīng)用詳解.電子工業(yè)出版社.2014