鲁尔布袋式除尘器在电石破碎中的应用及常见故障案例分析

鲁尔布袋式除尘器在电石破碎中的应用及常见故障案例分析

张晓锋

伊犁新天煤化工有限责任公司电气车间 新疆 伊宁 835000

摘要：本文从电石制乙炔装置电石破碎工段鲁尔布袋式除尘器的实际应用出发，介绍了布袋式除尘器的电气控制原理，对除尘系统日常运行中常见的故障案例进行了分析，阐述了处理的方法。

关键词：电气制乙炔；电石破碎；布袋式除尘器；西门子PLC

引言

在电石制乙炔生产过程中，电石破碎是首要工序，为了保证乙炔发生器的安全运行，同时，提高电石水解效率，一般要求电石粒径为30-50mm。在电石破碎、输送过程中不可避免地会产生电石粉尘。大量电石粉尘漂浮在空气中，会污染环境、危害人身健康，电石粉尘在地面积聚较多时会吸收空气中的水分放出可燃气体乙炔，乙炔的爆炸极限低，当乙炔气体体积聚到一定程度时就可能会发生爆炸事故，同时悬浮性的电石粉尘，会增加生产设备的非正常磨损，缩短设备的寿命，增加设备的维护成本、降低产品的经济效益,在现代电石破碎工序中电石粉尘的回收及利用是否科学合理已经成为衡量该工序先进性的标准，我厂电石制乙炔装置的电石粉尘处理采用国内比较先进的布袋式除尘系统进行除尘，该系统由苏州鲁尔公司由德国引进，工艺流程及过程控制先进，除尘效果明显，除尘系统将电石灰收集后通过配套的气力输送系统汇集到总灰仓，再由总灰仓经过输送机送进乙炔发生器，电石装置共配备鲁尔除尘系统9套，分别用于破碎、运输过程中电石灰的收集与处理。

1．鲁尔布袋式除尘系统的组成及工作原理:

鲁尔布袋式除尘系统由主风机系统、通风机系统、清洁系统和卸料系统四部分组成，见附图1，含有粉尘的气体经吸入管网由除尘室下部开放式法兰进入过滤室，较粗颗粒直接落入灰仓，含尘气体经过滤袋过滤，粉尘阻留于袋表，净气经袋口到净气室，由主风机排入大气，系统开启时，控制程序开始工作，行走小车在行走过程中小车上氮气罐的吹扫阀定时打开对每个滤袋进行吹扫，使滤袋突然膨胀，在反向气流的作用下，吸附在袋表的粉尘迅速脱离滤袋落入灰仓，粉尘再由输送机运输经卸灰阀进入灰斗。

鲁尔除尘器控制系统通过SIMATIC KTP700 可触式操作面板实现可视化，HMI系统KTP700通过MPI连接到过程控制系统西门子S7-313C。

1．1主风机系统：

主风机系统由主风机NC10和主风机节气阀TA20两部分组成，主风机为6KV高压电机，高压电气柜通过接受到来自现场控制柜的启动和停止信号来控制电机启停，同时反馈电机的运行状态及运行电流到现场控制柜。现场通过温度探头来测量电机定子及轴承的温度，可用权限账号登陆后对电机定子及轴承温度的报警值及联锁停车值进行修改。

主风机系统分手动和自动两种控制方式，当选择开关触发到手动位置时，可手动打开或关闭节气阀TA20,当选择开关位置在自动状态时，主风机启动完成后，节气阀TA20自动打开。

1．2通风系统：

通风系统的主要作用将厂房内死角位置粉尘吹起，增加空气流动。以便粉尘最大效率的到达吸入管网口，提高除尘效果。

此部分只能手动操作，没有自动启动，通风系统不是每次除尘系统启动时都投运，只是定期运行。

1．3清灰系统:

清灰系统包括灰斗清灰阀AA201、小车电机AE001、压差传感器CP001和液位开关CL101组成，当主风机启动完毕，卸灰系统运转后，清灰系统开始运转。

清灰过程：

1. 清灰阀依照清灰设定时间打开若干秒；

2. 小车按照设定的等待时间等待，然后清洁小车自动移动到下一个清洁位。

3. 清洁小车移动到下一个清洁位，重复清洁过程1。

如果“停车等待”打开，则清洁小车按照“停车等待开，小车停留时间”所设定的延时时间等待，然后移动到下一清洁位；如果“停车等待”关闭，则清洁小车按照“停车等待关，小车停留时间”所设定的延迟时间等待，小车等待的时间在小车到达吹扫位时就开始计时，此时间包括清洁阀吹扫时间，所以小车停留时间的设置必须大于“清灰时间”设定。若需手动启动清灰系统，需先手动启动卸料系统，否则会导致灰仓液位过高。

1．4卸料系统:

卸料系包括螺旋传送机带P11、螺旋传送带P12、螺旋传送带P13、循环螺旋卸灰阀P30和大布袋螺旋卸灰阀P21。当选择开关置于手动位置时，触按各设备按钮对其进行“开，关”操作。当选择开关处于自动位置时:主风机启动完成后，当卸灰允许时，旋转卸灰阀P30启动，P13螺旋传送带向气力输送方向送料，然后螺旋P11和P12延时启动；当卸灰禁止时，卸灰系统暂停，按照设定时间等待，当超过时间时，系统报警停。

2除尘系统故障案例及处理方法

西门子S7-313C控制系统可以将运行过程中存在的错误通讯到显示屏，这样我们可以更直观的了解故障所在，便于快速解决问题，下面就电石制乙炔现场近两年来比较典型的事故案例进行描述与分析。

2．1控制柜温度显示超限

（1）故障经过：

2015年1月14日08：38，电石储运站4号除尘系统跳停，故障显示为控制柜温度显示超限，报警无法复位，打开电气控制柜检查，所有元器件均无异常。

（2）原因分析：

除尘系统控制柜内温度检测元件为一只PT100温度探头，探头信号经转换器转换成直流4-20mA电流信号送入PLC系统。

当天室外温度为零下20度，柜内温度为零下10度左右，因PT100的测量范围为0-100度，而当时的温度低于0度，导致最终送入PLC的电流信号小于4mA而触发PLC运行中断。

（3）处理措施：

对电控柜进行保温处理，确保柜内温度高于0度。

2．2清洁小车行驶到下一位置的运行时间终止

（1）故障经过：

2016年6月15日17：35，圆锥破碎处2b除尘系统跳停，故障显示为清洁小车行驶到下一位置的运行时间终止，故障报警不能复位。

（2）原因分析：

行走小车上带有一个接近开关，通过接近开关来确认小车的行走位置，小车从前一个位置到下一位置的行走时间如果超过设定值，系统就会报清洁小车行驶到下一位置的运行时间终止，导致这一现象可能有下面两个原因：

1. 小车感应开关未感应到或损坏。

2. 感应模块松动引起感应模块错位或变形。

经现场检查，小车接近开关在行走过程中发生松动错位，没有有效的检测到感应模块。

（3）处理措施：

对接近开关进行重新固定，对其到感应模块的位置进行从新调整（最佳距离为6mm-8mm）。

2．3 主风机出口温度高

（1）故障经过：

2016年8月22日工艺巡检人员发现3号除尘器系统2号引风机出口处温度达到87度左右，系统运行正常。

（2）原因分析：

开始排查时，我们认为是风机出口处过滤网有堵塞现象，但经清理后，风机出口温度仍然高，后经反复排查发现2号引风机电机转向反。

（3）处理措施：

对电机电源相序进行从新调整，转向试运正确后投入使用。

2．4 PLC通讯接口故障

（1）故障经过：

2016年10月6日工艺反应无法从后台PLC控制画面监控到圆锥破处2b除尘系统运行情况。

（2）原因分析：

除尘系统控制器西门子PLC通过RS485协议与后台控制系统GE PLC进行通信，GE PLC在将数据通讯给后台HMI，后经检查为西门子PLC通讯接口坏。

（3）处理措施：

对西门子PLC接口进行更换调试，处理后后台监视画面正常。

3．存在问题

电石制乙炔现场除尘系统运行两年来相对比较平稳，但有以下几个问题亟待解决。

3．1用户登录账号

（1）存在问题:

厂家在最初写入程序时，对操作者进行了权限限制，日常操作及报警复位均需要账号密码登录，由于现场操作人员较多，在操作过程中经常出现人员误输入密码而是账号锁死无法登录，给生产带来一定影响。

（2）改善方案

对操作权限进行修改，一般操作不需要账号密码，对参数设定等一些重要操作进行权限设置；

3．2软件程序无法访问

（1）存在问题

除尘系统在厂家移交时没有将PLC控制程序和程序访问权限移交给我们，致使我们在涉及到一些控制器内部程序问题时，无法处理。

（2）改善方案

加强对技术人员的培训，熟练掌握西门子S7-300系列PLC的编程方法。

4．结语

通过对布袋式除尘系统实际应用当中一些常见故障的正确分析及处理改造，使除尘系统恢复了正常运行，对除尘系统存在的问题提出了改善方案，对保证电石破碎工序的正常运转起到了重大意义。

5