袋濾器脈沖電磁閥功能優化

李微微

(唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 063305)

隨著PVC市場競爭的日漸激烈，生產能否長周期高負荷運轉已成為企業效益的影響因素之一。袋濾器系統在正常生產過程中起著氣固分離的作用，主要是將PVC粉料和儀表氣進行分離。隨著PVC裝置產能的提高和檢修時間的延長，保障袋濾器系統長周期運行對PVC裝置的長時間穩定生產有著重大的意義[1]。

唐山三友氯堿有限責任公司(以下簡稱唐山三友)聚合二車間干燥工序的袋濾器上共裝有126個脈沖電磁閥。在PVC生產和輸送過程中，通過裝有脈沖電磁閥的袋濾器將載運儀表氣中的PVC粉料分離出去，使載運儀表氣繼續循環使用，從而確保PVC生產過程的連續性，因此電磁閥的完好率將直接影響干燥工序的穩定運行。

1 現有設備簡介

1.1 袋濾器結構

袋濾器分上下兩個部分，材質為不銹鋼，上部為布袋過濾器，筒體外側有脈沖空氣，每隔一段時間自布袋上方的文丘里管送入脈沖空氣，送氣時間為0.1 s，使布袋外側附著的樹脂抖落到下部；下部為圓錐體，其主要作用是收集樹脂，然后由旋轉閥出料，風送至下一道工序。

布袋的清潔是通過安裝在濾袋上的吹氣管的噴嘴脈沖式地吹入壓縮空氣來進行的。根據虹吸原理，壓縮空氣會把周圍的大氣一起帶進吹掃管，當壓縮空氣離開吹掃管，張力就會消失，但產生的壓力波會穿過整個濾袋，這樣濾袋就會變直，黏附的物料就會被壓縮到袋濾器底部而排出。把吹氣管、吹掃管和濾袋框架移開，就能換濾袋。袋濾器結構如圖1所示。

1.2 干燥工序袋濾系統

1.2.1 袋濾系統工作過程

含有PVC及水蒸氣的儀表氣進入袋濾器箱體中部，氣體通過箱體中的濾袋經文丘里管進入箱體上部，被排氣風機排入大氣。PVC物料積附在濾袋表面形成物料層，使濾袋阻力增加，透過濾袋的氣量減少(濾袋通過鋼骨架固定在文丘里管上)。噴管前裝有與壓縮空氣相連的脈沖電磁閥，脈沖電磁閥與空氣倉相接，脈沖發生器不斷發出信號，控制各脈沖閥的開啟程序和時間。空氣通過脈沖閥由文丘里管中心噴射而出，吸入等于一次風量數倍的空氣進入濾袋，形成瞬間逆向氣流，將附在濾袋外部的PVC物料吹落，落入箱體下部料斗中，最后由旋轉閥排出。濾袋的阻力與過濾速度、氣體中PVC物料濃度及粒度分布等有關。

1.2.2 脈沖清灰的特點

脈沖清灰的特點是不僅能在高能脈沖的情況下清除沉積的大部分粉料，還可以在脈沖氣體噴吹瞬間防止粉塵二次沉積。沉降在料斗里的粉料大多數是聚集在一起的，它會在下一次高能脈沖來臨之前沉降在料斗下部錐底；極少部分的粉料聚集在剛剛清理后的濾袋表面上，再次進行了沉積；還會有極少一部分粉料聚集在相鄰的濾袋外表面上，再次沉積[2]。

1.3 脈沖電磁閥的介紹

1.3.1 脈沖電磁閥的工作原理

通過導線向脈沖電磁閥線圈輸入正向脈沖信號，線圈將會產生工作磁通，使動芯吸合，閥門立即打開。當不再輸入正向脈沖信號時，動芯釋放，動芯在彈簧的驅動下回到原來的狀態，閥門關閉。另外，脈沖電磁閥還有一種是自保持型的，不再輸入正向脈沖信號或切斷電源后也能維持現有狀態，必須輸入負向脈沖信號才能恢復。脈沖電磁閥依據的是將電氣的脈沖轉化成機械的脈動，將脈動氣體的巨大能量變為動能，在一定時間內釋放產出強大的沖力，如果采用PLC控制脈沖的間隔時間，則應根據額定氣體壓力恢復的速率來計算。脈沖電磁閥結構如圖2所示。

圖2 脈沖電磁閥結構Fig.2 Structural diagram of pulse electromagnetic valve

1.3.2 脈沖電磁閥故障現象

袋濾器在完成儀表氣與粉料的分離后，濾袋振動的作用力由反吹控制電磁閥的動作來形成，因而電磁閥性能對袋濾器的長時間運行非常重要。當其中一個電磁閥的膜片出現破損或老化時，等同于該電磁閥長期處在常開狀態，氣體將一直勻速進入系統，不能形成脈動氣流，也就無法實現濾袋的瞬時沖擊，也不會使濾袋振動，因而不能將粉塵從袋濾器上去除掉，造成袋濾器堵塞而不能工作。

因干燥工序袋濾器長期封閉且連續運行，電磁閥數量又較多，導致故障點難以判斷，耗費時間較長；同時，儀表氣氣源輸送壓力較大，且秋冬季氣體中含有蒸汽，溫度過高，將加速脈沖電磁閥膜片的老化，需要經常更換。電磁閥內部彈簧為易損元件，也是造成電磁閥故障的重要因素之一，嚴重時會導致系統停車。

1.4 脈沖電磁閥膜片破損情況分析

當脈沖電磁閥或者氣動閥動作而導致膜片所承受的壓力驟然增加時，脈沖電磁閥膜片兩側將會出現很大的壓差。在此壓差作用下，膜片與固結在它側面的金屬硬芯就會朝閥蓋方向快速動作，直到硬芯接觸到閥蓋時方能減速，這是一個碰撞—壓縮的過程。此力撞擊在閥蓋表面又將反作用在硬芯上。撞擊在閥蓋上的作用力在閥蓋上形成凹痕；撞擊在硬芯上的作用力使脈沖電磁閥膜片產生拉伸，很容易造成膜片的損壞。

2 采取的相關措施

2.1 安裝壓力測量裝置

針對袋濾器故障判斷問題，通過調查和比較，唐山三友聚合二車間安裝了壓力測量裝置，步驟如下。

停止袋濾器的運行，將脈沖電磁閥的輸出口與套管連接，對套管進行全方位的外部檢查，然后與白鋼球閥相連，密封良好后，將白鋼球閥的另一側與壓力表連接，檢查完好后，壓力裝置即安裝完成。開啟袋濾器運行系統，按順序觀察壓力表的顯示情況。在脈沖電磁閥噴吹的過程中，如壓力值無波動，說明脈沖電磁閥有氣體泄漏，首先判斷套管組裝密封情況，若正常，便可拆開脈沖電磁閥，判斷是否是膜片老化造成的噴吹效果下降；如壓力值正常波動，則說明系統運行正常。

2.2 加強對袋濾器系統的檢查和維護

唐山三友聚合二車間加強了對袋濾器系統的日常檢查和維護。現場巡檢時通過溫度、壓力、聲音等方面對其進行檢查，若發現以上幾方面異常時，就需要進行檢查和維護。如果發現袋濾器系統持續噴吹，則應及時進行處理，采用觀察法觀察壓力表示數，及時查找原因并進行解決，如壓力數值異常時，應通過觀察壓力顯示，迅速在多個脈沖電磁閥中確定故障點并及時進行處理。

2.3 做好培訓工作

將改造后的操作方法進行規范，按新的要求實施，并對儀表和工藝人員進行技術培訓與指導。

3 結語

本次系統改造已投入唐山三友聚合二車間使用，基本解決了原有系統中存在的問題。此項目投用后，能準確判斷脈沖電磁閥的運行狀態，直接定位故障點，縮短了檢修時間，極大地提高了故障的處理效率，而且有效避免了檢修時間過長而對袋濾器系統造成的不必要損害，同時還可提前預判可能存在的問題，并提前解決，減少了設備故障停車時間，有效保障了生產的順利進行。