5000t/d线控制系统这么改，“一增五省”很贴心！

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近年来，脉冲清灰布袋除尘器在我国水泥企业里得到了广泛应用，除尘器的设计指标，制造技术和工艺，硬件配置，特别是核心部件脉冲阀，以及滤料、袋笼、卸（输）灰装置等已有了很大的改进和提高，该设备的实际运行效果较以前有了较大改善。但除尘器的控制系统大多仍然采用集中控制技术（PLC），较大地制约了用户要求进一步降低该设备的运行能耗、延长滤袋寿命、减少运行维护费用的愿望。沃尔士环控系统工程（深圳）有限公司（以下简称“沃尔士”）通过调研和考察，经过反复论证，并综合参考一些企业的成功使用和运行经验，在窑尾电改袋项目中与有关单位合作，共同研发了一套具有全新理念和控制技术的WH型除尘器集散式控制系统。

首先，需要对以往的PLC和本次工程采用的WH型的系统构成、功能和投资情况进行简要的介绍和对比。

1．集中式除尘器清灰控制系统

传统除尘器PLC控制系统，是将控制柜置于电控室，除尘器的清灰控制由一台或者数台

PLC集中控制。其系统结构（仅为清灰控制部分）如下图所示。该系统存在以下问题[2]：

（1）所有阀门接线需要从除尘器的上箱体布线到中控室（或PLC柜内），布线量巨大，安装调试时间长，各类电缆电线及材料费用高，且日后的运行检修难度很大。

（2）清灰控制方式单一，一般采用定时清灰，属于开环控制，增加设备运行的能耗。

（3）传统的PLC集中控制系统中，采用基于总压差的定阻清灰，但这种定阻方式误差大，十分不准确，除尘器内各箱体的阻力无法相对均衡，致使布袋寿命不均，经常出现局部布袋容易破损，寿命较短。

（4）当PLC系统的任何部分出现故障或者需要调试时，整个系统均受影响，甚至造成设备停机；更换部件时，必须停机，无法做到电气在线检修，给设备维护带来很大的难度。

（5）因为除尘器属于非标准化设备，各除尘器的配置不一致，备件不通用，增加了备品备件的费用和管理难度。

（6）PLC的控制程序一经编写完成后，现场若需要修改，或者是需要各箱体的参数不同，则需通过专业设计人员修改程序，耗时长，比较麻烦。

（7）PLC的系统无法做到在线的阀门故障检测，因此平时需要人工定时巡检，增加了运行维护的成本。

2．集散式除尘器清灰控制系统

针对以上系统和控制方式存在的诸多问题、缺陷，在国大水泥窑尾电改袋项目中，采用了WH型除尘器集散式控制系统。该系统采用分箱体压差反馈、分箱体独立控制模式。除尘器的每个箱体均由一个独立的控制单元进行控制；每个控制单元均安装有压差传感器；控制单元之间用现场总线连接，其系统结构图如下所示。相对于集中控制系统，

集散控制系统示意图

集散式控制系统的主要功能和好处如下：

（1）采用参数独立控制各箱体。设备现场、值班室（控制系统服务器）、中控室三地均能显示和均能设定除尘器的运行参数及控制模式，方便掌握每个箱体和系统的运行情况。

（2）各控制单元之间、控制单元与服务器之间、服务器与上位机之间采用现场总线（两芯屏蔽双绞电缆）连接：节省大量控制电缆，大大减少了布线工作量，节约施工费用等。更重要的是极大的方便用户今后运行检修（由于布线简单、查线方便）。

（3） 每个控制单元均内置压差传感器。方便现场人员了解除尘器各分室及系统的压差，便于根据除尘器各分室压差（负荷）的不同，采用不同的清灰强度、喷吹频率（喷吹次数）和清灰模式，实现节能降耗和高效清灰，即：节省压缩气能源，减少阀门工作次数、延长阀门工作寿命，更重要的是延长布袋使用寿命。

（4） 该设备是标准定型产品，各单元控制器能互换。所有采用该控制系统的除尘器可以统一备品备件，节约备件费用，方便管理。在人员的培训上，各除尘器的运行人员可以统一培训，节约了培训时间。

（5） 设备出厂时已安装了完整版的运行程序，每台除尘器控制系统的现场安装调试工作量大为减少，大大缩短了工期，一到两天便可完成系统。

（6） 每个箱体的控制器均为独立单元，当设备出现故障时可以实现电气在线检修，包括更换备件，不影响正常控制单元和除尘器的运行。

系统实现了对脉冲阀的自动巡检，自动诊断故障，极大的提高了工厂的自动化控制水平且降低了运行维护成本 。

由于系统采用分箱体控制，控制系统与气包可以总成制造，这也是目前国际上除尘器行业的流行做法。采用总成模式设计和制造的除尘器可以保证产品的一致性，人员培训成本，维护成本，备品备件成本也将因产品规格的减少和标准化而极大地削减。并且，集散式控制系统也降了低除尘器设计、制造和运营的风险。在降低投资的同时，实现了除尘器清灰系统电气和机械设计及制造的模块化、一体化，保证了系统的一致性、稳定性。

3．系统应用效果

本次工程建成投产后，经过近一年的生产运行，设备的运行效果和发挥的效益已充分显现。在此列举如下：

3.1 市场及经济效益

现以江油国大窑尾电改袋项目控制系统的配置情况为例，如下表：

PLC与WH系统成本对比表

很显然，由上面表里的数据可知，采用集散式控制系统，既优化了除尘器控制系统，也使除尘器控制系统的设计、投资、建设和运行达到了“一增五省”，即，增加效益，省钱、省能源、省布袋、省人工、省培训。

3.2 优化运行与维护

采用分室压差检测后，对除尘器的运行监测更加的全面、准确、及时。可以到达以下功能和效果：

1．各室分风是否均匀监测

2．各室负荷均匀监测

3．各室卸灰是否均匀监测

4．本箱体清灰效果好坏监测

5．本箱体布袋运行是否正常监测

6．提升阀运行状况监测

7．较大数量漏袋情况监测

8．布袋脱袋监测

9．减少压缩空气的损耗

10．减少各类故障，减少维修量

11．合理选择箱体清灰顺序和强度，提高布袋的使用寿命，节省运行费用

12．脉冲阀门和提升阀的无谓动作次数减少，相应减少了阀门的损坏、更换和维修

13．最重要的是建立了各箱体的运行档案，以帮助提前预防和消除故障

14．设备运行数据可存储、查询，为将来除尘器的设计和制造提供有用数据

总而言之，WH型集散式控制系统最为突出的特点是，将目前广泛使用的、传统的集中控制变为了先进的集散控制。不仅使除尘器控制系统大为优化和智能化，而且使用操作简便。除尘系统、各分箱体的运行情况和运行参数清晰可见，除尘设备的运行高效节能，布袋的使用寿命延长。大大地方便了现场运行操作，有利于生产。同时，为本次工程节省了大量控制电线电缆、桥架和施工调试费用，减少了工程中由于工作交叉造成的工期延误，减少了除尘器的施工和调试工期。

另外，使用这套系统后，还能在一定程度上弥补和改善因除尘设备设计、制造存在的缺陷，或因生产工艺及烟气工况发生变化时导致除尘器设备运行中出现的问题。该控制系统的成功应用，无疑为企业创造了多方面的可观效益。