拋丸機(jī)濾筒除塵系統(tǒng)技術(shù)改造設(shè)計(jì)與實(shí)踐

摘要：介紹了寶鋼股份厚板部拋丸機(jī)濾筒除塵器運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題，經(jīng)過(guò)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(guò)濾阻力。改造后原有除 塵器繼續(xù)保留，作為應(yīng)急備用機(jī)，新建除塵器和原有除塵器 需同時(shí)與拋丸機(jī) PLC 建立通信，*次實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)除塵器分別 與拋丸機(jī)聯(lián)鎖控制并可切換，而且均可在同一個(gè) HMI 畫(huà)面上 進(jìn)行操作。工程投產(chǎn)運(yùn)行表明，改造方案正確，獲得滿意效 果，為拋丸機(jī)濾筒除塵器改造積累了經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞 拋丸機(jī) 濾筒除塵器 改造設(shè)計(jì) 聯(lián)鎖控制

0 引言
濾筒式除塵器是 20 世紀(jì) 80 年代由美國(guó)唐納森公司在袋 式除塵器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)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(hù)管理簡(jiǎn)單、體積小、 單位體積過(guò)濾面積大、結(jié)構(gòu)緊湊、更換濾筒方便、高性能等 優(yōu)點(diǎn) 。除塵器的過(guò)濾阻力和過(guò)濾效率是兩個(gè)較重要的指標(biāo)，如果設(shè)計(jì)或使用不當(dāng)，其出現(xiàn)的問(wèn)題也非常明顯，造成 的后果也很?chē)?yán)重。本工程就是拋丸機(jī)濾筒除塵器出現(xiàn)問(wèn)題后 的技術(shù)改造設(shè)計(jì)。由于改造設(shè)計(jì)受諸多現(xiàn)有因素的約束和限 制，因此除涉及濾筒除塵器本身的技術(shù)改造外，還要考慮上下游相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。經(jīng)過(guò)技術(shù)改造后，問(wèn)題解決，獲得了滿意效果。

1概述
1.1 拋丸機(jī)濾筒除塵器簡(jiǎn)述
寶鋼股份厚板部5m 單元熱處理線現(xiàn)有拋丸機(jī)及配套除塵 裝置 套。拋丸機(jī)是利用丸料高速運(yùn)動(dòng)，擊打鋼板表面，以清除鋼板表面的氧化鐵皮等雜物，擊打時(shí)產(chǎn)生大量的金屬粉 塵，需要進(jìn)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(tái)、除塵風(fēng)機(jī)兩臺(tái)、除塵管 道及電控裝置。除塵器的過(guò)濾部件為濾筒，濾筒斜置，過(guò)濾 材料為濾紙，清灰采用脈沖閥按照設(shè)置的順序依次脈沖清灰， 使系統(tǒng)恢復(fù)低阻力運(yùn)行 ，由濾筒上清除下來(lái)的粉塵經(jīng)灰斗直接進(jìn)入灰箱，人工定期外排；除塵風(fēng)機(jī)為離心風(fēng)機(jī)，安裝在 除塵器清潔室頂部；除塵管道為碳鋼材質(zhì)，圓管，斷面平均 流速20m/s；除塵器安裝在廠房?jī)?nèi)，經(jīng)除塵器過(guò)濾后的潔凈氣 體也排至廠房?jī)?nèi)。 除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)： 處理風(fēng)量：28900m 過(guò)濾速度：0.9m/min濾筒數(shù)量： 32 布置）濾筒規(guī)格：φ 3251400，單濾筒過(guò)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(shí)控制，差壓強(qiáng)制；風(fēng)機(jī)啟停在操作室HMI畫(huà)面上遠(yuǎn)程手動(dòng)操作。 除塵裝置和拋丸機(jī)之間設(shè)有聯(lián)鎖關(guān)系，聯(lián)鎖關(guān)系如下： 在拋丸機(jī)開(kāi)啟前需先將除塵裝置開(kāi)啟，除塵裝置的狀態(tài)信號(hào) 送給拋丸機(jī)PLC，狀態(tài)信號(hào)包括風(fēng)機(jī)、差壓、脈沖控制儀等， 上述信號(hào)作為拋丸機(jī)啟動(dòng)的備妥條件。如果上述信號(hào)不正常， 則需人工干預(yù)解決，否則拋丸機(jī)不能啟動(dòng)。

2 存在問(wèn)題分析
2.1 風(fēng)機(jī)出口有明顯冒灰現(xiàn)象 風(fēng)機(jī)出口有明顯冒灰現(xiàn)象，除塵器附近粉塵顆粒濃度很 高，有以下兩個(gè)原因： 濾筒的濾紙有破損，目前過(guò)濾速度為0.9m/min， 過(guò)濾速度較快，拋丸機(jī)的粉塵成細(xì)小片狀，粒徑較大，磨著 性較強(qiáng)，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(dǎo)致花板變形，較終粉塵未經(jīng)濾筒過(guò)濾直接進(jìn)入 清潔室由風(fēng)機(jī)排出。
2.2 除塵器運(yùn)行阻力過(guò)大
濾筒在除塵器中的布置很重要 ，濾筒傾斜布置時(shí)，上層濾筒所附著的粉塵會(huì)以濾餅狀落到下層濾筒上，并會(huì)在下層 濾筒上產(chǎn)生積累，特別是清灰壓力較低時(shí)，這種情況更為嚴(yán) 重，其結(jié)果較終將導(dǎo)致下層濾筒朝上的半面不能工作，使濾 筒有效過(guò)濾面積降為原來(lái)的一般，較終造成除塵器運(yùn)行阻力 過(guò)大。 2.3風(fēng)機(jī)振動(dòng)明顯 風(fēng)機(jī)振動(dòng)較明顯，有以下兩個(gè)原因： 風(fēng)機(jī)葉輪磨損不均勻，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，失去動(dòng)平衡，造成風(fēng)機(jī)振動(dòng)。 改造方案3.1 除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)修改 新建除塵器同原有除塵器風(fēng)量相同，即28900m /h，滿足拋丸機(jī)除塵需求，但是拋丸機(jī)散發(fā)粉塵濃度高，磨琢性強(qiáng)， 同時(shí)部分粉塵顆粒卻微細(xì)，因此將過(guò)濾速度由0.9m/min 降低 為0.6m/min，過(guò)濾阻力＜1000Pa。
1、含塵氣體管道 2 軟接頭 3 進(jìn)風(fēng)箱 4 排風(fēng)離心風(fēng)機(jī) 5 清潔室 6 濾筒 7 灰斗
圖1、新建除塵器軸測(cè)圖
3.2 除塵器改進(jìn)
新建濾筒除塵器作了四點(diǎn)重要改進(jìn)，改進(jìn)后除塵器見(jiàn)圖 （1）過(guò)濾材質(zhì)由濾紙改為聚酯過(guò)濾材料，過(guò)濾效率更高，風(fēng)機(jī)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?yàn)闉V紙阻力較高，結(jié)構(gòu)松弛，遇磨著性粉塵容 易破損，使用壽命很短。 （2）濾筒規(guī)格不變，改為462 豎直布置，將過(guò)濾面 積增加到800m2，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了整個(gè)濾筒的全過(guò)濾，過(guò)濾速度 降低到 0.6m/min，改變了斜置濾筒上部因清灰不良無(wú)法正常 過(guò)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(cè)壁正壓力峰值較大，到達(dá)峰 值所需時(shí)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(shí)、彈性較好的橡膠圈。

3.3 除塵器供貨狀態(tài)

為了減少現(xiàn)場(chǎng)拼焊接工作量及施工周期，在除塵器供貨 狀態(tài)上進(jìn)行了多方面考慮，包括道路運(yùn)輸，多跨廠房?jī)?nèi)如何 使用行車(chē)對(duì)設(shè)備進(jìn)行吊運(yùn)等，較終決定將除塵器下部 柱和灰斗組裝成1個(gè)整體，中間箱體、清潔室及風(fēng)機(jī)組裝成1 個(gè)整體，減少了現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)拼焊接的工作量，其余零部件按 常規(guī)分件供貨，檢修平臺(tái)1件，爬梯1 件、電控柜1臺(tái)等等。

3.4 除塵器的安裝
由于拋丸機(jī)仍在正常生產(chǎn)，無(wú)法拆除原有除塵器，因此 在拋丸機(jī)附近另選址安裝新建的除塵器，安裝時(shí)間在2011 11月份，總用時(shí)約4 周。除塵器的安裝按常規(guī)做法，先施工 混凝土基礎(chǔ)，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(tái)手拉葫蘆，便于檢修 除塵器頂部部件。
3.5 除塵器單機(jī)調(diào)試及無(wú)負(fù)荷調(diào)試
（1）風(fēng)機(jī)調(diào)試，風(fēng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)，查看轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向正確后連續(xù) 運(yùn)行2h 考核軸承溫升，軸承溫度采用紅外線測(cè)溫儀測(cè)量，軸 承溫度由13上升至58，無(wú)異常。 （2）脈沖噴吹調(diào)試。脈沖閥共 12 個(gè)，通過(guò)調(diào)壓閥將將 壓縮空氣壓力調(diào)至表壓 0.4MPa，設(shè)定脈沖數(shù)據(jù)：脈沖寬度 100ms，脈沖間隔15s，脈沖間歇3min，脈沖周期6min。經(jīng)調(diào) 試噴吹正常。
3.6 對(duì)原有除塵器的處置方案----作為應(yīng)急備用機(jī)
新建除塵器投產(chǎn)后，原有除塵器如何處置也是生產(chǎn)方很 關(guān)心的問(wèn)題。拋丸機(jī)屬于重要生產(chǎn)設(shè)備，平時(shí)無(wú)法停機(jī)，拋 丸機(jī)若要正常生產(chǎn)必須有除塵器運(yùn)行，原有除塵器雖然存在 諸多問(wèn)題，但作為應(yīng)急除塵措施還是可以的，而且該除塵器 作為固定資產(chǎn)，還沒(méi)到報(bào)廢年限，因此較終確定保留原有除 塵器，作為應(yīng)急使用。在確定原有除塵器保留后還需在兩臺(tái) 除塵器入口各安裝1臺(tái)手動(dòng)閥門(mén)便于兩臺(tái)除塵器臨時(shí)切換。
3.7 聯(lián)鎖控制的改造設(shè)計(jì)
保留原有除塵器后就涉及到如何與拋丸機(jī)聯(lián)鎖的一個(gè)問(wèn) 題，新建除塵器及原有除塵器都要將狀態(tài)信號(hào)反饋給拋丸機(jī) PLC，同時(shí)還要在HMI 畫(huà)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(jī) PLC 如何識(shí)別及區(qū)分新建除塵器及原 有除塵器的地址碼就成了關(guān)鍵問(wèn)題。修改 PLC 程序及 HMI 面在現(xiàn)代技術(shù)中是很成熟的，難點(diǎn)在于拋丸機(jī)PLC 是外方供應(yīng)，只開(kāi)放一部分程序，如果強(qiáng)行修改，既增加工作量，又帶來(lái)很大的調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)。較后我們的解決方案是在新 建除塵器電控柜上增設(shè)了一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，同時(shí)將新建除塵器 的地址碼導(dǎo)入到拋丸機(jī) PLC 中，但畫(huà)面不進(jìn)行修改，改造后 操作如下： （1）當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切入到新建除塵器時(shí)，新建除塵器 PLC 便與拋丸機(jī) PLC 建立了通信，除塵器的狀態(tài)信號(hào)便發(fā)送給拋 PLC作為拋丸機(jī)啟動(dòng)的備妥條件之一，同時(shí)在 HMI 畫(huà)面 上可顯示新建除塵器的主要狀態(tài)信號(hào)，亦可操作新建除塵器 （2）當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切切出現(xiàn)有除塵器時(shí)，原有除塵器PLC 便與拋丸機(jī) PLC 建立了通信，原有除塵器的狀態(tài)信號(hào)便發(fā)送 給拋丸機(jī) PLC 作為拋丸機(jī)啟動(dòng)的備妥條件之一，同時(shí)在 HMI 畫(huà)面上可顯示原有除塵器的主要狀態(tài)信號(hào)，亦可操作原有除 實(shí)施效果
（1）新建拋丸機(jī)濾筒除塵器運(yùn)行正常，初期運(yùn)行阻力只 有600Pa，拋丸機(jī)揚(yáng)塵點(diǎn)吸塵效果很好。
（2）投產(chǎn)以來(lái)濾筒的濾料無(wú)破損，預(yù)計(jì)濾筒壽命超過(guò)兩
（3）風(fēng)機(jī)投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)無(wú)故障，預(yù)計(jì)風(fēng)機(jī)使用年限增長(zhǎng)。

（4）控制系統(tǒng)切換順利，拋丸機(jī)PLC 能完整接收新建除 塵器或原有除塵器的狀態(tài)信號(hào)，同時(shí)在 HMI 畫(huà)面上既可操作 新建除塵器，亦可操作原有除塵器。
圖2、技術(shù)改造后兩臺(tái)除塵器控制流程圖
參考文獻(xiàn)
孫一堅(jiān)，歐陽(yáng)莉，楊昌智.濾筒式除塵器及其應(yīng)用.通風(fēng)除塵，1995,2. 吳利瑞，茅清希，梅紅生.濾筒式除塵器結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn)研究[J].環(huán)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(shí)驗(yàn)研究[J].暖通空調(diào)HV&AC，2009,39(4)：148-151. 張一幟，陳海焱，覃金珠.