脉冲袋式除尘器泄漏监测系统

吴建明(浙江环茂自控科技有限公司，浙江 杭州 311100)

0 引言

随着国家对烟气污染控制要求不断提高，对微细粉尘的排放要求日趋严格，静电除尘技术已经难以满足超低排放的要求。袋式除尘器以其结构简单，处理风量大，除尘效率高，使用灵活，运行稳定可靠，系统阻力小，清灰彻底等优点，相比电除尘受到广大用户的青睐，在除尘市场上得到了广泛的应用。

1 袋式除尘器工作原理

袋式除尘器的工作原理是：依靠编织的或毡织(压)的滤布作为过滤材料，当含尘气体通过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的表面，干燥空气则通过滤袋纤维间的缝隙排走，同时布袋上的粉尘层也会对一些有尘的气体进行过滤，从而达到高效分离含尘气体粉尘的目的。它的工作机理是粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电等作用而被捕集。

2 脉冲袋式除尘器

袋式除尘器按照反吹模式可分为脉冲袋式除尘器和反吹风袋式除尘器。反吹风袋式除尘器清灰方式是整个箱体一起反吹，所以此种方法无法定位到箱体内的具体泄漏位置。

脉冲袋式除尘器是20 世纪50 年代发展起来的除尘设备，由于它有清灰效率高等优点，得到广泛重视。几十年来发展很快，应用越来越多，大小类别规格也比较齐全。

脉冲袋式除尘器清灰方式是定期顺序触发脉冲阀开启，则气包中的压缩空气通过脉冲阀经喷吹孔进滤袋，造成滤袋急剧膨胀振动，加之气流反向吹扫作用，使积附在滤袋外表面上的粉尘层脱落。袋式除尘器的主要缺点就是滤袋寿命短，成本高，容易堵塞，破袋更换麻烦。这里主要探讨脉冲袋式除尘器的泄漏定位，用于检测潜在布袋除尘器故障及确定泄漏部位，及时处理更换，以避免重大泄漏事件、烧埋袋及停机事故的发生。

3 泄漏监测系统

传统的方法检查布袋破损是逐室关闭净气室提升阀，观察烟囱出口排放浓度的变化，出口排放浓度减小或消失，则该室有破袋。将该室提升阀关闭不打开，继续关闭下一室的提升阀进行检查，直到查清所有坏袋所在的室。这种方法效率低，破损不明显不易查出，如果出现在两个以上气室泄漏，检查就非常困难。而且只能定位到气室，不能具体定位气室内部排或者滤袋。而另一种比较常用的荧光粉检漏方法，必需在停机的情况下，工人进入气室进行逐个检查，这种方法预判性差，使用具有一定的局限性。

脉冲袋式除尘器泄漏监测系统是根据除尘器工作原理设计。气室内压缩空气喷吹清灰时净气侧造成局部、暂时的粉尘浓度少量冲高，粉尘监测仪器监测到信号峰值。而在布袋破损泄漏时，喷吹清灰会使粉尘大幅升高，布袋除尘器出口总粉尘是每个仓体或每一排被喷吹布袋净气侧泄漏粉尘汇集而成。通过监测除尘器出口的粉尘总浓度，系统就可以得到周期性的粉尘波动信号，而粉尘波动信号与除尘器脉冲喷吹清灰动作一一对应。通过研究统计粉尘波动信号时间，结合清灰动作，就可以判断布袋的泄漏位置。除尘器泄漏监测系统由除尘器监测设备、数据采集设备和软件系统三部分组成。

3.1 粉尘监测设备

脉冲袋式除尘器气室每排喷反吹时间很短，内部粉尘含量大，要求监测设备灵敏高，反应快，易维护，所以固定污染源废气在线监测采用的光散射法设备不适用。袋式除尘器后烟道内粉尘浓度主要采用直插式静电法粉尘仪，烟道中的颗粒物自身携带电荷，当带电荷粉尘颗粒与探杆接触、碰撞，或经过传感器探头附近时时，将产生电荷转移或电荷感应，这些信号经探杆控制单元内部电路的放大、滤波、计算后，形成一个与粉尘浓度成比例的信号输出。电荷法粉尘仪安装操作方便，维护量小，一体化，集成度高，性价比高，比传统技术有更高的准确性、稳定性、可靠性和抗干扰性。

3.2 数据采集设备

主要是监测设备原始信号的传输和数据传输两个部分，除了采集粉尘监测信号、仓体压力温度信号，还要采集除尘器PLC 的提升阀、脉冲阀、反吹气源压力和电机电流等信号，信号传输需要避免强磁场范围，保证信号的真实性。

3.3 软件系统

通过专业的软件系统对采集数据进行分析处理，并以趋势图，柱状图等方式进行显示和数据记录。可实现实时布袋泄漏数据监控，分级预警；精准定位滤袋失效的排或者滤筒；定位箱体腐蚀泄漏；温度、压力、电机电流、粉尘浓度脉冲信号等多参数数据记录，多种方式显示回放；清灰脉冲阀监控，清灰效果监控；颗粒物排放浓度监控；同时生产各类报表上传等功能。

4 系统使用意义

4.1 获取布袋信息

通过仓体的粉尘数据，实时掌握除尘器布袋老化和泄漏程度，合理安排检修时间；准确定位破损布袋，免除了人工查找破损布袋工作、减少检修停机时间；实时监控出口粉尘浓度，有效防范 CEMS 数据超标。根据除尘器粉尘浓度及反吹压差，实时监控提升阀和脉冲阀是否正常，提高清灰效率，延长布袋的使用时间。根据管理软件长期积累的基础数据库，可找出破损频繁的泄漏点，便于查找原因；记录各个区域布袋的使用寿命，免去人工记录的繁琐；根据粉尘浓度和布袋使用寿命，协助判断不同品牌、批次的布袋质量水平，优化供应商并制定合理的布袋备库数量。

整体上，该系统能够有效提升企业对除尘器的精细化管理水平，优化维护程序，减少工人的劳动强度，提高工厂的安全生产效率，减少布袋的更换量，降低除尘器的使用和维护成本。

4.2 提高除尘器管理

通过各类参数系统可以自动判断除尘器的运行状态是否处于正常状态。例如当脉冲阀破损失效时，系统可以通过除尘器差压、反吹气源压力和粉尘浓度自动判断出来脉冲喷吹失效；从而精准有效提高了检修效率。

系统可以监测的状态有：(1)布袋是否有泄漏。(2)脉冲阀喷吹是否有效。(3)提升阀开合是否有效。(4)除尘器差压是否正常。系统对除尘器状态的判断也可以根据监测参数因子增加。

系统通过自动判断除尘器运行所有状态极大地提高了业主对出尘器的管理效率，减少了对人工去现场判断问题的依赖。

4.3 报警功能

系统报警级别有三档，分别是早期预警、高报警和超高报警，严重程度逐级增加，每台除尘器每个箱体早期预警、高报警和超高报警都可以分别设置，报警等级设置非常灵活，可以针对现场每一台除尘器进行定制报警信息；系统报警的方式有屏幕报警、邮件报警和短信报警，严重程度也是逐级增加。系统可以对报警级别和报警方式分别设置。

5 结语

国家对环保的重视程度越来越高，超低排放已经成为一种新的趋势，企业应该积极寻找新的管理模式，完成减排任务。袋式除尘器泄漏监测系统实现了袋除尘器破袋预警、故障排查及应急处理的智能一体化，提高了大型袋除尘装备的智能化管理水平和设备的稳定可靠性，经济、环境和社会效益显著。