本科毕业论文抛丸机滤筒除尘系统技术改造设计与实践.docx

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本科毕业论文抛丸机滤筒除尘系统技术改造设计与实践

抛丸机滤筒除尘器技术改造设计与实践

摘要介绍了宝钢股份厚板部抛丸机滤筒除尘器运行中存在的主要问题，经过论证，提出了解决方案，改变了滤筒布置方式和脉冲清灰方式，减小过滤阻力。

改造后原有除尘器继续保留，作为应急备用机，新建除尘器和原有除尘器需同时与抛丸机PLC建立通信，首次实现了两台除尘器分别与抛丸机联锁控制并可切换，而且均可在同一个HMI画面上进行操作。

工程投产运行表明，改造方案正确，获得满意效果，为抛丸机滤筒除尘器改造积累了经验。

关键词抛丸机滤筒除尘器改造设计联锁控制切换

DesignandPracticeofTechnicalReformationtothePleatedElementFilterwhichisCorollaryEquipmentofShotBlastingMachine

AbstractThispaperstatesthemainproblemofthepleatedelementfilterwhichiscorollaryequipmentofshotblastingmachinethatisusedinheavyplatemillofBaosteel.Throughargumentationthesolutionisprovided.Bychangingfilter-barrelarrangingpatternandpulseback-blowingpattern,wecoulddecreasethefilteringresistance.Afterrenovationpreviousdustfilterisretainedasasparemachinetoforemergency.Thenewly-builtdustfilterandpreviousdustfiltershouldcommunicatesimultaneouslywithPLCofshotblastingmachine.Forthefirsttimewecouldachievetwodustfiltersinterlockcontrolwithoneshotblastingmachineandcouldeasyswitch.AlltheoperatingisatthesameHMI.Sincetheprojectwasputintooperationitshowstransformationplaniscorrect,obtainsthesatisfactoryeffectandaccumulatesexperiencesfortechnicalreformationtothedustfilterwhichiscorollaryequipmentofshotblastingmachine.

Keywordsshotblastingmachine,pleatedelementfilter,technicalreformation,interlock,switch

0引言

滤筒式除尘器是20世纪80年代由美国唐纳森公司在袋式除尘器的基础上生产的一种新型除尘器，采用新型滤筒为滤料，使其具有效率高、阻力低、维护管理简单、体积小、单位体积过滤面积大、结构紧凑、更换滤筒方便、高性能等优点[1][5]。

除尘器的过滤阻力和过滤效率是两个最重要的指标，如果设计或使用不当，其出现的问题也非常明显，造成的后果也很严重。

本工程就是抛丸机滤筒除尘器出现问题后的技术改造设计。

由于改造设计受诸多现有因素的约束和限制，因此除涉及滤筒除尘器本身的技术改造外，还要考虑上下游相关联的内容。

经技术改造后，问题解决，获得满意效果。

1概述

1.1抛丸机滤筒除尘器简述

宝钢股份厚板部5m单元热处理线现有抛丸机及配套除尘装置1套。

抛丸机是利用丸料高速运动，击打钢板表面，以清除钢板表面的氧化铁皮等杂物，击打时产生大量的金属粉尘，需要进行除尘，粉尘粒径较大，浓度较高。

除尘装置主要包括除尘器一台、除尘风机两台、除尘管道及电控装置。

除尘器的过滤部件为滤筒，滤筒斜置，过滤材料为滤纸，清灰采用脉冲阀按照设置的顺序依次脉冲清灰，使系统恢复低阻力运行[2]，由滤筒上清除下来的粉尘经灰斗直接进入灰箱，人工定期外排；除尘风机为离心风机，安装在除尘器清洁室顶部；除尘管道为碳钢材质，圆管，断面平均流速20m/s；除尘器安装在厂房内，经除尘器过滤后的洁净气体也排至厂房内。

除尘器设计参数：

处理风量：

28900m3/h

过滤面积：

530m2

过滤速度：

0.9m/min

滤筒数量：

32只（4×4×2布置）

滤筒规格：

φ325×1400，单滤筒过滤面积约17m2

1.2除尘器控制及操作

除尘装置控制及操作：

清灰由脉冲控制仪定时控制，差压强制；风机启停在操作室HMI画面上远程手动操作。

除尘装置和抛丸机之间设有联锁关系，联锁关系如下：

在抛丸机开启前需先将除尘装置开启，除尘装置的状态信号送给抛丸机PLC，状态信号包括风机、差压、脉冲控制仪等，上述信号作为抛丸机启动的备妥条件。

如果上述信号不正常，则需人工干预解决，否则抛丸机不能启动。

2存在问题分析

2.1风机出口有明显冒灰现象

风机出口有明显冒灰现象，除尘器附近粉尘颗粒浓度很高，有以下两个原因：

（1）滤筒的滤纸有破损，目前过滤速度为0.9m/min，过滤速度较快，抛丸机的粉尘成细小片状，粒径较大，磨着性较强，因此滤纸极易磨破穿孔；

（2）滤筒与花板之间有安装间隙，该间隙一是由密封垫太薄、太硬引起，二是由于清灰效果不好，滤筒积灰太多，重量太重，导致花板变形，最终粉尘未经滤筒过滤直接进入清洁室由风机排出。

2.2除尘器运行阻力过大

滤筒在除尘器中的布置很重要[3]，滤筒倾斜布置时，上层滤筒所附着的粉尘会以滤饼状落到下层滤筒上，并会在下层滤筒上产生积累，特别是清灰压力较低时，这种情况更为严重，其结果最终将导致下层滤筒朝上的半面不能工作，使滤筒有效过滤面积降为原来的一般，最终造成除尘器运行阻力过大。

2.3风机振动明显

风机振动较明显，有以下两个原因：

（1）除尘器清洁室顶部钢结构框架薄弱，强度不够；

（2）风机叶轮磨损不均匀，在旋转过程中，失去动平衡，造成风机振动。

3改造方案

3.1除尘器设计参数修改

新建除尘器同原有除尘器风量相同，即28900m3/h，满足抛丸机除尘需求，但是抛丸机散发粉尘浓度高，磨琢性强，同时部分粉尘颗粒却微细，因此将过滤速度由0.9m/min降低为0.6m/min，过滤阻力＜1000Pa。

3.2除尘器改进

新建滤筒除尘器作了四点重要改进，改进后除尘器见图1。

（1）过滤材质由滤纸改为聚酯过滤材料，过滤效率更高，风机出口颗粒物浓度更低。

原有除尘器使用的滤纸滤料不符合该工况，因为滤纸阻力较高，结构松弛，遇磨着性粉尘容易破损，使用寿命很短。

（2）滤筒规格不变，改为4×6×2竖直布置，将过滤面积增加到800m2，同时也实现了整个滤筒的全过滤，过滤速度降低到0.6m/min，改变了斜置滤筒上部因清灰不良无法正常过滤的尴尬局面。

（3）脉冲喷吹采用喷吹孔+外置文丘里管，喷吹距离150mm，喷吹压力0.5MPa，滤筒侧壁正压力峰值较大，到达峰值所需时间较短，喷吹效果较佳，有利于滤筒清灰[4]。

（4）滤筒与花板之间的密封垫采用厚实、弹性较好的橡胶圈。

3.3除尘器供货状态

为了减少现场拼焊接工作量及施工周期，在除尘器供货状态上进行了多方面考虑，包括道路运输，多跨厂房内如何使用行车对设备进行吊运等，最终决定将除尘器下部8个立柱和灰斗组装成1个整体，中间箱体、清洁室及风机组装成1个整体，减少了现场钢结构拼焊接的工作量，其余零部件按常规分件供货，检修平台1件，爬梯1件，气包2件，进风箱1件、电控柜1台等等。

3.4除尘器的安装

由于抛丸机仍在正常生产，无法拆除原有除尘器，因此在抛丸机附近另选址安装新建的除尘器，安装时间在2011年11月份，总用时约4周。

除尘器的安装按常规做法，先施工混凝土基础，然后由下至上安装除尘器，最后安装除尘管道。

比较注意的是需在除尘器上空安装一台手拉葫芦，便于检修除尘器顶部部件。

3.5除尘器单机调试及无负荷调试

（1）风机调试，风机点动，查看转向，转向正确后连续运行2h考核轴承温升，轴承温度采用红外线测温仪测量，轴承温度由13℃上升至58℃，无异常。

（2）脉冲喷吹调试。

脉冲阀共12个，通过调压阀将将压缩空气压力调至表压0.4MPa，设定脉冲数据：

脉冲宽度100ms，脉冲间隔15s，脉冲间歇3min，脉冲周期6min。

经调试喷吹正常。

3.6对原有除尘器的处置方案----作为应急备用机

新建除尘器投产后，原有除尘器如何处置也是生产方很关心的问题。

抛丸机属于重要生产设备，平时无法停机，抛丸机若要正常生产必须有除尘器运行，原有除尘器虽然存在诸多问题，但作为应急除尘措施还是可以的，而且该除尘器作为固定资产，还没到报废年限，因此最终确定保留原有除尘器，作为应急使用。

在确定原有除尘器保留后还需在两台除尘器入口各安装1台手动阀门便于两台除尘器临时切换。

3.7联锁控制的改造设计

保留原有除尘器后就涉及到如何与抛丸机联锁的一个问题，新建除尘器及原有除尘器都要将状态信号反馈给抛丸机PLC，同时还要在HMI画面上既能操作新建除尘器还要能操作原有除尘器，而抛丸机PLC如何识别及区分新建除尘器及原有除尘器的地址码就成了关键问题。

修改PLC程序及HMI画面在现代技术中是很成熟的，难点在于抛丸机PLC及HMI都是外方供应，只开放一部分程序，如果强行修改，既增加工作量，又带来很大的调试风险。

最后我们的解决方案是在新建除尘器电控柜上增设了一个转换开关，同时将新建除尘器的地址码导入到抛丸机PLC中，但画面不进行修改，改造后操作如下：

（1）当转换开关切入到新建除尘器时，新建除尘器PLC便与抛丸机PLC建立了通信，除尘器的状态信号便发送给抛丸机PLC作为抛丸机启动的备妥条件之一，同时在HMI画面上可显示新建除尘器的主要状态信号，亦可操作新建除尘器启停；

（2）当转换开关切切出现有除尘器时，原有除尘器PLC便与抛丸机PLC建立了通信，原有除尘器的状态信号便发送给抛丸机PLC作为抛丸机启动的备妥条件之一，同时在HMI画面上可显示原有除尘器的主要状态信号，亦可操作原有除尘器启停。

技改改造后两台除尘器控制流程详见附图2。

4实施效果

（1）新建抛丸机滤筒除尘器运行正常，初期运行阻力只有600Pa，抛丸机扬尘点吸尘效果很好。

（2）投产以来滤筒的滤料无破损，预计滤筒寿命超过两年。

（3）风机投产运行以来无故障，预计风机使用年限增长。

（4）控制系统切换顺利，抛丸机PLC能完整接收新建除尘器或原有除尘器的状态信号，同时在HMI画面上既可操作新建除尘器，亦可操作原有除尘器。

参考文献

1孙一坚，欧阳莉，杨昌智.滤筒式除尘器及其应用.通风除尘，1995,2.

2张殿印.除尘器手册.北京:

化学工业出版社,2005.

3吴利瑞，茅清希，梅红生.滤筒式除尘器结构优化试验研究[J].环境工程，2003,21（3）：

39-41.

4林莉君，陈海焱，周喜，穆兰.脉冲喷吹滤筒除尘器清灰性能的实验研究[J].暖通空调HV&AC，2009,39（4）：

148-151.

5张一帜，陈海焱，覃金珠.滤筒除尘器及应用现状[J].能源与环境，2009（5）：

47-49.