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除尘系统自动控制设计-电除尘系统自动控制

发布日期:2017-12-05 15:16    关键字: 除尘器控制

除尘系统自动控制设计

一、除尘系统自动控制设计注意事项

除尘设备类型、规格、用途、操作方法多种多样,相互间差别较大,自动控制系统要针对具体除尘系统和具体设备有针对性地进行自动控制没计。

② 除尘系统净化有爆炸性、腐蚀性或潮湿、有害含尘气体时,自动控制装置应做相应的防爆、防静电、防腐蚀等技术处理。

③ 除尘设备一般露天设置,除尘现场的盘、箱、柜等自动控制装置应注意防雨、防尘、防护等级要高。

④ 自动控制在满足除尘工艺需要的情况下尽可能简单可靠。

电除尘器

二、电除尘系统自动控制

1.电除尘器的工作特点

含尘气体从吸尘罩中被吸引到电除尘器内部,在电除尘器沉淀极和电晕极之间施加数万伏的直流高压,由于高压静电场的作用,使进入电除尘器空间的空气充分电离而使得其空间充满带正、负电荷的离子。随气流进入电除尘器内的粉尘粒子与这些正、负离子相碰撞而被荷电。带电尘粒由于受高压静电场库仑的作用,根据粉尘带电极性的不同,分别向除尘器的阴、阳极运动;荷电尘粒到达两极后,分别将自己所带的电荷释放掉,通过电极与电源形成回路便产生电除尘器的工作电流,尘粒本身则由于其固有的黏性而附着在极板、板线上最后被捕集下来;另外气体电离后,电除尘器空间正、负离子电荷总量是相等的,但由于负离子数目远比正离子数目多得多,且实践证明,电除尘器的阴极接负高压作为电晕极,阳极接高压电源的正端作为沉淀极并接地,除尘效果比较好。所以进入电除尘器内的粉尘粒子也总是大多数被带上负电荷而被阳极所捕集下来。

电除尘器的除尘效率与施加于电除尘器的高压静电场近似成正比的关系,所以必须给电场施加尽可能高的高压,才能使电场中的气体分子充分电离,使粉尘有机会带上尽可能多的电子而获得较高的除尘效率。但电除尘器的阴、阳极间的距离确定后,两极间所能施加的直流高压是不可能无限制的增加;如果施加给电场的高压值已超过了两极间所能承受的最大场强,就会使电场产生高压击穿并伴随产生火花放电。习惯上把这种现象称作“闪络”放电。如果给电场所施加的高压超过极限值很多,将会使电场高压产生持续的弧光放电,即所谓“拉弧”现象。电场产生拉弧时,使正常的电晕被破坏,此时除尘效率将严重下降,如不能有效地加以克服,还可能造成设备事故。所以,电除尘器投入运行时,是不允许产生频繁拉弧觋象的。

影响电除尘器正常运行的参数有粉尘比电阻、烟气温度及除尘器入口粉尘质量浓度等。

2.电除尘器控制内容与过程

(1) 电除尘器的可控硅调压高压硅整流自动控制 可控硅自动控制高压硅整流装置是电除尘器普遍配套使用的一种高压供电装置,这种控制装置以检测电场二次电流为反馈信号。自动控制系统接受到各种反馈信号之后马上进行分析判断,并迅速发出控制指令改变主回路调压可控硅的导通角,使电场电压得到调节,而电场电压自控凋节主要星以电场所能施加的最高电压(即闪络击穿电压)为控制依据。随着电场烟气条件的变化,电场击穿电压降低时,电场产生闪络。此时自控系统接受到这一反馈信号后,随之发出控制指令马上使主回路调压可控硅封锁,而使整流器无高压输出,以保证电场介质绝缘强度有足够的时间恢复到闪铬击穿前的正常值。为防止闪络封锁主回路侧压可控硅后而再次重新导通,整流器高压输出使电场发生第二次连续闪络,必须使闪络封锁后的高压输出值比闪络发生时的高压值降低一个适当的幅度;并且其数值的大小可根据电场烟气条件及其变化趋势,在一定的范围内进行整定调节。显然,电场电压值每当闪络封锁一次后,将从降低以后的电压值开始逐渐向另一次闪络电压值接近,而且上升的速度也是可以调节的。通常把电场电压上升速率的调节称作+du/dt调压,而把闪络封锁后电场电压下降副值调节称作-du/dt调节。通过调±du/dt,可以改变电场每两次闪络的间隔时间,即闪络频率。通常把除尘效率最高时的“火花率”称作“最佳火花率”。

(2) 电除尘器低压自动控制 由于各种粉尘的粒度、黏度、附着力、比电阻值……,以及粉尘的电化性质等各不相同,甚至相差悬殊,使得粉尘沉积到阴、阳极上后能被抖落下来的难易程度也不同,因此,不少粉尘如果清灰效果不好,由于粉尘在极板(或极线)上堆积过厚,导致电场频繁闪络或粉尘荷电不充分,除尘效率降低。因此,需要设法通过电除尘器的清灰装置将所捕集的粉尘有效地抖落下来,以保证电场有比较理想的供电水平,长期维持所希翼的除尘效率。

电除尘器阴、阳极的清灰效果,除要求清灰机构振打时对极板、极线的每个部位要有一定的振打冲击力,要根据各种不同的粉尘,选择合理的振打周期,这是因为如果振打周期过长,将导致极板上粉尘堆积过厚,使阴、阳极所能施加的高压降低,影响除尘效率。若振打过于频繁,由于沉积到极板(极线)上的粉尘尚未达到一定厚度,振打时将成为碎末飞散到除尘器空间,将产生“二次飞扬”,导致除尘效率的降低。

阴极振打周期比阳极振打周期要长,因为阴极上的积灰速度远比阳极上的积灰速度慢,阴极振打持续时间也比阳极长,其原因是阴极振打清灰效果比阳极差,振打时所产生的“二次飞扬”不像阳极振打时严重。因此,为保证阴极振打的清灰效果,使阴极每次振打的持续时间做适当的延长是必要的。阴、阳极振打控制则要求二者的振打持续时间要错开,防止阴、阳极有可能同时振打,避免造成严重的“二次飞扬”或振打时由于阴、阳极有可能同时产生晃动而造成高压电场的闪络放电。

(3) 输排灰控制 随烟气进入电除尘器而被阴、阳极所捕集的粉尘,由清灰机构敲落下来后,被收集在除尘器底部的灰斗中,必须被及时输送出去。以防灰斗中粉尘堆积过量,有可能使除尘器阴、阳极短路,使除尘器因送不上高压电而停止运行。

卸灰分两种控制,一种是连续卸灰,另一种是间断卸灰。

电除尘器连续卸灰的原理与英皇宫殿网上17388连续卸灰的原理基本相同。间断卸灰就是在除尘器每个灰斗适当的位置安装l台料位检测器,当除尘器灰斗内的灰料堆积到料位探头处时,料位检测器将发出指令信号去控制卸(输)灰机构自动卸(输)灰,只要除尘器灰斗内的料位下降到料位检测探头以下时,卸(输)灰系统停止工作。

电除尘器控制

由于电除尘器卸(输)灰控制由PLC控制,根据现场的实际情况,卸(输)灰控制系统分4种控制功能。当灰斗灰量多时,选择连续卸灰的控制功能;反之,选择间断卸灰的控制功能。当设备单动时,选择手动卸灰的控制功能。检修设备时,选择停止卸灰的控制功能。

(4) 高压绝缘子的加热保温控制 进人电除尘器的烟气温度有时高达300℃以上,以每秒15~20m的速度由除尘器进气管进入电除尘器后,在除尘器内停留时间可达数秒甚至10s以上。高温烟气碰到低温的除尘器内部构件时,其局部区间的烟气温度有可能降到烟气露点温度以下,烟气中所含高温蒸汽将凝结成水珠附着在构件上。一旦高压绝缘子上附着有水珠,将使绝缘子表面失去绝缘能力,导致电场高压在绝缘子处产生频繁闪络、拉弧,甚至短路,使除尘器无法正常运行。

对高压绝缘子采取严格的密封和电加热保温措施,是防止绝缘子污染和保证其绝缘能力的有效措施。高压绝缘子周围的加热保温温度要求其下限控制在烟气露点温度以上,上限高出下限温度值一个范围,并要求恒温自控。总的原则是要保证在绝缘子处不要产生露点,又希翼不要加热过度,造成不必要的能源损耗,并有利于延长绝缘子的使用寿命。烟气露点温度和加热保温所允许的上限温度整定值,可根据烟气温度和所含水蒸气量通过计算获得,也可通过实际测定来获得烟气的露点温度值。

几个绝缘子室的温度只要有一个尚未达到预先整定的露点温度值以上时,高压直流电源都不能投入运行,如果处于运行中的高压设备一旦遇到某一个绝缘子室的温度因故下降到预先规定的露点温度以下时,也将自动停止运行。从加热器投入运行到使每个绝缘子室的温度都达到规定的整定值,需要经过一段较长的时间。所以在电除尘器投入运行前,一般都要提前几小时甚至更长的时间使加热器投入运行。

(5) 高压安全接地开关控制 当烟气中所含的CO或其他可燃性易爆气体进入电除尘器达到一定含量时,由于电场闪络时所产生的电火花,有可能引燃CO等气体。由于气体的迅速膨胀而引起剧烈爆炸,严重时将酿成损坏电除尘器本体的事故。为解决可燃性气体的安全防爆问题,在烟气进入电除尘器之前装有CO分析仪,当分析仪检测到废气中CO的含量达到1.5%时,发出危险警报,通知中心控制室马上凋整操作工艺,防止废气中CO的含量继续增加。一旦CO分析仪检测到废气中CO的含量继续增加并达到1.8%时,将马上发出指令,一方面使电除尘器高压电源马上停止运行,防止电场因高浓度的CO碰上电场闪络火花而引起爆炸;与此同时,受CO分析仪控制的高压安全自动接地开关自动接地,以保证电场不会产生CO的燃烧爆炸。

当接地开关接地,使电场躲过可能产生CO燃烧爆炸的危险期后,烟气中CO的含量因烟气工况的调整已降到安全数值以下时,CO浓度分析仪发出使接地开关自动撤除接地的指令,此时接地开关可自动打开,将高压电源输入端重新接入电场。为安全操作起见。在CO浓度降至安全数值以后,接地开关的打开是通过人工操作来实现的。

(6) 高压运行与低压电源的连锁控制 要维持高压电源连续运行,对与之相关的低压用电设备必须满足下面的关系:

①高压绝缘子室的所有加热器已投入正常运行,并且每个绝缘子室的温度都已达到预先规定的数值;

②CO浓度检测仪检测到进入电除尘器的CO浓度在规定的安全数值之内;

③高压安全接地开关是开启的,高压整流器的输出端已接至电场阴极。

受上述1~3条所规定,只要有一个条件不满足,高压电源将不可能被投入运行,或在运行的中途被迫停止继续运行。这些与高压电源相连锁的环节,只要有一个因故未使之恢复正常,高压电源就将处在停机状态。

3.温度检测与显示

电除尘器内温度的变化,对除尘器的运行状态的影响是很敏感的。由于温度的升高,使得气体体积增大而使除尘器内部烟气流速增大,导致气体黏度增大而使粉尘黏附在极板上不易振打下来,使电除尘器的运行条件变坏,除尘效率降低。因此,对电除尘器的烟气温度进行检测和记录,同时记录与之相对应的电除尘器的其他运行参数的变化规律,对分析电除尘器的性能指标和提出改进措施,都是很有实际意义的。

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