一、引言

過(guò)濾袋的反吹是保持濾袋通透性和維持長(zhǎng)周期生產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施，濾袋的反吹效果直接影響過(guò)濾器的功能。在石油化工生產(chǎn)中，聚丙烯工藝的反吹是一個(gè)非常典型的代表。在聚丙烯粉料大罐D(zhuǎn)802中聚集大量的粉末狀聚丙烯，這些粉末狀的聚丙烯需要氮?dú)鈦?lái)輸送。氮?dú)夂途郾┓勰┰贒802中，聚丙烯粉末在重力作用下下沉，而氮?dú)庑枰獜臑V袋中排出循環(huán)輸送聚丙烯粉料。在氮?dú)饨?jīng)過(guò)濾袋的過(guò)程中，聚丙烯粉料會(huì)粘結(jié)在濾袋中，堵塞濾袋，阻礙氮?dú)獾捻樌懦觯藭r(shí)大功率的反吹起著舉足輕重的作用，靠脈沖反吹的沖抖動(dòng)把聚丙烯粉料抖落，保持濾袋的通透性。

中石化聚丙烯裝置擠壓造粒單元是聚丙烯工藝的核心單元，造粒單元D802反吹系統(tǒng)是造粒單元平穩(wěn)運(yùn)行的重要保障。反吹的質(zhì)量直接影響生產(chǎn)的連續(xù)性。如果反吹出現(xiàn)故障，濾袋堵塞會(huì)造成D802內(nèi)壓力過(guò)高使PSV804起跳，大量氮?dú)鈯A帶聚丙烯粉末外泄，造成環(huán)境污染事故，同時(shí)還有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，會(huì)使C802風(fēng)機(jī)入口壓力發(fā)生低報(bào)現(xiàn)象。如果D802反吹出現(xiàn)問(wèn)題，輕則造成生產(chǎn)中斷，重則誘發(fā)一些安全和環(huán)保事件，在當(dāng)前安全和環(huán)保要求極其嚴(yán)格的新常態(tài)下，確保D802反吹的可靠運(yùn)行對(duì)裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)有重要的意義。

二、反吹裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)是一種新型過(guò)濾器反吹系統(tǒng)。容器中粉料或者帶有粉塵的氣體通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾，清潔的氣體外拍，粉塵顆粒下落堆積。過(guò)濾器經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的過(guò)濾后，需要?dú)怏w反吹，把吸附在過(guò)濾器上的粉塵吹落，否則過(guò)濾器的濾網(wǎng)會(huì)堵塞，氣體無(wú)法通過(guò)過(guò)濾器外排。目前主流的過(guò)濾器反吹為脈沖電磁閥，程序設(shè)定一定的時(shí)間，通過(guò)得失電反吹。該系統(tǒng)采用集氣箱，通過(guò)電磁閥和氣控閥的配合，瞬間使得集氣箱中的氣體快速流入過(guò)濾器的濾網(wǎng)中，實(shí)行反向脈沖抖動(dòng)反吹。如圖1所示的反吹結(jié)構(gòu)，巧妙的利用低功耗電磁閥和氣控閥的配合，以微小的能耗實(shí)現(xiàn)大功率的反吹，取得了非常顯著的效果。

圖1反吹控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體

如圖2所示，在正常情況下，電磁閥不帶電，控制氣控閥的氣路通過(guò)氣控閥進(jìn)入集氣箱，幫助集氣箱快速充氣。密封蓋比導(dǎo)向套筒直徑稍小，集氣箱中的氣體通過(guò)導(dǎo)向筒進(jìn)入密封蓋上部，使得密封蓋上下壓力相等。密封蓋在重力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，落到過(guò)濾器的密封口上。密封住過(guò)濾器的進(jìn)氣口。氣箱壓力越高，密封越嚴(yán)密。氣路中有氣源壓力設(shè)定器，當(dāng)集氣箱中氣體壓力到達(dá)設(shè)定值時(shí)，氣源和氣控閥停止給集氣箱供氣，集氣箱中保持高壓狀態(tài)。當(dāng)DCS設(shè)定反吹時(shí)間間隔到，需要用集氣箱中的氣體反吹時(shí)，電磁閥得電，電磁閥控制氣控閥切換。密封蓋上部的氣體瞬間通過(guò)氣控閥外排，導(dǎo)致密封蓋上部壓力低于下部壓力，密封蓋被下部壓力推動(dòng)上移，離開(kāi)過(guò)濾器密封口。集氣箱中的高壓氣體瞬間進(jìn)入過(guò)濾器對(duì)過(guò)濾網(wǎng)實(shí)施反吹。密封蓋上部有彈簧，起緩沖作用，防止密封蓋上移時(shí)對(duì)導(dǎo)向筒上部造成撞擊破壞。當(dāng)集氣箱中的氣體全部進(jìn)入過(guò)濾網(wǎng)后，密封蓋上下差壓又相等，密封蓋在重力的作用下下移，蓋住密封口，氣體對(duì)集氣箱沖壓。如此循環(huán)，巧妙的設(shè)計(jì)，能以微小的能耗，實(shí)行大功率的反吹。

圖2反吹結(jié)構(gòu)詳圖

三、系統(tǒng)節(jié)能分析

氣控閥和電磁閥是本系統(tǒng)的控制核心元件，也是節(jié)能的主要部件。如圖3所示，氣壓控制換向閥，是利用氣體壓力來(lái)使主閥芯運(yùn)動(dòng)而使氣體改變流向的。

圖3氣控閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)體

當(dāng)電磁閥不帶電時(shí)，供氣端P口和A口通，氮?dú)饪梢酝ㄟ^(guò)A口給集氣箱供氣，當(dāng)電磁閥帶電時(shí)，氣控閥活塞向右移動(dòng)，壓縮彈簧，集氣箱的快排口A和氣控閥的排氣口T口通，導(dǎo)向筒中的氣體迅速排出。

在這套控制系統(tǒng)中，氣控閥的作用是非常關(guān)鍵的，在電磁閥的控制作用下，快速排放適量的氣體，使得導(dǎo)向筒上部差壓低于下部差壓，在密封蓋上下壓差的作用下，密封蓋克服重力作用迅速上移，集氣箱中的氣體快速進(jìn)入濾袋反吹。

圖4控制系統(tǒng)的氣路圖

如圖4整套控制系統(tǒng)的氣路圖所示，快排閥的瞬間排氣量和排氣時(shí)間是整套系統(tǒng)的核心，如果排氣過(guò)多，既浪費(fèi)氮?dú)?，又使得密封蓋上移過(guò)快，加速度過(guò)大，造成密封蓋撞擊集氣箱上部。根據(jù)反吹鋼片的重量、反吹氣壓、氣室氣壓，測(cè)量在氣室壓力和鋼片自身重力的雙重作用下，電磁閥或者氣控閥瞬間排出多少氣體才能使密封鋼片瞬間起跳，起跳的速度既滿足反吹的要求，又不至于加速度過(guò)大對(duì)上蓋造成撞擊。經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算，電磁閥或者氣控閥在響應(yīng)時(shí)間為500ms，流量的KV值為20L/M時(shí)完全能滿足反吹系統(tǒng)的要求。

傳統(tǒng)方式的除塵電磁閥都是大功率電磁閥，最小功率需要17瓦，供電電壓24VDC,每年耗電能596.7度。在這套系統(tǒng)中，低功耗電磁閥1.7瓦，并且采用正常失電，帶電動(dòng)作的方式，氣控閥不需要耗能。采用每個(gè)周期中只有一個(gè)電磁閥帶電1秒的控制模式，每年耗電不到3度。

四、控制系統(tǒng)介紹

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)(DistributedControlSystem)，在國(guó)內(nèi)自控領(lǐng)域又稱為集散控制系統(tǒng)。

DCS以應(yīng)用微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、測(cè)量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制和工廠管理的控制系統(tǒng)。其實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。系統(tǒng)繼承了常規(guī)模擬儀表控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，克服了單微機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中以及常規(guī)儀表控制功能單一，人機(jī)聯(lián)系差的缺點(diǎn)，可以方便的用于工業(yè)裝置的生產(chǎn)控制和經(jīng)營(yíng)管理，在化工、電力、冶金等流程自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分普及。

傳統(tǒng)的反吹一般在過(guò)濾器例外設(shè)置差壓變送器，設(shè)定差壓值，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定差壓時(shí)，說(shuō)明過(guò)濾器有堵塞，需要反吹除塵。但是對(duì)于聚丙烯化工行業(yè)來(lái)說(shuō)，D802中本身需要補(bǔ)充氮?dú)鈦?lái)維持足夠的壓力來(lái)輸送聚丙烯粉料，所以通常反吹是按時(shí)間來(lái)設(shè)置的，采用定時(shí)反吹。一方面可以定期清潔濾袋，一方面能補(bǔ)充輸送氮?dú)?。在DCS中編寫(xiě)程序，對(duì)四個(gè)電磁閥循環(huán)帶電，每個(gè)電磁閥帶電一秒后失電，等待三秒下一個(gè)電磁閥帶電，如此循環(huán)。三秒的等待時(shí)間是氮?dú)獬錆M集氣箱的時(shí)間，當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫?.6MPa，輸送管線為1/2”時(shí),三秒的時(shí)間可以讓0.5M3的集氣箱壓力到達(dá)0.2MPa，集全箱之力反吹濾袋，強(qiáng)大的氣流抖動(dòng)力，足以讓濾袋始終保持清潔。

五、結(jié)束語(yǔ)

該套反吹系統(tǒng)由中石化濟(jì)南分公司儀表技術(shù)攻關(guān)小組研制，攻破了國(guó)外技術(shù)封鎖和聚丙烯反吹設(shè)備對(duì)外國(guó)進(jìn)口備件的依賴。2013年使用至今，使用效果非常好。取得了不菲的經(jīng)濟(jì)效益，給裝置的安全增加了一道防護(hù)網(wǎng)。對(duì)同行業(yè)裝置有很大的借鑒意義。

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