plc气箱脉冲除尘器清灰过程的设计
【摘要】本文介绍了气箱脉冲袋式除尘器控制系统的设计。包括总体设计、电气控制系统设计和工作流程等内容。文中首先介绍气箱脉冲袋式除尘器在工业生产过程和环境保护的意义以及除尘器的工作原理和内部结构组成。然后使用OMRON CP1E编程器对气箱脉冲袋式除尘器控制程序的编写。本系统采用PLC进行数据采集和系统控制，使用电磁阀接受PLC发出的信号，可实现除尘器的自动运行，采用了远程控制和就地进行净化除尘作业，实现除尘器的过滤、清灰、静止三状态。
目 录
引言 1
一、气箱脉冲袋式除尘器系统 2
二、气箱脉冲袋式除尘器选型要求 2
(一)气箱脉冲袋式除尘器具体要求 2
(二) 气箱脉冲袋式除尘器选型依据 2
三、气箱脉冲袋式除尘器工作原理 3
四、气箱脉冲袋式除尘器结构 4
五、气箱脉冲袋式除尘器技术参数 8
六、ONRON PLC编程 9
(一)OMRON PLC概况 9
(二)创建项目及参数设置 9
(三)程序编写 13
结论 20
参考文献 21
致谢 22
引言
在企业生产过程中散发出来的各类含尘气体、废气、尾气，如不加以控制，就会污染现场环境，影响操作人员的身心健康和安全，如不加以处理，就从车间排到大气环境，对大气造成污染，加剧周围居民的反感，造成厂群关系对立，影响企业的正常生产和发展，为防止烟尘的扩散，必须把这些烟尘收集起来，加以治理和控制，收集的物料减少了产品的扩散，提高了产量，这就是除尘技术。
除尘器一般分为重力除尘、高压静电除尘、湿法除尘、袋式除尘等。气箱脉冲袋式除尘器是袋式除尘设备的一种，是利用滤袋进行过滤除尘、脉冲阀喷吹清灰的技术，滤袋的材质多用含纤维材质材料，利用纤维的绒毛阻挡粉尘的穿刺，用这些材料织成滤布，再把滤布缝制成各种形状的滤袋，如圆形、扁袋形、波纹形或菱形，用滤袋进行过滤与分离粉尘颗粒时，可以让含尘气体从滤袋外部进入内部，把粉尘分离在滤袋外表面，也可以使含尘气体从滤袋内部流向外部，将粉尘分离在滤袋内表面。除尘器用风机既可放在除尘本体前面即正压除尘，也可放在除尘
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本体后面即负压除尘。含尘气体通过滤袋分离与过滤完成除尘技术全过程。
随着人们生活水平的日益提高，环境要求也越来越严格，现在钢铁、冶金、化工及锅炉等行业普遍采用气箱脉冲除尘器进行废气收尘，一是改善作业环境，二是减少对大自然的污染。
气箱脉冲袋式除尘器系统
本系统实现气箱脉冲袋式除尘器间隔清灰的工作方式，使除尘系统阻力降至较低，满足生产工艺要求，本文以PPC644气箱脉冲袋式除尘器为课题研究对象，除尘器采用PLC控制，要求一室电磁阀通电工作后，对应的脉冲电磁阀开始带电工作，瞬间强大的高压气流冲击滤袋对袋收尘清灰，清灰结束，提升阀断电，除尘器又开始正常的过滤工作，4个除尘室均各自有1个提升阀和1个脉冲阀。整个控制过程采用延时控制输出。其时序图如11所示。
图11 除尘器脉冲时序图
二、气箱脉冲袋式除尘器选型要求
（一）气箱脉冲袋式除尘器具体要求
（1）结构合理，除尘效果好且便于安装。
（2）清灰效果好，粉尘易剥离，不易结垢。
（3）具有足够的强度，尺寸稳定性好。
（4）透气性适宜，阻力低。
（5）具有良好的耐温、耐腐蚀性能。
(6）价格适中，使用寿命长。
（二）气箱脉冲袋式除尘器选型依据
首先要掌握含尘气体的基本工艺参数如含尘气体流量、性质、浓度、以及粉尘的分散度、浸润性、粘度，然后通过计算过滤风速、过滤面积、滤料及设备阻力再选择设备类型及型号。
1.按处理气体量选型：处理气体量的多少是直接决定除尘器大小类型的决定因素，一般在计算的基础上加上1015%的漏风量。
2.按粉尘的分散度和密度选型：粉尘颗粒较大时可选择旋风除尘器，反之可选择静电除尘器或袋式除尘器。
3.按气体含尘浓度选型：对于重力、惯性、旋风除尘器，进口粉尘浓度越大，收尘效率越高，但是出口含尘量仍较大，除尘效率一般在5570%。袋式除尘器效率高达99.99%，粉尘浓度过高会增加除尘器阻力，影响除尘效率，静电除尘对粉尘浓度较大时收尘效果不佳，往往在电收尘或袋收尘前加旋风除尘器做预收尘。
4.按粉尘比电阻选型：电除尘选型的主要依据就是比电阻。
本文选用选用PPC644气箱脉冲袋式除尘器具有清灰能力强，采用国际先进的离线清灰技术，有效地避免了二次吸附，运行阻力低，活动部件少，维护量小，实现室、单元结构布置。
三、气箱脉冲袋式除尘器工作原理
当含尘气体从进风口进入收尘器，首先沿着进风口中的斜隔板，转向流入灰斗，截面逐渐变大，同时气流速度逐渐变慢，由于重力沉降作用，使气体中粗颗粒粉尘直接落入灰斗，起到预收尘作用。进入灰斗后的气流随之折转向上，经过内部装有金属骨架的滤袋，粉尘被捕集在滤袋的外表面，净化后的气体进入滤袋室上部的清洁室，汇集到出风口排出。每个收尘室装有一个提升阀（气缸）和脉冲阀，它们上面各装有一个电磁阀，可以接受PLC发出的电信号，驱动提升阀开启和关闭，以及驱动脉冲阀喷吹和关闭。清灰时提升阀关闭，切断通过该收尘室的过滤气流，随即脉冲阀开启，向滤袋内喷入高压空气，以清除滤袋外表面上的粉尘，清灰结束，提升阀开启，该室气流继续通过，脉冲阀关闭。各收尘器上的脉冲喷吹宽度和清灰周期，由PLC自动控制连续运行。
1.工作原理
（1）过滤：经进气口进入袋式风道，然后进入灰斗，此时气流速度降低，方向改变，较粗尘粒因惯性和自然沉降等因素落入灰斗，然后气体上升通过滤袋过滤得到净化，粉尘被阻挡在滤袋外表面上，净化后的气体经滤袋、上箱体排出。如图31所示。
图31 除尘器工作原理示意图
（2）清灰及自动控制：除尘器运行一段时间以后，滤袋外表面捕集到的粉尘层增厚，设备运行阻力上升，当阻力增加到一定值后，对滤袋进行清灰，滤袋阻力下降到一定值后，该室滤袋再次投入正常运行。
2．设备可采用定时清灰和定阻清灰两种清灰控制方式
（1）定时清灰方式
根据工艺要求设定除尘器清灰参数，各室根据可调时间参数进行轮流清灰，不影响整机工作，整个清灰控制过程为：当达到预定时间，PLC发出指令，其中某个室提升阀动作关闭阀门，切断过滤气流，同时脉冲阀线圈接受指令，控制脉冲阀打开，0.50.7MPa的压缩空气经脉冲阀喷入访室并迅速膨胀，吹入布袋内部，使滤袋急剧膨胀，粉尘被剥离并落入灰斗，经排灰阀排出，这样依次循环进行，保证除尘器始终处于良好的运行状态。
目 录
引言 1
一、气箱脉冲袋式除尘器系统 2
二、气箱脉冲袋式除尘器选型要求 2
(一)气箱脉冲袋式除尘器具体要求 2
(二) 气箱脉冲袋式除尘器选型依据 2
三、气箱脉冲袋式除尘器工作原理 3
四、气箱脉冲袋式除尘器结构 4
五、气箱脉冲袋式除尘器技术参数 8
六、ONRON PLC编程 9
(一)OMRON PLC概况 9
(二)创建项目及参数设置 9
(三)程序编写 13
结论 20
参考文献 21
致谢 22
引言
在企业生产过程中散发出来的各类含尘气体、废气、尾气，如不加以控制，就会污染现场环境，影响操作人员的身心健康和安全，如不加以处理，就从车间排到大气环境，对大气造成污染，加剧周围居民的反感，造成厂群关系对立，影响企业的正常生产和发展，为防止烟尘的扩散，必须把这些烟尘收集起来，加以治理和控制，收集的物料减少了产品的扩散，提高了产量，这就是除尘技术。
除尘器一般分为重力除尘、高压静电除尘、湿法除尘、袋式除尘等。气箱脉冲袋式除尘器是袋式除尘设备的一种，是利用滤袋进行过滤除尘、脉冲阀喷吹清灰的技术，滤袋的材质多用含纤维材质材料，利用纤维的绒毛阻挡粉尘的穿刺，用这些材料织成滤布，再把滤布缝制成各种形状的滤袋，如圆形、扁袋形、波纹形或菱形，用滤袋进行过滤与分离粉尘颗粒时，可以让含尘气体从滤袋外部进入内部，把粉尘分离在滤袋外表面，也可以使含尘气体从滤袋内部流向外部，将粉尘分离在滤袋内表面。除尘器用风机既可放在除尘本体前面即正压除尘，也可放在除尘
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本体后面即负压除尘。含尘气体通过滤袋分离与过滤完成除尘技术全过程。
随着人们生活水平的日益提高，环境要求也越来越严格，现在钢铁、冶金、化工及锅炉等行业普遍采用气箱脉冲除尘器进行废气收尘，一是改善作业环境，二是减少对大自然的污染。
气箱脉冲袋式除尘器系统
本系统实现气箱脉冲袋式除尘器间隔清灰的工作方式，使除尘系统阻力降至较低，满足生产工艺要求，本文以PPC644气箱脉冲袋式除尘器为课题研究对象，除尘器采用PLC控制，要求一室电磁阀通电工作后，对应的脉冲电磁阀开始带电工作，瞬间强大的高压气流冲击滤袋对袋收尘清灰，清灰结束，提升阀断电，除尘器又开始正常的过滤工作，4个除尘室均各自有1个提升阀和1个脉冲阀。整个控制过程采用延时控制输出。其时序图如11所示。
图11 除尘器脉冲时序图
二、气箱脉冲袋式除尘器选型要求
（一）气箱脉冲袋式除尘器具体要求
（1）结构合理，除尘效果好且便于安装。
（2）清灰效果好，粉尘易剥离，不易结垢。
（3）具有足够的强度，尺寸稳定性好。
（4）透气性适宜，阻力低。
（5）具有良好的耐温、耐腐蚀性能。
(6）价格适中，使用寿命长。
（二）气箱脉冲袋式除尘器选型依据
首先要掌握含尘气体的基本工艺参数如含尘气体流量、性质、浓度、以及粉尘的分散度、浸润性、粘度，然后通过计算过滤风速、过滤面积、滤料及设备阻力再选择设备类型及型号。
1.按处理气体量选型：处理气体量的多少是直接决定除尘器大小类型的决定因素，一般在计算的基础上加上1015%的漏风量。
2.按粉尘的分散度和密度选型：粉尘颗粒较大时可选择旋风除尘器，反之可选择静电除尘器或袋式除尘器。
3.按气体含尘浓度选型：对于重力、惯性、旋风除尘器，进口粉尘浓度越大，收尘效率越高，但是出口含尘量仍较大，除尘效率一般在5570%。袋式除尘器效率高达99.99%，粉尘浓度过高会增加除尘器阻力，影响除尘效率，静电除尘对粉尘浓度较大时收尘效果不佳，往往在电收尘或袋收尘前加旋风除尘器做预收尘。
4.按粉尘比电阻选型：电除尘选型的主要依据就是比电阻。
本文选用选用PPC644气箱脉冲袋式除尘器具有清灰能力强，采用国际先进的离线清灰技术，有效地避免了二次吸附，运行阻力低，活动部件少，维护量小，实现室、单元结构布置。
三、气箱脉冲袋式除尘器工作原理
当含尘气体从进风口进入收尘器，首先沿着进风口中的斜隔板，转向流入灰斗，截面逐渐变大，同时气流速度逐渐变慢，由于重力沉降作用，使气体中粗颗粒粉尘直接落入灰斗，起到预收尘作用。进入灰斗后的气流随之折转向上，经过内部装有金属骨架的滤袋，粉尘被捕集在滤袋的外表面，净化后的气体进入滤袋室上部的清洁室，汇集到出风口排出。每个收尘室装有一个提升阀（气缸）和脉冲阀，它们上面各装有一个电磁阀，可以接受PLC发出的电信号，驱动提升阀开启和关闭，以及驱动脉冲阀喷吹和关闭。清灰时提升阀关闭，切断通过该收尘室的过滤气流，随即脉冲阀开启，向滤袋内喷入高压空气，以清除滤袋外表面上的粉尘，清灰结束，提升阀开启，该室气流继续通过，脉冲阀关闭。各收尘器上的脉冲喷吹宽度和清灰周期，由PLC自动控制连续运行。
1.工作原理
（1）过滤：经进气口进入袋式风道，然后进入灰斗，此时气流速度降低，方向改变，较粗尘粒因惯性和自然沉降等因素落入灰斗，然后气体上升通过滤袋过滤得到净化，粉尘被阻挡在滤袋外表面上，净化后的气体经滤袋、上箱体排出。如图31所示。
图31 除尘器工作原理示意图
（2）清灰及自动控制：除尘器运行一段时间以后，滤袋外表面捕集到的粉尘层增厚，设备运行阻力上升，当阻力增加到一定值后，对滤袋进行清灰，滤袋阻力下降到一定值后，该室滤袋再次投入正常运行。
2．设备可采用定时清灰和定阻清灰两种清灰控制方式
（1）定时清灰方式
根据工艺要求设定除尘器清灰参数，各室根据可调时间参数进行轮流清灰，不影响整机工作，整个清灰控制过程为：当达到预定时间，PLC发出指令，其中某个室提升阀动作关闭阀门，切断过滤气流，同时脉冲阀线圈接受指令，控制脉冲阀打开，0.50.7MPa的压缩空气经脉冲阀喷入访室并迅速膨胀，吹入布袋内部，使滤袋急剧膨胀，粉尘被剥离并落入灰斗，经排灰阀排出，这样依次循环进行，保证除尘器始终处于良好的运行状态。
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