CN117018771A - 一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及布袋除尘喷吹故障测断的技术领域的一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统及方法，包括布袋除尘器本体、噪声检测传感器以及DCS系统；噪声检测传感器安装于布袋除尘器本体的顶部用于采集布袋除尘器本体中各个过滤气室的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声，噪声检测传感器直接/间接与外部的DCS系统通讯连接，将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号传输至DCS系统中进行故障诊断。本发明以布袋除尘系统喷吹的实际动作为监测方向，以噪声诊断为检测手段，使用联锁触发报警及历史曲线查询的方式，开发出一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统。可实现布袋收尘器喷吹工作状态在线监测和故障快速诊断。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统及方法，属于布袋除尘喷吹故障测断的技术领域。
背景技术
布袋收尘器在有收尘工艺中有广泛的应用，它具有清灰能力强、设备阻力小、占地面积小、运行能耗低、维护工作量小、换袋方便等特点。它的技术性能和运转情况很大程度上决定企业是否生产顺行及环保指标能否达标，提高布袋收尘器的运行效率和环保指标对降低生产成本和维护成本有着重要意义。
在火力发电以及建材行业中，采用磨机研磨、气流干燥以及布袋收集的贮仓式制粉系统有着广泛的运用和历史。随着铜冶炼“双闪”工艺的推广应用，闪速吹炼炉的原料，即冰铜粉也使用该工艺进行制粉。该系统布袋收尘器有着研磨和干燥后的料粉收集以及烟气净化的作用，是该系统最重要的烟气系统设备。
该系统的收尘布袋区别于其他系统的收尘布袋的地方在于，其通过的烟气量和烟气含尘量均较大，如发生故障时不能快速判断和处理则会导致布袋压差升高，达到磨机系统连锁值时会引起磨机跳车，这与其他附属设施相比来说，故障更具紧迫性。
据统计，目前冰铜制粉系统半年内因布袋压差大跳停次数高达十余次次，每次故障排查和处理时间均在1小时以上，严重时以致于造成炉顶仓料位低，进而降料生产。而布袋压差大的问题均是由于其喷吹系统故障导致，因此，找出布袋喷吹系统故障的根源并进行有效的在线监测，可有效提高布袋的运行效率和稳定性。
发明内容
为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统及方法。
本发明的技术方案如下：
一种采用声噪法喷吹故障测断的方法，包括以下测断步骤：
a、通过噪声检测传感器采集所述布袋除尘器本体中各个过滤气室的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声；
b、将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号传输至DCS系统中；
c、通过DCS系统中内置的故障测断程序分析判断采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声，从而确定是否存在故障现象。
作为优选方案，其中步骤c中，所述故障测断程序中设定的故障类型包括过滤气室漏气故障，所述过滤气室漏气故障的故障测断逻辑为当噪声音量＞m分贝，且持续时间＞n秒时，判定为过滤气室漏气故障报警，其中，m、n为故障测断程序中预设阈值。
作为优选方案，其中步骤c中，所述故障测断程序中设定的故障类型包括净气室不喷吹故障，所述净气室不喷吹故障的故障测断逻辑为当噪声音量＞x分贝，且声波波峰间隔时间＞y秒时，判定为净气室不喷吹故障报警，其中，x、y为故障测断程序中预设阈值。
一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统，包括布袋除尘器本体、噪声检测传感器以及DCS系统；
所述噪声检测传感器安装于所述布袋除尘器本体的顶部用于采集所述布袋除尘器本体中各个过滤气室的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声；
所述噪声检测传感器直接/间接与外部的DCS系统通讯连接，将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号传输至DCS系统中进行故障诊断；
所述DCS系统中内置故障测断程序、用于分析判断采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声，从而确定是否存在故障现象。
作为优选方案，所述噪声检测传感器间接与外部的DCS系统通讯连接；
具体的，所述噪声检测传感器与所述PLC控制器电性连接、用于将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声通过模拟信号接入所述PLC控制器的模拟量输入模块；
通过所述PLC控制器进行现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号数/模转换；
所述PLC控制器通过过程现场总线与外部的DCS系统通讯连接，将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声以电信号传输至DCS系统中进行故障诊断。
作为优选方案，一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统还包括数据显示模块和报警模块；
所述数据显示模块为触控屏，所述数据显示模块与所述DCS系统连接、以屏显声波图方式显示现场在线工作噪声和离线喷吹噪声音量与时间变化关系，进而分析判断故障类型和位置；
所述报警模块为弹窗警报，所述报警模块与所述DCS系统连接、以弹窗方式发出设备故障警报。
作为优选方案，所述布袋除尘器本体包括至少一个所述过滤气室，所述过滤气室包括自上而下并列连接的净气室、滤尘室以及灰斗，所述噪声检测传感器安装于所述净气室顶部外壁上方，所述净气室与滤尘室之间通过隔板隔断，所述滤尘室与灰斗相连通；所述隔板上嵌设安装有若干滤尘布袋，所述滤尘布袋主体位于所述滤尘室中；所述滤尘室的一侧壁设置有烟气进气口，所述净气室的一侧壁设置有净气出气口，且所述净气出气口上设置有气缸提升阀；还包括脉冲喷吹装置，所述脉冲喷吹装置包括储气罐，所述储气罐通过分流输气管连接多路喷嘴，每路所述喷嘴均包含有若干个，且各个所述喷嘴一一对应设置于各个所述滤尘布袋的上方，每路所述分流输气管上均设置有脉冲阀。
作为优选方案，所述布袋除尘器本体包括多组所述过滤气室，多组所述过滤气室并排设置于设备外壳内，所述设备外壳上分别设置有分流进气管和分流出气管，所述分流进气管和分流出气管的各个支流管分别与各组所述过滤气室的烟气进气口和净气出气口连通。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述的采用声噪法喷吹故障测断的方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的采用声噪法喷吹故障测断的方法。
本发明具有如下有益效果：
本发明以布袋除尘系统喷吹的实际动作为监测方向，以噪声诊断为检测手段，使用联锁触发报警及历史曲线查询的方式，开发出一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统。可实现布袋收尘器喷吹工作状态在线监测和故障快速诊断。
附图说明
图1为本发明统模块结构示意图；
图2为本发明布袋除尘器本体俯视结构示意图；
图3为本发明过滤气室内部结构示意图；
图4为本发明正常噪声曲线波形图；
图5为本发明存在未喷吹气室时噪声曲线波形图；
图6为本发明存在现场漏气时噪声曲线波形图；
图7为本发明存在未喷吹电磁阀时噪声曲线波形图；
图8为本发明存在喷吹管脱落时噪声曲线波形图；
图9为本发明存在未喷吹气室时报警逻辑图；
图10为本发明存在现场漏气时报警逻辑图。
图中附图标记表示为：
100-布袋除尘器本体，200-噪声检测传感器，300-DCS系统，400-PLC控制器；
110-过滤气室，120-滤尘布袋，130-脉冲喷吹装置，140-设备外壳，150-分流进气管，160-分流出气管；
111-净气室，112-滤尘室，113-灰斗，114-隔板，115-烟气进气口，116-净气出气口，117-气缸提升阀；
131-储气罐，132-分流输气管，133-喷嘴，134-脉冲阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
实施例1
本发明公开一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统，包括硬件设备和传感器监测部分；
参见图2-3，布袋除尘系统硬件设备部分，即布袋除尘器本体100包括多组过滤气室110，多组过滤气室110并排设置于一设备外壳140内，设备外壳140上分别设置有分流进气管150和分流出气管160，工作时，含有粉尘的气流由分流进气管150进入，并经过分流后分别进入多个过滤气室110进行过滤除尘，过滤后的洁净气流再由分流出气管160排出，从而达到合规的排放标准。
进一步的，布袋除尘器本体100包括至少一个过滤气室110，本实施例中，设置有5个过滤气室110，每个过滤气室110的进出口为并联连接，工作时按照不同的喷吹时序运行；
过滤气室110包括自上而下并列连接的净气室111、滤尘室112以及灰斗113，净气室111与滤尘室112之间通过隔板114隔断，滤尘室112与灰斗113相连通；隔板114上嵌设安装有若干滤尘布袋120，滤尘布袋120主体位于滤尘室112中；滤尘室112的一侧壁设置有烟气进气口115，净气室111的一侧壁设置有净气出气口116，且净气出气口116上设置有气缸提升阀117；分流进气管150和分流出气管160的各个支流管分别与各组过滤气室110的烟气进气口115和净气出气口116连通；还包括脉冲喷吹装置130，脉冲喷吹装置130包括储气罐131，储气罐131通过分流输气管132连接多路喷嘴133，每路喷嘴133均包含有若干个，且各个喷嘴133一一对应设置于各个滤尘布袋120的上方，每路分流输气管132上均设置有脉冲阀134。
具体的除尘过滤时，含尘烟气由烟气进气口115进入滤尘室112，粗烟尘由于惯性和重力的作用直接落入灰斗113中，细烟尘随气流上升经过滤尘布袋120过滤后，烟尘被阻留在滤尘布袋120外壁，过滤干净的气体由滤尘布袋120内部进入净气室111，通过气缸提升阀117、净气出气口116排出。
随着过滤时间的不断延长，滤尘布袋120外侧附积的粉尘不断增加，从而导致布袋除尘器本体100本身阻力也逐渐升高。当阻力达到预先的设定值或间隔时间达到设定值时，PLC控制系统发出信号，首先命令一个过滤气室110的提升阀关闭以切断该室的过滤气流，接着给出指令打开脉冲阀134，通过分流输气管132和特制的喷嘴133向滤尘布袋120喷入压缩空气，使滤尘布袋120产生高频振动变形，使滤尘布袋120外侧所吸附的粉尘层变形脱落，掉入灰斗113。一次清灰完成后，气缸提升阀117打开，此过滤室再次回复至过滤状态，而下一个过滤气室110则进入清灰状态，如此周而复始，使布袋除尘器本体100阻力始终处于设定范围内；另外，各个过滤气室110按照异步的喷吹时序进行工作，即同一时刻，仅有一个过滤气室110处于离线喷吹转态，其余过滤气室110处于在线过滤工作状态。
鉴于布袋除尘器本体100的各个过滤气室110按照异步的喷吹时序进行工作的特点，各个过滤气室110的喷吹产生的噪声是互不干扰的；因此，本发明提出通过监测设备工作噪声结合相应的判断逻辑方法来监测设备喷吹及运行状态。
参见图1，本发明布袋除尘系统传感器监测部分包括布袋除尘器本体100、噪声检测传感器200以及DCS系统300；其中，噪声检测传感器200安装于净气室111顶部外壁上方。
噪声检测传感器200用于采集布袋除尘器本体100中各个过滤气室110的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声。
噪声检测传感器200直接/间接与外部的DCS系统300通讯连接，将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号传输至DCS系统300中进行故障诊断。
进一步的，为了适应现场布局，降低信号输送成本，噪声检测传感器200采用间接与外部的DCS系统300通讯连接时；即噪声检测传感器200将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声通过模拟信号接入PLC控制器400的模拟量输入模块，通过PLC控制器400进行现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号数/模转换，PLC控制器400再通过过程现场总线与外部的DCS系统300通讯连接，由DCS系统300中内置故障测断程序、用于分析判断采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声，从而确定是否存在故障现象。
此外，本发明布袋除尘系统传感器监测部分还包括数据显示模块和报警模块；数据显示模块为触控屏，数据显示模块与DCS系统300连接、以屏显声波图方式显示现场在线工作噪声和离线喷吹噪声音量与时间变化关系；报警模块为弹窗警报，报警模块与DCS系统300连接、以弹窗方式发出设备故障警报。
具体工作时，本发明布袋除尘系统传感器监测能够判断四种故障类型，即存在未喷吹气室、存在现场漏气、存在未喷吹电磁阀以及喷吹管脱落。其中，存在未喷吹气室和存在现场漏气的情况可通过内置程序的逻辑运算由系统自动判断并报警，而存在未喷吹电磁阀的情况只能通过主控人员查阅喷吹噪声的历史曲线获知。
如图4所示，为现场正常喷吹运行的噪声声波曲线图部分截图，纵坐标为噪声检测传感器200在现场采集的噪声音量分贝值，很坐标为设备运行时间轴；如图中所示，一个布袋除尘器本体100中包括n个过滤气室110，各个过滤气室110异步轮流喷吹一次后完成一个喷吹周期；一个过滤气室110喷吹过程中的噪声波峰包括气缸提升阀117打开噪声波峰、若干个喷吹噪声波峰以及气缸提升阀117关闭噪声波峰，其中气缸提升阀117打开噪声波峰和气缸提升阀117关闭噪声波峰峰值接近，并低于喷吹噪声波峰。
如图5所示为，存在未喷吹气室的情况，即净气室不喷吹故障，该过滤气室110在一个喷吹周期中未进行实质喷吹动作；这种情况在曲线上的表现为，在一个过滤气室110喷吹时间轴段内，各个喷吹噪声波峰均缺失。
结合图9，采用系统内置程序自动判断时，采用的逻辑为当噪声音量＞x分贝，且声波波峰间隔时间＞y秒时，判定为净气室不喷吹故障报警，其中，x、y为故障测断程序中预设阈值；例如，x∈(气缸提升阀打开/关闭噪声波峰,喷吹噪声波峰)，y＝一个过滤气室喷吹时长＞周期间隔。
如图6所示为，存在现场漏气的情况，即过滤气室漏气故障，该布袋除尘器本体100的气路或气室存在漏气现象；这种情况在曲线上的表现为，监测环境噪声值高于正常状态下的环境噪声值。
结合图10，采用系统内置程序自动判断时，采用的逻辑为当噪声音量＞m分贝，且持续时间＞n秒时，判定为过滤气室漏气故障报警，其中，m、n为故障测断程序中预设阈值；例如，m＝正常状态下的环境噪声值，n＝一个过滤气室喷吹时长。
如图7所示为，存在未喷吹电磁阀，即一个过滤气室110在一个喷吹周期中有个别电磁阀未进行实质喷吹动作；这种情况在曲线上的表现为，在一个过滤气室110喷吹时间轴段内，个别喷吹噪声波峰均缺失。该情况只能通过主控人员查阅喷吹噪声的历史曲线获知。
如图8所示为，存在喷吹管脱落，即过滤气室110中某排或几排喷嘴133的进气喷吹管因固定不牢固，喷吹震动导致脱落；这种情况在曲线上的表现为，在一个过滤气室110喷吹时间轴段内，个别喷吹噪声波峰比正常喷吹噪声波峰低，但未消失。该情况只能通过主控人员查阅喷吹噪声的历史曲线获知。
实施例2
鉴于上述实施例1，本发明还公开一种采用声噪法喷吹故障测断的方法，包括以下测断步骤：
a、通过噪声检测传感器200采集布袋除尘器本体100中各个过滤气室110的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声；
b、将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号传输至DCS系统300中；
c、通过DCS系统300中内置的故障测断程序分析判断采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声，从而确定是否存在故障现象。
作为优选方案，其中步骤c中，故障测断程序中设定的故障类型包括过滤气室漏气故障，过滤气室漏气故障的故障测断逻辑为当噪声音量＞m分贝，且持续时间＞n秒时，判定为过滤气室漏气故障报警，其中，m、n为故障测断程序中预设阈值。
作为优选方案，其中步骤c中，故障测断程序中设定的故障类型包括净气室不喷吹故障，净气室不喷吹故障的故障测断逻辑为当噪声音量＞x分贝，且声波波峰间隔时间＞y秒时，判定为净气室不喷吹故障报警，其中，x、y为故障测断程序中预设阈值。
实施例3
鉴于上述实施例1，本发明还公开一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前述的采用声噪法喷吹故障测断的方法。
实施例4
鉴于上述实施例1，本发明还公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的采用声噪法喷吹故障测断的方法。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种采用声噪法喷吹故障测断的方法，其特征在于：包括以下测断步骤：
a、通过噪声检测传感器(200)采集布袋除尘器本体(100)中各个过滤气室(110)的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声；
b、将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号传输至DCS系统(300)中；
c、通过DCS系统(300)中内置的故障测断程序分析判断采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声，从而确定是否存在故障现象。
2.如权利要求1所述的一种采用声噪法喷吹故障测断的方法，其特征在于：其中步骤c中，所述故障测断程序中设定的故障类型包括过滤气室漏气故障，所述过滤气室漏气故障的故障测断逻辑为当噪声音量＞m分贝，且持续时间＞n秒时，判定为过滤气室漏气故障报警，其中，m、n为故障测断程序中预设阈值。
3.如权利要求1所述的一种采用声噪法喷吹故障测断的方法，其特征在于：其中步骤c中，所述故障测断程序中设定的故障类型包括净气室不喷吹故障，所述净气室不喷吹故障的故障测断逻辑为当噪声音量＞x分贝，且声波波峰间隔时间＞y秒时，判定为净气室不喷吹故障报警，其中，x、y为故障测断程序中预设阈值。
4.一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统，其特征在于：包括布袋除尘器本体(100)、噪声检测传感器(200)以及DCS系统(300)；
所述噪声检测传感器(200)安装于所述布袋除尘器本体(100)的顶部用于采集所述布袋除尘器本体(100)中各个过滤气室(110)的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声；
所述噪声检测传感器(200)直接/间接与外部的DCS系统(300)通讯连接，将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号传输至DCS系统(300)中进行故障诊断；
所述DCS系统(300)中内置故障测断程序、用于分析判断采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声，从而确定是否存在故障现象。
5.如权利要求1所述的一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统，其特征在于：所述噪声检测传感器(200)间接与外部的DCS系统(300)通讯连接；
具体的，所述噪声检测传感器(200)与所述PLC控制器(400)电性连接、用于将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声通过模拟信号接入所述PLC控制器(400)的模拟量输入模块；
通过所述PLC控制器(400)进行现场在线工作噪声和离线喷吹噪声信号数/模转换；
所述PLC控制器(400)通过过程现场总线与外部的DCS系统(300)通讯连接，将采集到的现场在线工作噪声和离线喷吹噪声以电信号传输至DCS系统(300)中进行故障诊断。
6.如权利要求1所述的一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统，其特征在于：还包括数据显示模块和报警模块；
所述数据显示模块为触控屏，所述数据显示模块与所述DCS系统(300)连接、以屏显声波图方式显示现场在线工作噪声和离线喷吹噪声音量与时间变化关系，进而分析判断故障类型和位置；
所述报警模块为弹窗警报，所述报警模块与所述DCS系统(300)连接、以弹窗方式发出设备故障警报。
7.如权利要求4所述的一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统，其特征在于：所述布袋除尘器本体(100)包括至少一个所述过滤气室(110)，所述过滤气室(110)包括自上而下并列连接的净气室(111)、滤尘室(112)以及灰斗(113)，所述噪声检测传感器(200)安装于所述净气室(111)顶部外壁上方，所述净气室(111)与滤尘室(112)之间通过隔板(114)隔断，所述滤尘室(112)与灰斗(113)相连通；所述隔板(114)上嵌设安装有若干滤尘布袋(120)，所述滤尘布袋(120)主体位于所述滤尘室(112)中；所述滤尘室(112)的一侧壁设置有烟气进气口(115)，所述净气室(111)的一侧壁设置有净气出气口(116)，且所述净气出气口(116)上设置有气缸提升阀(117)；还包括脉冲喷吹装置(130)，所述脉冲喷吹装置(130)包括储气罐(131)，所述储气罐(131)通过分流输气管(132)连接多路喷嘴(133)，每路所述喷嘴(133)均包含有若干个，且各个所述喷嘴(133)一一对应设置于各个所述滤尘布袋(120)的上方，每路所述分流输气管(132)上均设置有脉冲阀(134)。
8.如权利要求7所述的一种采用声噪法喷吹故障测断的布袋除尘系统，其特征在于：所述布袋除尘器本体(100)包括多组所述过滤气室(110)，多组所述过滤气室(110)并排设置于设备外壳(140)内，所述设备外壳(140)上分别设置有分流进气管(150)和分流出气管(160)，所述分流进气管(150)和分流出气管(160)的各个支流管分别与各组所述过滤气室(110)的烟气进气口(115)和净气出气口(116)连通。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述的采用声噪法喷吹故障测断的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述的采用声噪法喷吹故障测断的方法。
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| CN117695776A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 苏州协昌环保科技股份有限公司 | 阀门状态监测方法、装置及介质 |
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2023
- 2023-08-29 CN CN202311098922.6A patent/CN117018771A/zh active Pending
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| CN117695776A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 苏州协昌环保科技股份有限公司 | 阀门状态监测方法、装置及介质 |
| CN117695776B (zh) * | 2024-02-05 | 2024-05-14 | 苏州协昌环保科技股份有限公司 | 阀门状态监测方法、装置及介质 |
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