除尘器

常温布袋除尘器检漏报警系统的研究

作者:六合彩资料歇后语    来源:www.    发布时间:2019-04-02 15:55:20

摘要:由电荷感应式粉尘浓度传感器、可编程控制器(PLC)和计算机监控系统组成的常温布袋除尘器检漏报警系统,实现除尘系统的实时监控,减少因布袋穿漏带来的环境污染,延长布袋使用周期,从而降低滤袋的运营成本,进而提高了环境效益和经济效益。

关键词:布袋除尘器;检漏报警系统;环境效益;经济效益

0 引言

布袋除尘器的滤袋在使用过程中因高温、粉尘冲击、烟气腐蚀等因素的作用导致滤料老化,局部疲劳,滤袋局部会出现穿孔或撕裂,引起粉尘跑漏,即滤袋穿漏。滤袋穿漏若不及时检出并换袋,将会产生粉尘泄漏,导致实际除尘效果降低,甚至除尘失效,进而对环境造成污染。滤袋穿漏检漏报警系统的研究,具有应用价值。

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1 电荷感应原理

当粉尘随气流流过置入收尘器排气管道或烟道的探头附近时,基于粉尘内部电荷和粉尘的分布情况,微弱电信号在特制的探头中被感应出来。这种微弱电信号与从探头附近流过气体的粉尘浓度存在着一定的对应关系。借助于特殊设计的放大和传输电路技术,将该信号记录并与气流中的粉尘含量联系起来。如果滤袋出现穿漏,布袋除尘器排气管道中的粉尘浓度就会相应提高,随之探头感应出的电信号值也将提高,可根据感应出的电信号值与所设定的对应于某一粉尘浓度的电信号比较,进行除尘器滤袋穿漏与否的判断。这种原理的粉尘浓度感应探头要求粉尘质量浓度大于0.1mg/m3,粉尘粒径大于0.3μm。

电荷感应技术与摩擦静电技术相比,其不同点是电荷感应技术依赖于流过探头附近粉尘的内部电荷和粉尘分布,在探头中感应出与之相关的微弱电信号,它是一种非接触式的测量方式,探头便于防护。

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2 常温布袋除尘器检漏报警系统

布袋除尘穿漏报警系统是在除尘器布袋箱的出口管段上安装传感器(探头)对布袋除尘器排放粉尘浓度进行实时监测,由传感器输出的电信号(电流/电压)送入变送器进行A/D(模/数)转换,再经过相应的软件按照一定的传输协议经通讯接口传送到计算机;由计算机对布袋除尘器排放的粉尘浓度进行实时监测并进行数据处理、显示及储存。布袋泄漏发生时,计算机可根据在线监测到的粉尘浓度值的变化情况判断并发出报警指令。

常温布袋除尘器检漏报警系统采用电荷感应式粉尘浓度传感器进行监测,用可编程控制器作为数据转换、执行上位机(计算)的动作指令,计算机则负责显示、存储数据,同时向下位机发送动作指令。其原理图见图1。

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3 常温布袋检漏报警系统测试

实验采用袋式除尘器为CDD-5型,其性能指标为:处理量5000m3/h,效率大于99.5%,压力损失1200Pa,1个袋室。除尘器内布置有8排、14列,共112条Φ120mm、长1m的圆形布袋。配有专用WMK-10型脉冲控制仪,可以十分方便地控制布袋除尘器清灰操作。实验系统见图2。

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当含尘气流从安装在布袋除尘器出口管段上的探头附近流过时,探头所感应出的电流信号除了与粉尘浓度有直接关系外,也受管道流速、管道压力等因素的影响。所以它并不是气流中实际粉尘浓度,还不能作为布袋穿漏报警的依据。有必要通过实验建立探头的感应电流(粉尘浓度信号)与除尘器出口管道中实际粉尘浓度的联系,才能将粉尘浓度作为系统的报警依据。在感应电流与除尘器排放粉尘浓度的关系确立之后,系统所测定的粉尘浓度的稳定性也很重要,也必须通过实验加以验证。

3.1 传感器信号与实际粉尘浓度的关系

实验中将报警系统粉尘浓度探头5和按国家规定的标准采样方法烟道采样器采样头21分别安装在布袋除尘器后面的同一排气管段上同时进行粉尘浓度采样,两组数据吻合得较好。通过对探头所测数据进行线性回归(见图3),得到报警系统探头输出的粉尘浓度电信号与实测粉尘浓度存在下式关系:

c=0.3919x×4.65     (1)

式中,c为烟道采样器测定的实际粉尘质量浓度,mg/m3;x为报警系统探头输出的粉尘浓度电信号。

式(1)中x的拟和误差为0.062,置信水平为91.28%。根据式(1)所确定的关系,即可根据报警系统所测的粉尘浓度模拟信号值换算出实际粉尘浓度值。从图3中可见,实验点比较接近回归直线,这说明在所测粉尘浓度范围内二者具有较好的线性关系。

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3.2 报警系统粉尘浓度电信号稳定性实验

要进行报警系统监测的稳定性实验,稳定的粉尘源是必要条件。实验中使用的是圆盘式可调粉尘发生器进行稳定发尘,通过变换圆盘的沟槽,可使气流的含尘浓度稳定在一定浓度范围内。在发尘稳定后,启动报警系统对粉尘浓度进行在线监测,根据在线监测结果确定报警系统所测粉尘浓度的稳定性。在实验室进行了连续2h的稳定发尘和在线监测。在发尘浓度基本稳定的情况下,实测结果表明,2h内所测定的平均粉尘质量浓度值误差在12mg/m3以内。这一监测误差范围可以满足报警系统的实际应用要求。探头粉尘浓度信号稳定性实验结果显示,该报警系统测定的粉尘浓度具有较好的稳定性。

3.3 检漏报警实验

根据实验观察,仅用粉尘瞬时浓度大小作为报警依据往往不能满足报警的要求,可能产生误判、误报。而大量实验证实,如果高浓度信号出现后马上消逝,即可判为是干扰信号,不作报警处理;如果高粉尘浓度信号长时间持续,则可判断为是布袋穿漏引起的,应进行报警处理。实际报警过程中应以粉尘浓度的阈值和超过该阈值所持续的时间同时作为布袋穿漏的报警判据。一般报警粉尘浓度阈值高于粉尘质量浓度基准最大值12mg/m3左右,具体阈值的大小要视实际情况而定。超过报警粉尘浓度阈值持续时间的长短也要根据实际除尘系统的运行条件而定,一般取持续时间为脉冲清灰时粉尘浓度脉冲宽度的10倍以上。

3.3.1 除尘系统排放粉尘浓度基准的确定

报警实验的第一步,在稳定发尘的条件下,找出实验系统的布袋除尘器排放粉尘浓度基准。通过实验获得本实验系统的除尘器排放粉尘浓度基准如图4所示。实测该除尘系统正常运行条件下的排放粉尘质量浓度基准为20mg/m3左右。

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3.3.2 报警组合参数确定

在实验基本条件不变的情况下,通过反复穿漏(破洞)实验,当穿漏(破洞)直径超过10mm时,除尘器排放粉尘质量浓度比基准浓度提高了10mg/m3以上。据此可以确定该运行条件下的报警组合参数粉尘质量浓度阈值为30mg/m3。为此,把连续2次采样质量浓度超过30mg/m3确定为报警参数(实际的持续时间定为2次间的时间间隔,如采样时间间隔为25s,则持续时间为50s)。

3.3.3 布袋检漏报警系统测试

在报警组合参数确定之后,接着进行布袋检漏报警测试。将布袋从除尘器箱体中取出,对布袋进行人为穿孔,报警质量浓度参数阈值浓度可在0~120mg/m3范围内。检漏报警实验在2种人为穿孔条件下(穿孔直径分别10mm和120mm)进行,在这2种状态下,调节发尘器使其浓度分别高于报警浓度值,或低于报警浓度值,记录报警状态。布袋穿漏报警实验的主要结果列入表1。

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实验数据表明,在实验条件下,报警的准确率在100%。当然,这些结果是在实验环境下得到的,其电磁环境要比现场的电磁环境好,受到的干扰也要少,实际的工业系统准确率能够保证在98%以上。

4  结论

(1) 常温布袋除尘器检漏报警系统由电荷感应式粉尘浓度传感器、可编程控制器(PLC)和计算机监控系统组成。

(2)报警系统探头输出的粉尘浓度电信号与实测粉尘浓度在所测粉尘浓度范围内具有较好的线性关系。

(3)常温条件下,检漏报警系统测定粉尘浓度具有较好的稳定性,阈值为30mg/m3,持续时间为50s。

(4)常温布袋除尘器检漏报警系统可实时在线监测,报警准确率高(实验条件下准确率为100%),能够适应120℃(特殊需要可达150℃)以下的温度环境。

(5)常温布袋除尘器检漏报警系统的应用,可极大提高大型布袋除尘器布袋的管理效率,延长滤袋整体周期,从而大幅降低袋除尘器的运营成本,提高环境效益和经济效益。

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