低壓脈沖袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）題 目：低壓脈沖袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：黃建麗學(xué) 號(hào)：200440503212專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器班 級(jí)：測控2004-2班指導(dǎo)教師：燕芳 講師低壓脈沖袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要煉鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物之一高爐煤氣，富含大量的熱能、化學(xué)能、壓力能和粉塵。高爐煤氣除塵后，將其能源循環(huán)用于鋼廠、鐵廠、壓力加工廠等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可顯著降低企業(yè)的能源消耗和生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 袋式除塵器也稱為過濾式除塵器，是一種干式高效除塵器，它利用纖維編織物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中的固體顆粒物，屬于精細(xì)除塵，袋式除塵器可將高爐煤氣含塵量降低到10mg

2、/m3以下。本設(shè)計(jì)采用的是脈沖反吹煤氣凈化工藝，以微機(jī)為上位機(jī)，以可編程序邏輯控制器(PLC)為下位機(jī)的自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)。上位機(jī)通過MCGS組態(tài)監(jiān)控軟件制作出整個(gè)高爐煤氣除塵畫面，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控；下位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)除塵系統(tǒng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，通過PLC編程實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉、開啟,從而控制除塵系統(tǒng)的運(yùn)行、停止。袋式除塵設(shè)備在運(yùn)行一段時(shí)間后的清灰是袋式除塵過程中的核心技術(shù)，清灰效果的好壞直接影響袋式除塵設(shè)備的效率和使用。設(shè)計(jì)中采用了離線反吹方式按壓差對(duì)5個(gè)箱體進(jìn)行依次反吹清灰。關(guān)鍵詞： 高爐煤氣；袋式除塵；反吹；干法除塵Design of system for bag dedusting wit

3、h low pressure pulseAbstractOne of Iron smelting subsidiary outcome-Blast Furnace Gas have a large number of thermal energy,chemical energy,pressure can and dust.After the dust removal,its energy cycle will get for the steel mils,iron works,the pressure processing plant and other production sectors,

4、also can significantly reduce energy consumption and production costs,and bring about substantial business economic benefits.Bag Filter is also known as filter-dust collector,it is a dry-efficient dust catcher,which uses fiber preparation of components produced by the bag filter to trap dust particl

5、es in a gas solid,belong to a meticulous dust.Bag filter can be to reduce the dust of gas blast furnace under 10 mg/m3.The design is based on pulse cleaning gas purification process,it takes the PC to the upper subsystem and a programmable logic controller (PLC) for the lower subsystem of the contro

6、l structure.The upper subsystem creat the blast furnace gas dust screen though the MCGS,and complete to momnitor the entir process;The lower subsystem mainly achieve to control the actuator of the dust system,it can complete open and customs of the valve through the PLC,so it can control running and

7、 stop of the dust system.The dust bag cleaning equipment is the key technology while bag dust removal equipment has operated for some time,cleaning effect of the dust bag have a direct impact on the efficiency and use of equipment.The design uses the offline cleaning method by pressure on the five b

8、oxes to followed cleaning.Key words: Blast Furnace Gas； Bag Filter；The back flushing；Dry-dust 目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒 論11.1 選題背景11.2 設(shè)計(jì)的總體思想2第二章 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝42.1 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程42.2 熱風(fēng)爐在高爐煉鐵中的作用52.3 高爐煤氣對(duì)熱風(fēng)爐的影響62.4 高爐煤氣的產(chǎn)生及其特性62.4.1 高爐煤氣的產(chǎn)生62.4.2 高爐煤氣的特性72.5 高爐煤氣除塵技術(shù)72.5.1 高爐煤氣的濕法除塵72.5.2 高爐煤氣的干法除塵82.5.3 高爐煤氣

9、干法布袋除塵的優(yōu)點(diǎn)9第三章 除塵器103.1 各種除塵器原理103.2 各種除塵器性能比較103.3 袋式除塵器的過濾機(jī)理113.4 濾料的特性和種類123.4.1 濾料的特性123.4.2 濾料的種類143.5 袋式除塵器的分類143.5.1 按清灰方式分類143.5.2 按除塵器內(nèi)的壓力分類153.5.3 按濾袋形狀分類163.5.4 按含塵氣流進(jìn)入濾袋的方向分類163.5.5 按進(jìn)氣口的位置分類173.6 高爐煤氣袋式除塵系統(tǒng)183.6.1 高爐煤氣布袋除塵的機(jī)理183.6.2 除塵系統(tǒng)的控制流程193.6.3 清灰控制193.6.4 卸、輸灰系統(tǒng)203.6.5 過程控制要點(diǎn)21第四章

10、除塵系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)224.1 工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件MCGS224.1.1 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成224.1.2 MCGS組態(tài)過程244.2 上位機(jī)MCGS布袋除塵系統(tǒng)畫面設(shè)計(jì)264.2.1 主畫面264.2.2 報(bào)警窗口284.2.3 曲線顯示314.2.4 通訊設(shè)備組態(tài)334.2.5 安全機(jī)制33第五章 下位機(jī)PLC硬件設(shè)計(jì)385.1 布袋除塵控制系統(tǒng)的硬件選擇385.2 可編程控制器的介紹385.2.1 可編程控制器的硬件組成385.2.2 可編程控制器的軟件系統(tǒng)與編程語言395.3 SIMATIC S7-300 PLC405.4 可編程控制器在除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用425.5 上、下位機(jī)之間的

11、通信連接43結(jié)束語45參考文獻(xiàn)46附錄A MCGS畫面反吹程序48附錄B PLC反吹程序51附錄C 符號(hào)表58附錄D 主控畫面60致 謝61 第一章 緒 論袋式除塵器又稱為布袋除塵器，作為一種高效除塵設(shè)備，目前已廣泛用于各工業(yè)部門。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及越來越嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求，布袋除塵器在產(chǎn)量上有了相當(dāng)大的增長，品種也日漸增多。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的要求，適宜地設(shè)計(jì)整個(gè)除塵系統(tǒng)的自動(dòng)化控制也變得更加重要，不僅對(duì)于控制污染、保護(hù)環(huán)境有重要作用，而且對(duì)于提高設(shè)備處理含塵氣體的能力，降低人工勞動(dòng)作業(yè)，增加系統(tǒng)的可靠性，也具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。1.1 選題背景我國鋼鐵工業(yè)是耗能大戶，鋼鐵工業(yè)的耗能

12、一直占全國總能耗的10%以上1。傳統(tǒng)的鋼鐵工業(yè)是由“資源一產(chǎn)品一污染排放”所構(gòu)成的物質(zhì)單向流動(dòng)經(jīng)濟(jì)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)則要求鋼鐵工業(yè)按照自然生態(tài)系統(tǒng)的模式，組成一個(gè)“資源一產(chǎn)品一資源再生”的物質(zhì)反復(fù)循環(huán)流動(dòng)的過程，要求生產(chǎn)過程中廢物的最大化利用。目前高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)流程中不可缺少的環(huán)節(jié)，其能耗最高，占噸鋼能耗的5055，平均為465kg/t標(biāo)準(zhǔn)煤(2003年)2，比國際先進(jìn)水平高約30kg/t。高爐煤氣中粉塵含量高，富含一氧化碳?xì)怏w，劇毒，發(fā)熱值高，潛含有巨大的能源資源，若直接向環(huán)境排放，將會(huì)造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞；若將高爐煤氣除塵后循環(huán)利用，就能降低鋼鐵生產(chǎn)的能耗，也是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要途徑

13、。而高爐煤氣中的顯熱、含塵量和含水率直接影響高爐煤氣的利用。所以研究高爐煤氣的除塵技術(shù)及在實(shí)際中的應(yīng)用，以最大限度的保住高爐煤氣中的顯熱，減少含塵量及含水率，充分利用高爐煤氣能源，減少環(huán)境污染，對(duì)鋼鐵工業(yè)的良性循環(huán)發(fā)展具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。高爐煤氣中的粉塵主要來自于高爐入爐原料中的細(xì)粉粒，這些細(xì)粉粒在高爐爐內(nèi)、外壓力差的作用下，進(jìn)入高爐煤氣。從爐頂排出的大量煤氣，其中含有CO、H2、CH4等可燃性氣體，可以作為熱風(fēng)爐、焦?fàn)t、加熱爐等的燃料，但是由高爐爐頂排出的煤氣溫度為150300，標(biāo)態(tài)含有粉塵約40100mg/m3，如果直接使用，會(huì)堵塞管道，并且會(huì)引起熱風(fēng)爐和燃燒器等耐火磚襯的侵蝕破壞。因此，

14、高爐煤氣必須除塵，將含塵量降低到510 mg/m3以下，溫度低于40，才能作為燃料使用3。布袋除塵器是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的高效除塵設(shè)備，隨著煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，對(duì)除塵器類型的選擇逐步由機(jī)械除塵器、文丘里水膜除塵器到高效的靜電除塵器，再到袋式除塵器。袋式除塵器是一種高效的干式除塵設(shè)備。它的除塵機(jī)理主要是過濾。它的最大優(yōu)點(diǎn)是除塵效率高, 在實(shí)際應(yīng)用中能達(dá)到99.99，每標(biāo)準(zhǔn)立方米的排氣中粉塵濃度可達(dá)到10mg以下。1.2 設(shè)計(jì)的總體思想隨著生產(chǎn)工藝的提高，對(duì)除塵系統(tǒng)自動(dòng)化的要求也不斷加強(qiáng)。本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際，把較為先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用到除塵過程中，開拓了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，節(jié)省了人工勞動(dòng)，提高了

15、系統(tǒng)的運(yùn)行效率。由高爐出來的荒煤氣首先沿下降管經(jīng)過重力除塵器除掉粗顆粒，再送入換熱器進(jìn)行熱交換，其目的是使得高于除塵工藝溫度要求的荒煤氣降溫后再送入除塵箱體，以充分保障除塵布袋的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在除塵箱體內(nèi)，荒煤氣由懸掛于箱體內(nèi)部的除塵布袋外壁進(jìn)入布袋內(nèi)過濾掉微塵，將高爐煤氣含塵量降到要求指標(biāo)以下，獲得的凈煤氣再通過凈煤氣總管供熱風(fēng)爐等設(shè)備使用。除塵系統(tǒng)所收集的粉塵主要集中在除塵器的灰斗內(nèi)，由輸排灰裝置進(jìn)行貯運(yùn)，輸排灰裝置是整個(gè)除塵系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。整個(gè)高爐煤氣布袋除塵系統(tǒng)流程如圖1.1所示。當(dāng)壓力檢測裝置測出進(jìn)出口荒、凈煤氣總管的壓差達(dá)到設(shè)定值，通過其設(shè)計(jì)的若干閥門的啟閉實(shí)現(xiàn)布袋的反吹清

16、灰，從而達(dá)到高爐煤氣的除塵凈化的目的。布袋除塵器的清灰程序?yàn)楹唵蔚腜LC控制程序, 可分別按荒、凈煤氣的壓差和時(shí)間自動(dòng)控制。圖1.1 高爐煤氣布袋除塵系統(tǒng)流程圖高爐煤氣布袋除塵系統(tǒng)采用以微機(jī)為上位機(jī)，以可編程序邏輯控制器(PLC) 為下位機(jī)的結(jié)構(gòu)。通過MCGS這個(gè)監(jiān)控組態(tài)軟件做出高爐煤氣除塵控制系統(tǒng)的整體畫面，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。下位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)除塵系統(tǒng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，通過PLC編程實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉、開啟,執(zhí)行除塵器的運(yùn)行、停止等等。整個(gè)布袋除塵系統(tǒng)的框架如圖1.2所示。圖1.2 布袋除塵系統(tǒng)的框架第二章 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝2.1 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程用于煉鋼和機(jī)械制作等行業(yè)的生鐵絕

17、大多數(shù)是由高爐生產(chǎn)出來的。高爐是煉鐵生產(chǎn)中的主體設(shè)備。高爐煉鐵生產(chǎn)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：供料系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣除塵系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)及高爐本體4。供料系統(tǒng)。包括貯礦槽、貯焦槽、稱量、與篩分等一系列設(shè)備，其任務(wù)是將高爐冶煉所需原燃料通過上料系統(tǒng)裝入高爐。送風(fēng)系統(tǒng)。包括鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐及一系列管道和閥門等，其任務(wù)是連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需的熱風(fēng)。煤氣除塵系統(tǒng)。包括煤氣管道、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器等，其任務(wù)是將高爐冶煉所產(chǎn)生的煤氣，經(jīng)過一系列的凈化使其含塵量降至10mg/m3以下，以滿足用戶對(duì)煤氣質(zhì)量的要求。渣鐵處理系統(tǒng)。包括出鐵場、開鐵口機(jī)、堵渣口機(jī)、爐前吊車、鐵水罐

18、車及水沖渣設(shè)備等，其任務(wù)是及時(shí)處理高爐排放出的渣、鐵，保證高爐生產(chǎn)正常運(yùn)行。噴吹系統(tǒng)。包括原煤的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、煤粉的制備、收集及煤粉噴吹等，其任務(wù)是均勻穩(wěn)定地向高爐噴吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。高爐煉鐵所用的原料是經(jīng)過處理后符合化學(xué)成分及粒度要求的，由上料系統(tǒng)將原料裝入高爐；經(jīng)冶煉生產(chǎn)出來的主產(chǎn)品生鐵，可直接送煉鋼廠煉鋼或鑄成鐵塊；爐渣可制成水渣用于水泥工業(yè)；高爐煤氣除去灰塵后可用作燃料。高爐冶煉生產(chǎn)工藝流程如圖2.1所示。圖2.1 高爐冶煉生產(chǎn)工藝流程1-高爐；2-熱風(fēng)爐；3-除塵器；4-鼓風(fēng)機(jī)；5-渣罐；6-鐵水罐；7-布袋除塵器；8-貯油罐；9-貯煤罐；10-煙囪2.2 熱風(fēng)爐在高

19、爐煉鐵中的作用高爐煉鐵采用熱風(fēng)爐來加熱所鼓入高爐的風(fēng)，可將風(fēng)溫提高到1350。這是高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一，其重要意義在于：可大幅度降低煉鐵焦化。風(fēng)溫提高100可提高高爐風(fēng)口區(qū)理論燃燒溫度6080，可降低高爐燃料比2030kg/t，可允許多噴吹煤粉15kg/t。可顯著地提高高爐生鐵產(chǎn)量。因?yàn)楦郀t利用系數(shù)=冶煉強(qiáng)度焦化，在焦比降低時(shí)利用系數(shù)會(huì)提高。風(fēng)溫的提高不但可以替代昂貴的焦炭，而且允許噴吹煤粉，進(jìn)而取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。熱風(fēng)爐加熱是使用高爐的生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品高爐煤氣來作為燃料。這樣，使高爐煉鐵系統(tǒng)成為熱效率最高的火法冶金設(shè)備。不僅降低了高爐煉鐵的生產(chǎn)成本，而且減少了煤氣排放，進(jìn)而

20、保護(hù)了環(huán)境5。2.3 高爐煤氣對(duì)熱風(fēng)爐的影響熱風(fēng)爐使用高爐煤氣進(jìn)行燃燒，在爐內(nèi)蓄熱積存足夠的熱能，然后引入冷風(fēng)進(jìn)行熱交換，以獲得高爐生產(chǎn)所需要的熱風(fēng)。因此，高爐煤氣質(zhì)量的好壞直接影響著熱風(fēng)爐的使用壽命和熱風(fēng)的溫度。我國眾多的中小型高爐中絕大部分都使用球式熱風(fēng)爐。這種熱風(fēng)爐占地面積小、蓄熱能力大、換球方便，但球與球之間的孔隙度小，因此對(duì)煤氣的要求更嚴(yán)格?？v觀很多中小型高爐的生產(chǎn)實(shí)踐，熱風(fēng)爐使用壽命短的原因主要有兩個(gè)：其一是耐火球質(zhì)量差。很多高爐購置的耐火球質(zhì)量達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，耐火度低，荷重軟化溫度低。而熱風(fēng)爐內(nèi)的溫度較高，因此耐火球發(fā)生軟化變形，使孔隙堵塞。其二是煤氣的質(zhì)量差，煤氣中含塵量高

21、。在熱風(fēng)爐燒爐過程中，煤氣中大量的粉塵積聚在球床中的空隙間，久而久之，使空隙堵塞，熱風(fēng)爐無法使用。因此，煤氣的質(zhì)量就成為熱風(fēng)爐的壽命和風(fēng)溫使用水平較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。2.4 高爐煤氣的產(chǎn)生及其特性2.4.1 高爐煤氣的產(chǎn)生6經(jīng)熱風(fēng)爐預(yù)熱后的高溫空氣進(jìn)入高爐后，與白熱狀態(tài)的焦炭相遇，鼓風(fēng)中的氧氣，水蒸汽與焦炭發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng): (2.1) (2.2) (2.3) (2.4)鼓風(fēng)中蒸汽量較少(增濕鼓風(fēng)時(shí)，水蒸汽量相對(duì)多一些)，由上述反應(yīng)式可知，生成氣體中氫氣含量較少；鼓風(fēng)中的氮?dú)獠粎⒓踊瘜W(xué)反應(yīng)，仍以氮?dú)鉅顟B(tài)混在生成氣中。生成氣體與鐵礦石(包括燒結(jié)礦，球團(tuán)礦)中氧化鐵起還原反應(yīng)如下: (2.5) (2.6

22、) (2.7) (2.8) (2.9) (2.10)隨著氧化鐵還原反應(yīng)的進(jìn)行，氣相中的CO及H2逐漸減少，CO2和H2O逐漸增加，在高爐內(nèi)部氣流的作用下，入爐料中的細(xì)粉及反應(yīng)產(chǎn)物粉塵也進(jìn)入氣相，到達(dá)爐頂?shù)暮瑝m氣體就是高爐煤氣。2.4.2 高爐煤氣的特性高爐煤氣是高爐煉鐵的副產(chǎn)品。主要可燃成分是CO約占2030，其余為CO2、N2及少量的H2、微量氣體雜質(zhì)。高爐煤氣無色、無味、有劇毒。燃點(diǎn)約為700，低位發(fā)熱量為3349.6kJ/m3左右。另外由于高爐煤氣中含有大量煉鐵原、燃料固體顆粒組成的灰粉，使用前須清洗，而清洗方式多采用濕法，故煤氣中含水較多，且灰粉有部分殘留，一般高爐煤氣的含水率在7g/

23、m3以上。2.5 高爐煤氣除塵技術(shù)2.5.1 高爐煤氣的濕法除塵高爐煤氣除塵凈化的傳統(tǒng)工藝為濕法除塵，如圖2.2為高爐煤氣濕法除塵工藝流程。煤氣的濕法除塵是水洗煤氣，要耗費(fèi)大量的水資源。煤氣洗滌水中懸浮物達(dá)10004000mg/L，并且含有大量的酚、氰化物及其他有機(jī)物7，處理這些有毒物要用化學(xué)藥物或引入水渣池。用化學(xué)藥物處理的系統(tǒng)龐大，處理難度大；用沖渣水稀釋后進(jìn)行閉路循環(huán)，沖渣過程中氰化物會(huì)隨蒸汽擴(kuò)散到大氣中而污染大氣。此外濕法除塵將250左右的煤氣降到50以下，損失能量達(dá)30%以上8，且除塵后的煤氣含水含塵較高，煤氣品質(zhì)下降，使煤氣的物理有效能(溫度和壓力)下降。同時(shí)產(chǎn)生的大量污泥難以清理

24、和利用。濕法除塵是通過洗滌塔與文氏管來進(jìn)行除塵的。該方法可將出口煤氣含塵量降至10 mg/m3以下，除塵效率為94%98%，但煤氣流速與用水情況直接影響文氏管的工作效率。當(dāng)高爐生產(chǎn)波動(dòng)或水量不穩(wěn)定時(shí)，文氏管的工作效率將明顯下降。圖2.2 高爐煤氣濕法除塵凈化工藝流程2.5.2 高爐煤氣的干法除塵高爐煤氣的干法除塵幾乎不用水，不會(huì)帶來水污染和污泥的處理，干的粉塵可直接返回?zé)Y(jié)作為原料使用，除塵過程中煤氣的壓力損失小，配TRT煤氣壓差發(fā)電，發(fā)電量可達(dá)50kwh/噸鐵9。除塵效果好，對(duì)環(huán)境污染少，且煤氣的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大。高爐煤氣的干法除塵包括電除塵技方式和袋式除塵方式。圖2.3為高爐煤氣的干法袋式除塵

25、工藝流程圖。高爐荒煤氣經(jīng)重力除塵器后進(jìn)入袋式除塵器，在袋式除塵器內(nèi)利用濾袋本身的織孔和濾袋外表面的粉塵層對(duì)含塵煤氣進(jìn)行過濾，達(dá)到凈化煤氣的目的，經(jīng)袋式除塵器除塵后的煤氣經(jīng)調(diào)壓閥組或TRT煤氣壓差發(fā)電機(jī)后，入煤氣管網(wǎng)到用戶。圖2.3 高爐煤氣的干法除塵工藝流程2.5.3 高爐煤氣干法布袋除塵的優(yōu)點(diǎn)1) 高爐煤氣采用干法布袋除塵比傳統(tǒng)的濕法除塵可以多回收和利用煤氣顯熱。高爐煤氣溫度按180計(jì)，每噸鐵可回收煤氣約30萬kJ的顯熱，相當(dāng)于多回收了10 kg的標(biāo)準(zhǔn)煤。2) 高爐煤氣采用干法布袋除塵比傳統(tǒng)濕法除塵可以提高煤氣的熱值。采用干法凈化后的煤氣不含機(jī)械水，因而煤氣熱值可提高126209 kJ/m3

26、，煤氣顯熱可使理論燃燒溫度提高90120，熱風(fēng)爐或鍋爐的效率提高2%3%。3) 高爐煤氣采用干法布袋除塵比傳統(tǒng)的濕法除塵可以節(jié)約水、電。據(jù)測量，對(duì)于大型高爐，高爐煤氣采用干法布袋除塵可以節(jié)約工業(yè)循環(huán)水約6 m3/噸鐵。4）干法除塵比濕法除塵效率高。大型高爐干式布袋除塵后凈煤氣含塵量一般在3 mg/m3以下，平均不超過1 mg/m3，而濕式除塵后凈煤氣含塵量一般在510 mg/m3，有的甚至?xí)^10 mg/m3。干法除塵凈煤氣質(zhì)量的提高有利于高爐凈煤氣用戶的生產(chǎn)和使用10。第三章 除塵器3.1 各種除塵器原理除塵技術(shù)就是利用兩相流動(dòng)的氣固或液固分離原理(包括重力分離、慣性力分離、離心力分離、庫

27、侖力分離、水膜除塵和過濾) 捕集氣體中的固態(tài)或液態(tài)顆粒物。常用的除塵裝置有機(jī)械式除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器、過濾式除塵器和袋式除塵器。機(jī)械式除塵器是利用重力、慣性力和離心力作用使粉塵與氣流分離沉降的裝置，包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。重力沉降室和慣性除塵器屬于低效除塵器,旋風(fēng)除塵器屬于中等效率除塵器。濕式除塵器是利用液滴或液膜洗滌含塵氣流使粉塵與氣流分離沉降的裝置。濕式除塵器有水膜除塵器、噴淋塔、文丘里洗滌器沖擊式除塵器和旋流板塔等。其原理為利用水形成液網(wǎng)、液膜或液滴與塵粒發(fā)生慣性碰撞、擴(kuò)散效應(yīng)、黏附、擴(kuò)散漂移與熱漂移、凝聚等作用，達(dá)到捕集、分離塵粒，并兼?zhèn)湮諝鈶B(tài)污染物的目的

28、；可以處理高溫廢氣、黏性顆粒和液滴，除塵效率較高。靜電除塵器是利用高壓電場使顆粒荷電，在庫侖力作用下使顆粒與氣流分離沉降的裝置。靜電除塵器幾乎可以捕集一切細(xì)微粉塵及霧狀液滴，其捕集粒徑范圍在001100 um，粉塵粒徑 02um 時(shí)，除塵效率可高達(dá)99 %以上；由于靜電除塵器利用庫侖力捕集粉塵，流經(jīng)除塵器的阻力很小，約98294 Pa ；并可處理從低溫、低壓到高溫、高壓的含塵氣流。3.2 各種除塵器性能比較靜電除塵器、濕式文丘里除塵器和袋式除塵器是目前國內(nèi)外應(yīng)用較廣的3 種高效除塵器；重力沉降室和慣性除塵器屬于低效除塵器；旋風(fēng)除塵器和除文丘里以外的濕式除塵器屬于中等效率除塵器。各種除塵器基本性

29、能如表3.1所示。表3.1 各種除塵器基本性能3.3 袋式除塵器的過濾機(jī)理袋式除塵器從19世紀(jì)中葉開始用于工業(yè)生產(chǎn)以來，不斷發(fā)展，特別是20世紀(jì)50年代,脈沖噴吹的清灰方式以及合成纖維濾料的應(yīng)用，為袋式除塵器的進(jìn)一步發(fā)展提供了有利條件。目前在各種高效除塵器中，袋式除塵器是最有競爭力的一種。袋式除塵是采用過濾技術(shù)將空氣中的固體顆粒物進(jìn)行分離的過程，袋式除塵器是采用過濾技術(shù)進(jìn)行氣固分離的設(shè)備11。氣體過濾技術(shù)目前主要有纖維過濾、膜過濾和顆粒過濾。盡管這三種方式都能達(dá)到將氣體中固體顆粒分離出來的目的，但它們的機(jī)理是不一樣的，袋式除塵為纖維過濾，膜過濾或膜過濾與顆粒過濾的組合。袋式除塵器的濾料是由大量

30、纖維疏松地充填在一起組成的過濾介質(zhì)，纖維的取向與空氣流方向垂直，粒子大多數(shù)沉積在介質(zhì)內(nèi)部，布袋除塵屬于所謂“障礙物形式”捕集方式。3.4 濾料的特性和種類濾料是袋式除塵器重要部件濾袋的縫制材料。袋式除塵器的性能在很大程度上取決于濾料的性能，如過濾效率、設(shè)備阻力等，這些都與濾料材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和后處理有關(guān)。根據(jù)袋式除塵器的除塵原理和粉塵特性，對(duì)濾料提出了如下要求：（1）清灰后能保留一定的永久性容塵，以保持較高的過濾效率；（2）在均勻容塵狀態(tài)下透氣好，壓力損失小；（3）抗皺折、耐磨、機(jī)械強(qiáng)度高；（4）耐溫、耐腐蝕性好；（5）吸濕性小，易清灰；（6）使用壽命長，成本低；這些要求，有些取決于纖維的理化性質(zhì)，

31、有些取決于濾料的結(jié)構(gòu)和后處理。一般濾料很難同時(shí)滿足上述全部要求，要根據(jù)具體條件來選擇合適的濾料，正確地選擇濾料對(duì)設(shè)計(jì)和應(yīng)用袋式除塵器有著重要的意義。3.4.1 濾料的特性由于要求凈化的工業(yè)煙氣及粉塵具有不同的性質(zhì)，因而對(duì)濾料也提出各方面的要求，濾料具有的特性應(yīng)盡可能滿足所提出的要求，與過濾粉塵有關(guān)的濾料特性有以下幾項(xiàng)。1）過濾效率濾料的過濾效率()一方面與濾料結(jié)構(gòu)有關(guān),另一方面也取決于在濾料上所形成的粉塵層。從濾料結(jié)構(gòu)看，短纖維的過濾效率比長纖維高，毛氈濾料比織物濾料高。從粉塵層的形成來看，對(duì)于薄濾料，清灰后，粉塵層被破壞，效率降低很多，而厚濾料清灰后還可保留一部分粉塵在濾料中，避免過度清灰。

32、一般說來，在濾料不破裂的情況下，均可達(dá)到很高的效率（99.9）。2）容塵量容塵量指達(dá)到給定阻力值時(shí)單位面積濾料上積存的粉塵量。濾料的容塵量影響濾料的阻力和清灰周期。為了避免頻繁地清灰、延長濾料壽命，要求濾料的容塵量大。容塵量與濾料的孔隙率、透氣率有關(guān)，毛氈濾料比織物濾料的容塵量大。3）透氣率及阻力透氣率是指在一定的壓差下，通過單位面積濾料上的氣體量。濾料的阻力直接與透氣率有關(guān)。透氣率取決于纖維細(xì)度、纖維的種類和編織方法等。透氣率降低，除塵效率提高，但阻力卻大為增加。4）耐溫性工業(yè)煙氣的溫度有時(shí)很高，為了適應(yīng)高溫?zé)煔獾膬艋?，濾料需具有耐高溫的性能。耐溫性是選擇濾料的重要因素。除了考慮長期工作溫度

33、外，還要考慮發(fā)生短期高溫的可能性。在考慮耐溫時(shí)，還要注意到有的濾料能耐干熱，但對(duì)濕熱的抵抗很差，耐溫濾料的造價(jià)較高，因此需同時(shí)對(duì)采用降溫方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以確定取舍。5）吸濕性纖維吸濕性也是評(píng)價(jià)濾料性能的指標(biāo)之一。當(dāng)處理的氣體中含有一定量的蒸汽時(shí)，如果濾料的吸濕性高，會(huì)造成粉塵黏結(jié)，濾料堵塞，阻力上升，惡化除塵性能。6）機(jī)械性能濾料的機(jī)械性能主要指抗拉強(qiáng)度、抗彎折強(qiáng)度及耐磨性?？估瓘?qiáng)度是因?yàn)V袋吊掛時(shí)要承受濾料自重及灰重，同時(shí)還要經(jīng)受清灰時(shí)的振動(dòng)，濾袋愈長，要求的抗拉強(qiáng)度也愈高，但當(dāng)濾袋內(nèi)部有支撐架時(shí)，對(duì)抗拉強(qiáng)度的要求就不很突出。耐磨性是評(píng)價(jià)濾料的重要指標(biāo)，許多濾袋的破裂都是因?yàn)槟p造成的。

34、耐磨性包括粉塵與濾料之間或纖維之間或?yàn)V料與支撐骨架之間的磨損。3.4.2 濾料的種類3.4.2.1棉、毛濾料棉是一種纖維素質(zhì)纖維，纖維素是交鍵的天然聚合物，與其他天然纖維一樣，它是不耐高溫的，工作溫度為7585，棉布耐酸很差，特別是在高于60和稀酸中易于遭到破壞，棉布耐堿性能較好，棉纖維是非彈性的，因此可以認(rèn)為其尺寸是比較穩(wěn)定的。在正常溫度下，吸濕率較高達(dá)2427，耐磨性為中等。棉布濾料的過濾性能好，造價(jià)最低，油平紋、斜紋或緞紋，也可做成絨布。由于棉布濾料抗化學(xué)侵蝕性差、耐溫性差、吸濕性強(qiáng)及可燃性等，其使用受到局限。毛織濾料通常用羊毛造成。毛纖維比棉要細(xì)，織成的濾布較厚。透氣性好，阻力小，容塵

35、量大，過濾效率高，易于清灰12。3.4.2.2無機(jī)纖維濾料為了使濾袋能耐高溫，近年來無機(jī)纖維濾袋有很大發(fā)展。玻璃纖維濾料用于高溫過濾已經(jīng)有多年歷史，由于不斷改進(jìn)，目前應(yīng)用仍比較廣泛。近年來，有的國家開始采用金屬纖維濾料。此外，還有碳素纖維、礦渣纖維、硅酸鹽纖維、陶瓷纖維等用作濾料的研究也正在進(jìn)行。3.5 袋式除塵器的分類3.5.1 按清灰方式分類1）機(jī)械清灰：包括人工振打、機(jī)械振打、高頻振蕩等。這是一種最老和最簡單的方式，曾經(jīng)在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。清灰時(shí)，振打方式可以使濾袋在水平方向運(yùn)動(dòng)，或在垂直方向運(yùn)動(dòng)，或用快速振動(dòng)器使布袋快速振動(dòng)。采用垂直方向振打，清灰效果好，但對(duì)濾袋的損害較大。在高溫氣體凈

36、化中，所用濾料抗彎折強(qiáng)度較差時(shí)，可以考慮采用這種方式。2）逆氣流清灰：逆氣流清灰是采用室外或循環(huán)空氣以與含塵氣流相反的方向通過濾袋，使其上的塵塊脫落，掉入灰斗中。在這種清灰方式中，一方面是由于反方向的清灰氣流直接沖擊塵塊，另一方面，由于氣流方向的改變，濾袋產(chǎn)生脹縮振動(dòng)，也有助于塵塊的脫落。逆氣流可以是用正壓將氣流吹入濾袋，也可以是以負(fù)壓將氣流吸出濾袋。清灰氣流可以由主風(fēng)機(jī)供給，也可以單獨(dú)設(shè)反吹風(fēng)風(fēng)機(jī)。3）脈沖噴吹清灰：這是借助于壓縮空氣通過文氏管誘導(dǎo)周圍的空氣在極短的時(shí)間內(nèi)噴入濾袋，使濾袋產(chǎn)生脈沖膨脹振動(dòng)，同時(shí)在逆氣流的作用下，濾袋上的粉塵被剝落掉入灰斗。這種方式的清灰強(qiáng)度大，可以在過濾工作狀

37、態(tài)下進(jìn)行清灰，允許的過濾風(fēng)速也高。脈沖噴吹清灰是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的技術(shù)。由于它具有許多優(yōu)點(diǎn)，因而近年來發(fā)展很快，成為袋式除塵器的一種主要清灰方式。4）聲波清灰：聲波清灰是采用聲波發(fā)生器使濾料產(chǎn)生附加的振動(dòng)而進(jìn)行清灰的。聲波發(fā)生器使塵塊由濾料上振落下來，這種方法有時(shí)用作反吹風(fēng)或反吸風(fēng)清灰的補(bǔ)充。聲波通?？捎冒逭駝?dòng)、汽笛、諧振警報(bào)器等發(fā)生，后兩者采用壓縮空氣，有效聲強(qiáng)需155dB以上。3.5.2 按除塵器內(nèi)的壓力分類1）負(fù)壓式除塵器：在通常的除塵系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)置于除塵器的后面，使除塵器處于負(fù)壓，將含塵氣流吸入除塵器進(jìn)行凈化。這種方式的特點(diǎn)是進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣流是已經(jīng)凈化的氣流，可以防止風(fēng)機(jī)被磨損。

38、如圖3.1中a圖所示。2）正壓式除塵器：考慮到袋式除塵器除塵效率高，含塵氣流凈化后有時(shí)可直接排入室內(nèi)大氣，因而將風(fēng)機(jī)設(shè)于除塵器前，除塵器在正壓下工作。這種方式的管道布置緊湊，對(duì)外殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求不高。但風(fēng)機(jī)易磨損，不適用于濃度高、粗顆粒、硬度大、磨損性強(qiáng)的粉塵。如圖3.1中b圖所示。圖3.1 負(fù)壓式和正壓式除塵器a負(fù)壓式；b正壓式3.5.3 按濾袋形狀分類1）圓袋：通常的袋式除塵器的濾袋都采用圓袋圖3.2中(b)(e)。圓袋結(jié)構(gòu)簡單，便于清灰。濾袋的直徑一般為100300mm。最大不超過600mm。直徑太小時(shí)有堵灰的可能，直徑太大，則有效空間的利用較少，袋長為212 m，脈沖噴吹袋式除塵器袋長

39、較小，而反吹風(fēng)袋式除塵器袋長可大一些，袋長時(shí)，濾袋直徑也相應(yīng)要求長。2）扁袋：扁袋圖3.2(a)除塵器是由一系列扁長濾袋所組成，濾袋的厚度以及濾袋之間的間隙2550 mm，因此在單位體積內(nèi)所布置的過濾面積要大很多。扁袋高度一般為6001200 mm，深300500 mm。扁袋內(nèi)部用骨架（或彈簧）支撐，盡管扁袋除塵器在節(jié)約占地面積方面有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是目前在工業(yè)中的使用量仍大大少于圓袋除塵器，其主要原因是扁袋的結(jié)構(gòu)和清灰較復(fù)雜，換袋困難及濾袋與骨架的磨損較大。3.5.4 按含塵氣流進(jìn)入濾袋的方向分類1)內(nèi)濾式圖3.2(c)、（e）：含塵氣流首先進(jìn)入濾袋內(nèi)部，由內(nèi)向外過濾，粉塵積于濾袋內(nèi)表面。內(nèi)

40、濾式的濾袋外部為干凈氣體側(cè)，便于檢查和換袋。當(dāng)過濾氣體沒有毒性，溫度又不高時(shí)，甚至可以在過濾狀態(tài)下進(jìn)入除塵器內(nèi)。內(nèi)濾式一般適用于機(jī)械清灰和逆氣流清灰的袋式除塵器。2）外濾式圖3.2(b)、(d)：含塵氣流由濾袋外部通過濾料進(jìn)入濾袋內(nèi)，凈化后排出。為了便于過濾，濾袋內(nèi)要設(shè)支撐骨架（袋籠）。外濾式適用于脈沖噴吹袋式除塵器、高壓氣流反吹袋式除塵器、扁袋除塵器等。3.5.5 按進(jìn)氣口的位置分類1）下進(jìn)風(fēng)：含塵氣流由除塵器下部、灰斗部分進(jìn)入除塵器內(nèi)圖3.2(b)、(c)。2）上進(jìn)風(fēng)：含塵氣流由除塵器上部進(jìn)入除塵器圖3.2(d)、(e)。當(dāng)采用下進(jìn)風(fēng)時(shí)，除塵器結(jié)構(gòu)較簡單，但由于氣流的方向與粉塵下落的方向相

41、反，容易使部分下落的微細(xì)粉塵還未落到灰斗就又重新返回到濾袋表面上從而降低了清灰效果，使設(shè)備阻力增加13。 平板式向上，向下或水平流動(dòng)(a)圓筒式向上流動(dòng)外側(cè)過濾內(nèi)側(cè)過濾（b）(c)(d)(e)向下流動(dòng)圖3.2 袋式除塵器濾袋形狀3.6 高爐煤氣袋式除塵系統(tǒng)從高爐爐頂出來的煤氣沿下降管進(jìn)入重力除塵器,重力除塵器利用灰塵顆粒的重力沉降作用除掉一部分灰塵,這就是所謂的粗除塵。從重力除塵器出來的荒煤氣進(jìn)入除塵箱體內(nèi)，為了防止荒煤氣溫度過高而燒壞布袋，增加了一個(gè)熱交換器。從布袋除塵箱體出來的煤氣是經(jīng)過除塵的凈煤氣。當(dāng)濾袋表面積塵達(dá)到一定厚度時(shí)，由清灰控制裝置(差壓反吹或定時(shí)反吹方式)按設(shè)定程序關(guān)閉提升閥

42、，控制當(dāng)前單元離線，并打開電磁脈沖閥噴吹，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。布袋除塵裝置位于煉鐵高爐旁，風(fēng)吹日曬，溫度高、灰塵重，要求現(xiàn)場安裝的控制設(shè)備具有較高的環(huán)境適應(yīng)性。3.6.1 高爐煤氣布袋除塵的機(jī)理布袋除塵能將高爐煤氣中的粉塵捕集，是由煤氣中塵粒和過濾介質(zhì)綜合作用的結(jié)果。高爐煤氣中的粉塵是由超細(xì)微粒到粗粒的各粒徑分布的14。當(dāng)含塵氣流流過清潔的濾料時(shí)，比濾布空隙大的微粒，由于重力作用沉降或因慣性力作用被纖維擋?。槐葹V布空隙小的微粒和濾布的纖維發(fā)生碰撞后或經(jīng)過時(shí)被纖維鉤附在濾袋表面，由分子間的布朗運(yùn)動(dòng)留在濾布的表面和空隙中，最微小的粒子則可能隨氣流一

43、起流經(jīng)濾布跑掉了。隨著濾料上捕集的粉塵不斷增加，一部分粉塵嵌入到濾料內(nèi)部，一部分附著在表面，在織孔和濾袋表面形成灰膜?；夷び殖蔀闉V膜，煤氣通過布袋和濾膜達(dá)到良好的凈化除塵的目的。當(dāng)灰膜增厚，阻力增大到一定程度時(shí)，再進(jìn)行清灰，去掉大部分灰膜，使阻力減小到最小，再恢復(fù)正常過濾。高爐煤氣布袋除塵中，灰膜起著比濾料更重要的作用，使捕集塵的效率顯著提高。積灰的濾料比清灰后濾料除塵效率高，清潔濾料除塵效率最低。因此清灰時(shí)應(yīng)保留部分粉塵，以保證高的除塵效率，過度清灰會(huì)引起除塵效率下降，加快濾袋破損。3.6.2 除塵系統(tǒng)的控制流程高爐煤氣經(jīng)重力除塵器粗除塵后，溫度在80300范圍內(nèi)，進(jìn)入布袋除塵箱體進(jìn)行過濾凈

44、化。如果溫度低于80，或高于300，則由熱交換器調(diào)節(jié)溫度。本設(shè)計(jì)提供了按壓差反吹方式，即若荒、凈煤氣壓力差超過預(yù)先設(shè)定的差壓值，就對(duì)箱體實(shí)施反吹清灰過程。為了防止故障時(shí)不能自動(dòng)運(yùn)行，還有手動(dòng)方式，只要選擇任何一個(gè)箱體，對(duì)其進(jìn)、出口閥門進(jìn)行開關(guān)，就可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)反吹。除塵箱體過濾后的灰塵，由螺旋輸送機(jī)輸出，再經(jīng)過斗提機(jī)到高位灰倉，然后經(jīng)粉塵加濕機(jī)加濕，由汽車運(yùn)出廠區(qū)。本除塵系統(tǒng)采用5個(gè)除塵箱體，每個(gè)箱體都由過濾室、灰倉、進(jìn)氣管、排氣管、反吹管、切換閥門等組成。當(dāng)荒、凈煤氣壓力差達(dá)到6KPa時(shí)，依次對(duì)5個(gè)箱體布袋進(jìn)行反吹清灰。3.6.3 清灰控制最古老的清灰是由人來控制的，隨后采用定時(shí)器控制。隨著電

45、子技術(shù)的發(fā)展，脈沖控制系統(tǒng)應(yīng)用于袋式除塵器清灰控制，現(xiàn)有開環(huán)控制和閉環(huán)控制模式。采用脈沖控制儀，利用其輸出信號(hào)直接控制電磁閥，為開環(huán)控制模式；按時(shí)間或除塵器的壓力損失來控制清灰，即閉環(huán)控制。后者可減少用于清灰的氣體量以及反吹風(fēng)機(jī)的能耗，延長脈沖閥和濾袋的壽命。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，大部分清灰控制系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)定壓差或定時(shí)閉環(huán)控制，并且有檢測、控制、報(bào)警等功能。清灰控制為兩種控制方式：當(dāng)荒、凈煤氣總管壓差達(dá)到6KPa（設(shè)定值）時(shí)，進(jìn)行反吹。由PLC程序設(shè)定定時(shí)反吹時(shí)間，到時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行反吹。布袋除塵器反吹方式有在線反吹和離線反吹兩種。在線反吹：即當(dāng)荒、凈煤氣總管壓差達(dá)到6KPa（或到達(dá)規(guī)定的反吹時(shí)

46、間）時(shí)，不關(guān)閉箱體的進(jìn)出口蝶閥，同時(shí)進(jìn)行反吹。離線反吹：即當(dāng)荒、凈煤氣總管壓差達(dá)到6KPa（或到達(dá)規(guī)定的反吹時(shí)間）時(shí)，關(guān)閉箱體進(jìn)出口閥門，然后進(jìn)行反吹，反吹后立即打開凈煤氣進(jìn)出口閥，使箱體恢復(fù)正常工作狀態(tài)，然后進(jìn)行下一個(gè)箱體的反吹。3.6.4 卸、輸灰系統(tǒng)圖3.3為儲(chǔ)灰、卸灰系統(tǒng)的工作原理圖。濾袋噴吹后的粉塵沉積在每一個(gè)箱體的下錐部，達(dá)到一定積量時(shí)，經(jīng)上卸灰球閥進(jìn)入中間灰斗存放、冷卻。卸灰時(shí)，打開下卸灰球閥，通過葉輪給料機(jī)送入密封輸灰鏈槽中。1123451- 倉壁振動(dòng)器；2-補(bǔ)償器；3-中間灰斗；4-電動(dòng)球閥；5-葉輪給料機(jī)圖3.3 儲(chǔ)灰、卸灰裝置原理圖輸灰的方式按輸送裝置的動(dòng)力分為機(jī)械輸送和

47、氣力輸送。按輸送的方向分為向下輸送，如卸灰裝置；水平輸送，如刮板輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)；向上輸送，如帶式和鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)。本系統(tǒng)采用水平的螺旋輸送機(jī)和向上的斗式提升機(jī)。螺旋輸送機(jī)是依靠螺旋葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，引導(dǎo)粉塵沿著固定的殼體內(nèi)壁向前移動(dòng)而不停地工作著。它一般單獨(dú)用于小型除塵器的粉塵輸送。斗式提升機(jī)是一種常見的垂直輸送設(shè)備，用于運(yùn)送粉狀物料。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)力消耗低；外形尺寸小，能顯著地節(jié)省地面面積；在全封閉罩殼內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，不揚(yáng)粉塵，避免污染環(huán)境；輸送能力大；并達(dá)到較高的輸送高度。3.6.5 過程控制要點(diǎn)高爐煤氣除塵工藝控制要點(diǎn)主要包括換熱器溫度控制、布袋反吹控制和輸排灰控制。1、換

48、熱器溫度控制換熱器出口處的荒煤氣溫度應(yīng)控制在80300之間，如果溫度過低，則會(huì)因?yàn)槊簹鉁囟容^低發(fā)生水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象，潮濕的煤氣經(jīng)過布袋除塵時(shí)會(huì)使布袋受潮，干燥的灰遇到潮濕的布袋會(huì)大量淤積進(jìn)而糊住布袋的通氣孔，降低布袋的除塵能力，最終導(dǎo)致布袋報(bào)廢。如果溫度過高，則會(huì)降低布袋的使用壽命。2、布袋反吹控制本設(shè)計(jì)中采用的除塵器為外濾式、負(fù)壓反吹風(fēng)除塵器。當(dāng)某一袋室進(jìn)行清灰時(shí)，首先關(guān)閉除塵器箱體的進(jìn)、出口閥門，然后打開反吹風(fēng)管的進(jìn)口閥門。由于除塵器內(nèi)各室的進(jìn)風(fēng)管是相通的，因此清灰后的氣體與含塵氣體一起被吸入各袋室凈化后排出。布袋反吹為順序反吹，在每個(gè)箱體內(nèi)布袋的反吹清灰也為順序反吹，即依次打開反吹氣包上1

49、0個(gè)電磁閥，對(duì)布袋箱體內(nèi)對(duì)應(yīng)的布袋依次進(jìn)行反吹。3、輸排灰控制灰倉設(shè)有灰位上下限，當(dāng)灰位達(dá)到上限時(shí)，卸灰球閥打開，開始卸灰；當(dāng)灰位下降到灰位下限時(shí)，關(guān)閉卸灰球閥，停止卸灰?；覀}中的灰卸到中間灰倉，當(dāng)中間灰倉中的灰位大于灰位上限時(shí)，按順序開啟斗提機(jī)、螺旋刮板輸送機(jī)、葉輪給料機(jī)、中間倉卸灰球閥，將中間灰倉中的灰卸入高位灰倉，再經(jīng)加濕機(jī)加濕，汽車外運(yùn)。當(dāng)中間灰倉灰位下降到灰位下限時(shí)，按順序關(guān)閉中間倉卸灰球閥、葉輪給料機(jī)、螺旋刮板輸送機(jī)、斗提機(jī)。輸灰的好壞也影響到整個(gè)除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行。第四章 除塵系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)4.1 工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件MCGS組態(tài)軟件通常是被用來為工業(yè)過程控制、計(jì)算機(jī)集散控制和實(shí)時(shí)監(jiān)

50、測領(lǐng)域進(jìn)行服務(wù)的一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件。它一般具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。MCGS（Monitor and Control Generated System）是一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。MCGS具有操作簡便、可視性好等突出特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)

51、過各種現(xiàn)場的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。4.1.1 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成4.1.1.1MCGS組態(tài)軟件整體結(jié)構(gòu)MCGS 5.1軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用環(huán)境。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。無論使用PLC、儀表，還是使用采集板等設(shè)備，在進(jìn)入工程現(xiàn)場前的組態(tài)測試時(shí)，均采用模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行，等測試合格后，再與設(shè)備連接。4.1.1.2MCGS組態(tài)軟件的組成部分MCGS用一個(gè)“工作臺(tái)”窗口來管理構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的5個(gè)部分，如圖4.1所示，它們分別是主

52、控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口和運(yùn)行策略窗口，每個(gè)窗口都具有特定的功能并且負(fù)責(zé)管理用戶應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)部分。圖4.1 MCGS組態(tài)軟件的工作平臺(tái)1.主控窗口主控窗口是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的主窗口,也是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架,它展現(xiàn)了工程的總體外觀。主控窗口提供菜單命令，響應(yīng)用戶的操作。主控窗口負(fù)責(zé)調(diào)度設(shè)備窗口的工作，管理用戶窗口的打開和關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫圖形顯示和調(diào)度用戶策略的運(yùn)行等工作。2.設(shè)備窗口設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備工作環(huán)境的重要窗口，在這里可以配置數(shù)據(jù)采集和輸出設(shè)備之間的關(guān)系，定義它們之間的通信協(xié)議，將外部設(shè)備中的變量與組態(tài)軟件中的數(shù)據(jù)庫變量進(jìn)行鏈接，達(dá)到實(shí)時(shí)在線通信的目的。3.用戶窗口

53、用戶窗口是用來建立動(dòng)畫圖形的，用戶在規(guī)定了不同名稱的動(dòng)畫窗口后，就可以在其上編輯自己需要的工程畫面。然后再借助于內(nèi)部命令和腳本程序來實(shí)現(xiàn)其工藝流程和畫面的調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工藝組態(tài)的目的。4.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在MCGS中的數(shù)據(jù)不同于傳統(tǒng)意義的數(shù)據(jù)或變量，它不只包含了變量的數(shù)值特征，還將與數(shù)據(jù)相關(guān)的其他屬性（如數(shù)據(jù)的狀態(tài)、報(bào)警限值等）以及對(duì)數(shù)據(jù)的操作方法（如存盤處理、報(bào)警處理等）封裝在一起，作為一個(gè)整體，以對(duì)象的形式提供服務(wù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，是實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分協(xié)調(diào)動(dòng)作的源泉依據(jù)。5.運(yùn)行策略一般簡單的動(dòng)態(tài)畫面，可以利用MCGS中的圖符與相關(guān)變量之間的關(guān)聯(lián)來完成。但對(duì)于

54、復(fù)雜的工程，監(jiān)控系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成多分支、多層循環(huán)嵌套式結(jié)構(gòu)，按照預(yù)定的條件，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有針對(duì)性的選擇和精確的控制。所謂“運(yùn)行策略”，是用戶為實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程自由控制所組態(tài)生成的一系列功能模塊的總稱。根據(jù)運(yùn)行策略的不同作用和功能，MCGS把運(yùn)行策略分為啟動(dòng)策略、退出策略、循環(huán)策略、用戶策略、報(bào)警策略、事件策略、熱鍵策略7種。4.1.2 MCGS組態(tài)過程1.工程項(xiàng)目系統(tǒng)分析首先了解整個(gè)工程的系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程,弄清測控對(duì)象的特征,明確主要的監(jiān)控要求和技術(shù)要求問題。在此基礎(chǔ)上，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想，主要包括系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)哪些功能，控制流程如何實(shí)現(xiàn)，需要什么樣的用戶窗口界

55、面，實(shí)現(xiàn)何種動(dòng)畫效果以及如何在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中定義數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)，同時(shí)還要分析工程中設(shè)備的采集及輸出通道與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中定義的變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫顯示的。2.設(shè)計(jì)用戶操作菜單在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,為了便于畫面的切換和變量的提取,通常用戶要建立自己的菜單,第一步是建立菜單的框架,第二步是對(duì)菜單進(jìn)行功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，用戶可以根據(jù)實(shí)際的需要，隨時(shí)對(duì)菜單的內(nèi)容進(jìn)行增加和刪除，最終確定菜單。3.制作動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫面制作動(dòng)態(tài)畫面是組態(tài)軟件的最終目的，一般的設(shè)計(jì)過程是先建立靜態(tài)畫面，所謂靜態(tài)畫面就是利用系統(tǒng)提供的繪圖工具來畫出效果圖，也可以是一些通過數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、專用繪圖軟件等手段創(chuàng)建的圖片。然后對(duì)一些圖形或圖片進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，所有的動(dòng)畫效果均應(yīng)和數(shù)據(jù)庫變量一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外結(jié)合的效果。4.編制控制流程程序在動(dòng)態(tài)畫面制作過程中，除了一些簡單的動(dòng)畫是由圖形語言定義外，大部分較復(fù)雜的動(dòng)畫效果和數(shù)據(jù)之間的鏈接，都是通過一些程序命令來實(shí)現(xiàn)的，MCGS軟件為用戶提供了大量的系統(tǒng)內(nèi)部命令。其語句的形式兼容于VB、VC語言的格式。另外MCGS軟件還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（即腳本程序），這樣就可以通過簡單的編程語言來編寫工程控制程序。5.編寫程序調(diào)試工程工程中的用戶程序編寫好后，要進(jìn)行在線的調(diào)試。在進(jìn)行現(xiàn)場的調(diào)試過程中，可以先借助一