CN210206210U - 一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，包括除尘器本体、主控模块、设置在所述除尘器本体上的且与所述主控模块连接的除尘布袋监测模块、工作温度监测模块、气包喷吹监测模块、输灰电机监测模块、卸灰电机监测模块、报警模块，在所述主控模块上通过PPI总线连接有显示模块、传输模块。本实用新型通过对除尘器的进出风口压力差、箱体温度、气包喷吹压力、输灰旋转频率、卸灰旋转频率等运行数据进行全方位实时监控，当除尘器发生异常情况时主控模块控制报警器发出声光报警、采取保护动作，有效防止除尘器内粉尘爆炸产生危险，安全系数高。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全防护设备技术领域，主要涉及一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置。
背景技术
除尘器作为散货码头最重要的除尘设备，对抑制扬尘、提高作业环境清洁、减少粉尘排放污染有着极其重要作用，管理好除尘器设备，是有效解决散货码头粉尘污染、环境保护等问题的重要途径。
除尘器也是散货码头粉尘爆炸的最大根源与隐患所在，因为粮食行业的除尘器的内部大量聚集可燃性粉尘，粉尘浓度高，在高温或火花的诱导下均存在粉尘爆炸的危险；而除尘器的进出口压差不足、气包喷吹压力不足、箱体温度过高、输灰卸灰装置运行异常等均属粉尘爆炸重要危险源，会诱发粉尘爆炸的安全事故。
现有粮食行业除尘器缺少一套完整而系统的保护装置来监测除尘器的进出口压差、气包喷吹压力、箱体温度、输灰卸灰装置运行情况，无法在故障初步暴露阶段立即察觉，严重的会造成故障深入引发事故，存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可实现全方位实时监测、管理除尘器，自动化程度高，安全系数高的应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置。
本实用新型所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：
一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，包括除尘器本体、主控模块、设置在所述除尘器本体上的且与所述主控模块连接的除尘布袋监测模块、工作温度监测模块、气包喷吹监测模块、输灰电机监测模块、卸灰电机监测模块、报警模块，在所述主控模块上通过PPI总线连接有显示模块、传输模块；
所述除尘布袋监测模块包括除尘器进出风口压力差监测单元，所述除尘器进出风口压力差监测单元将压差值对应的电信号通过电气连接输入所述主控模块；所述工作温度监测模块包括除尘器箱体温度监测单元，所述除尘器箱体温度监测单元将除尘器箱体温度值对应的电信号通过电气连接输入所述主控模块；所述气包喷吹监测模块包括气包喷吹气压监测单元，所述气包喷吹气压监测单元将喷吹气包气压值对应的电信号通过电气连接输入所述主控模块；所述输灰电机监测模块包括输灰电机旋转频率监测单元，所述输灰电机旋转频率监测单元将输灰电机运行时的电机轴转速信号通过电气连接输入所述主控模块；所述卸灰电机监测模块包括卸灰电机旋转频率监测单元，所述卸灰电机旋转频率监测单元将卸灰电机运行时的电机轴转速信号通过电气连接输入所述主控模块；
所述显示模块是带有显示与触摸输入功能的显示屏，所述显示屏的显示内容由所述主控模块通过PPI总线控制；所述报警模块是具有声光报警功能的报警器，所述报警器受所述主控模块控制；所述主控模块是整个防爆监测报警装置的核心模块，接收来自各个信号监测模块的监测信息，并做出运算、判断，再发出相应的执行指令，完成各监测数据的汇总、声光报警与保护动作。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述监测报警装置还包括隔爆模块，所述隔爆模块包括用于防止爆炸向除尘器外蔓延的保护元件，所述保护元件受所述主控模块控制、具有关闭隔断除尘器进风口管道的功能。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述除尘器进出风口压力差监测单元包括用于监测除尘器进风口和出风口之间的压力差的压差传感器。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述除尘器箱体温度监测单元包括用于监测除尘器箱体内温度的温度传感器。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述气包喷吹气压监测单元包括用于监测除尘器气包气压的气压传感器。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述输灰电机旋转频率监测单元包括用于监测除尘器输灰装置电机轴的转速的输灰频率传感器。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述卸灰电机旋转频率监测单元包括用于监测除尘器卸灰装置电机轴的转速的卸灰频率传感器。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述保护元件为设置在除尘器进风口处的隔爆阀。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述主控模块设置在控制箱内，所述主控模块包括可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与压差传感器、温度传感器、气压传感器、输灰频率传感器、卸灰频率传感器、隔爆阀采用电气连接。
本实用新型的有益效果是：一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，通过对除尘器的进出风口压力差、箱体温度、气包喷吹压力、输灰旋转频率、卸灰旋转频率等运行数据进行全方位实时监控，并输入主控模块进行运算、判断，当主控模块监测到除尘器异常情况时第一时间控制声光报警提示，有效预防除尘器发生粉尘爆炸、产生危险，整套装置安全系数高。
主控模块控制隔爆阀做出保护动作，防止粉尘爆炸蔓延，进一步提高了安全系数；采用PLC可编程逻辑控制器控制异常信号输出、控制声光报警、执行保护措施，安装方便、可靠性高，自动化程度高、保护动作快。
附图说明
图1是本实用新型一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置的结构示意图。
图2是本实用新型一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置的结构框图。
图3是本实用新型一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置的运行流程示意图。
图4是本实用新型一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置的电气控制图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参见图1至图3，图中给出的是一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，包括除尘器本体1、主控模块、设置在除尘器本体上的且与主控模块连接的除尘布袋监测模块、工作温度监测模块、气包喷吹监测模块、输灰电机监测模块、卸灰电机监测模块、报警模块；在主控模块上通过PPI总线连接有显示模块、传输模块。
除尘布袋监测模块包括除尘器进出风口压力差监测单元，除尘器进出风口压力差监测单元将压差值对应的电信号通过电气连接输入主控模块；除尘器进出风口压力差监测单元包括用于监测除尘器进风口和出风口之间的压力差的压差传感器2。压差传感器2的型号是G3351DP型差压变送器，能监测除尘布袋的积尘情况，压差传感器2的高压接口(L)通过橡胶软管连接进风口、低压接口(H)通过橡胶软管连接出风口，通过监测除尘器进风口11和出风口22之间的压力差，判断除尘器进出风口的压力差是否正常，间接得出除尘布袋状态及工作情况是否正常，同时将压力差信息和故障信息传送至主控单元。
除尘器进风口11和出风口12的压力差与除尘布袋的状态及工作情况密切相关，可以用于判断除尘器滤袋是否处于正常工作状态。除尘器进出口压力差正常范围为0.2kPa-1.2kPa，当进出口压力差小于0.2kPa时，说明除尘器内存在除尘布袋破损或脱落等情况，通过布袋的流体阻力减少，进出风口压力差减少；当进出口压力差大于1.2kPa时，说明除尘器内存在除尘布袋间积满粉尘或布袋上有板结等情况，气流通过布袋的流体阻力增加，进出风口压力差增大。所以，当检测到进出口压差<0.2kPa或>1.2kPa时，主控模块PLC控制器71输出压差异常信号、控制报警器73发出声光报警，显示模块显示压差故障。
工作温度监测模块包括除尘器箱体温度监测单元，除尘器箱体温度监测单元将除尘器箱体温度值对应的电信号通过电气连接输入主控模块；除尘器箱体温度监测单元包括用于监测除尘器箱体内温度的温度传感器31，温度传感器31的型号是YCSBWZ-2088，温度传感器31设置在除尘器箱体上，感应探头伸入除尘器箱体内。
当除尘器箱体内的温度大于70℃时，有可能致使除尘器产生爆炸。所以，当温度传感器31监测到除尘器箱体温度>70℃时，主控模块PLC控制器71输出温度异常信号、发生声光报警，控制除尘器系统关闭、隔爆阀321动作关闭，实现对除尘器的保护，显示模块防显示过温故障。
气包喷吹监测模块包括气包喷吹气压监测单元，气包喷吹气压监测单元将喷吹气包气压值对应的电信号通过电气连接输入主控模块；气包喷吹气压监测单元包括用于监测除尘器气包气压的气压传感器4，气压传感器4的型号是FST-2088GP压力变送器，气压传感器4设置在除尘器气包13上。
当除尘器气包13的压力小于0.4MPa时，除尘器的喷吹效果就会变差。所以，当气压传感器4监测到气压<0.4MPa时，主控模块PLC控制器71输出气压异常信号、控制报警器73发出声光报警，显示模块显示气压故障。
输灰电机监测模块包括输灰电机旋转频率监测单元，输灰电机旋转频率监测单元将输灰电机运行时的电机轴转速信号通过电气连接输入主控模块；输灰电机旋转频率监测单元包括用于监测除尘器输灰装置电机轴的转速的输灰频率传感器5，输灰频率传感器5为电感式传感器，输灰频率传感器5设置在除尘器输灰机构14上。
取输灰电机正常运行时，输灰电机的电机轴旋转频率为基准频率，输灰电机的电机轴的转速为41r/min，旋转频率为0.68Hz，正常旋转频率的范围值0.55-0.82Hz。当输灰频率传感器5监测到运行频率与基准频率不符时，主控模块PLC控制器71输出运行异常信号、控制报警器73发出声光报警，同时控制关闭除尘器系统，实现对除尘器的保护，显示模块显示输灰机构运行异常。
卸灰电机监测模块包括卸灰电机旋转频率监测单元，卸灰电机旋转频率监测单元将卸灰电机运行时的电机轴转速信号通过电气连接输入主控模块；卸灰电机旋转频率监测单元包括用于监测除尘器卸灰装置电机轴的转速的卸灰频率传感器6，卸灰频率传感器6为电感式传感器，卸灰频率传感器6设置在除尘器卸灰机构15上。
取卸灰电机正常运行时、卸灰电机的电机轴转动频率为基准频率，卸灰电机的电机轴的转速为52r/min，旋转频率为0.87Hz，正常旋转频率的范围值0.69-1.04Hz。当卸灰频率传感器6监测到运行频率与基准频率不符时，主控模块PLC控制器71输出运行异常信号、控制报警器73发出声光报警，同时控制关闭除尘器系统，实现对除尘器的保护，显示模块显示卸灰机构运行异常。
监测报警装置还包括隔爆模块、易爆物监测模块，隔爆模块包括用于防止爆炸向除尘器外蔓延的保护元件，保护元件受主控模块控制、具有关闭隔断除尘器进风口管道的功能；保护元件为设置在除尘器进风口处的隔爆阀321，隔爆阀321的型号是SQD-φ，隔爆阀321设置在除尘器进风口11处，当除尘器箱体内温度过高时在关闭除尘器系统的同时关闭隔爆阀321，实现对除尘器的保护；易爆物监测模块与主控模块通过电气连接，易爆物监测模块包括粉尘浓度监测单元与可燃气体浓度监测单元，粉尘浓度监测单元与可燃气体浓度监测单元将易燃物的监测数据汇总给主控模块PLC控制器71。
显示模块、报警模块设置在防爆控制箱7上，显示模块是带有显示与触摸输入功能的显示屏72，显示屏72的显示内容由主控模块通过PPI总线控制。
主控模块设置在防爆控制箱7内部，防爆控制箱7上设置有电源指示灯、复位开关，主控模块是整个防爆监测报警装置的核心模块，接收来自各个信号监测模块的监测信息，并做出运算、判断，再发出相应的执行指令，完成各监测数据的汇总、声光报警与保护动作。主控模块设置在控制箱7内，包括PLC控制器71(可编程逻辑控制器)，PLC控制器71与压差传感器2、温度传感器31、气压传感器4、输灰频率传感器5、卸灰频率传感器6、隔爆阀321采用电气连接。
参见图4，监测报警装置的控制电路，具有遥控、检修、现场三种控制线路，包括空气断路器QF、将交流电转换成直流电的AC/DC电源、压差传感器U1、温度传感器U2、气压传感器U3、输灰频率传感器U4、卸灰频率传感器U5、复位开关SB、继电器KA1、继电器KA2、继电器KA3、继电器KA8、PLC控制器、隔爆阀321、显示屏72、声光报警器73。
检修电箱220V电源的零线N火线L依次连接空气断路器QF、AC/DC电源，AC/DC电源的正极与压差传感器U1的正极、温度传感器U2的正极、气压传感器U3的正极、输灰频率传感器U4的正极、卸灰频率传感器U5的正极、复位开关SB的左端、继电器KA8的左端并联连接，AC/DC电源的负极与压差传感器U1的负极、温度传感器U2的负极、气压传感器U3的负极、输灰频率传感器U4的负极、卸灰频率传感器U5的负极、PLC控制器管脚COM1并联连接；压差传感器U1的信号传输端与PLC控制器管脚AI0.0连接，温度传感器U2的信号传输端与PLC控制器管脚AI0.1连接，气压传感器U3的信号传输端与PLC控制器管脚AI0.2连接，输灰频率传感器U4的信号传输端与PLC控制器管脚I0.0连接，卸灰频率传感器U5的信号传输端与PLC控制器管脚I0.3连接，复位开关SB的右端与PLC控制器管脚I0.1连接，继电器KA8的右端与PLC控制器管脚I0.2连接。
检修电箱220V电源的火线L连接电源指示灯L的正极、零线N连接电源指示灯L的负极，检修电箱220V电源的火线L依次连接继电器KA1常开触头的正极、声光报警器73的正极，声光报警器73的负极连接零线N；PLC控制器管脚Q0.4连接KA1线圈一端，管脚Q0.5连接KA2线圈一端，管脚Q0.6连接KA3线圈一端，管脚PE接地，KA1线圈另一端、KA2线圈另一端、KA3线圈另一端并联后接管脚COM2。压差故障时，声光报警器启动报警，使得PLC控制器管脚Q0.4输出信号KA1线圈得电；启动隔爆阀，使得PLC控制器管脚Q0.5输出信号KA2线圈得电；除尘器停止工作，使得PLC控制器管脚Q0.6输出信号KA3线圈得电。KA8线圈两端从脉冲控制仪处取220V交流电，收到除尘器启动信号，KA8线圈得电；在除尘系统内，隔爆阀321一端连接24V直流电正极，隔爆阀321另一端依次连接继电器KA2常开触头一端、24V直流电负极；继电器KA3的常闭触点接入除尘器的控制回路。
压差传感器2、温度传感器31、气压传感器4、输灰频率传感器5、卸灰频率传感器6对除尘器的运行状态参数进行采集，各类传感器的信号输出触头与PLC控制器71的IO(input/output)点采用电缆线连接；其中气压、温度、压差信号为模拟量信号，输入PLC控制器71的AI(analog input)触点，卸灰器、输灰器电机运行状态信号为数字量信号输入PLC的DI(digital input)触点。监测得到的信息通过传输模块传输至PLC控制器71，PLC控制器71对数据进行编程组态分析处理，同时通过防爆显示屏72进行显示；为实现自动报警功能，PLC控制器71预设安全数值，当接收的测量数据不在安全数值范围内时，PLC控制器71向报警器发送报警指令，隔爆阀接收PLC的输出信号，在除尘器有爆炸危险时关闭，报警器发出安全警报，帮助维修人员快速准确定位故障点，缩短维修时间，提高排查故障效率，节省人力、物力和时间。
根据《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》(AQ4273-2016)与《粉尘防爆安全规程》(GB15577-2018)的要求，粮食行业的除尘器需要增加配置声光报警装置。本实用新型严格遵循国标要求，并结合实际生产使用经验，来设置现场保护装置与编写PLC程序，达到对除尘器监测报警的效果。粉尘防爆监测报警装置实现实时监测除尘器的进出口压差、气包喷吹压力、箱体温度、输灰卸灰机构运行情况等运行数据，当运行数据异常时第一时间实现声光报警与保护动作，使得故障在初级阶段就能被及时察觉并采取预处理措施，确保了除尘器的除尘效果与安全运行。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及同等物界定。
Claims (9)
1.一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，包括除尘器本体、主控模块、设置在所述除尘器本体上的且与所述主控模块连接的除尘布袋监测模块、工作温度监测模块、气包喷吹监测模块、输灰电机监测模块、卸灰电机监测模块、报警模块，在所述主控模块上通过PPI总线连接有显示模块、传输模块；
所述除尘布袋监测模块包括除尘器进出风口压力差监测单元，所述除尘器进出风口压力差监测单元将压差值对应的电信号通过电气连接输入所述主控模块；所述工作温度监测模块包括除尘器箱体温度监测单元，所述除尘器箱体温度监测单元将除尘器箱体温度值对应的电信号通过电气连接输入所述主控模块；所述气包喷吹监测模块包括气包喷吹气压监测单元，所述气包喷吹气压监测单元将喷吹气包气压值对应的电信号通过电气连接输入所述主控模块；所述输灰电机监测模块包括输灰电机旋转频率监测单元，所述输灰电机旋转频率监测单元将输灰电机运行时的电机轴转速信号通过电气连接输入所述主控模块；所述卸灰电机监测模块包括卸灰电机旋转频率监测单元，所述卸灰电机旋转频率监测单元将卸灰电机运行时的电机轴转速信号通过电气连接输入所述主控模块；
所述显示模块是带有显示与触摸输入功能的显示屏，所述显示屏的显示内容由所述主控模块通过PPI总线控制；所述报警模块是具有声光报警功能的报警器，所述报警器受所述主控模块控制；所述主控模块是整个防爆监测报警装置的核心模块，接收来自各个信号监测模块的监测信息，并做出运算、判断，再发出相应的执行指令，完成各监测数据的汇总、声光报警与保护动作。
2.如权利要求1所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述监测报警装置还包括隔爆模块，所述隔爆模块包括用于防止爆炸向除尘器外蔓延的保护元件，所述保护元件受所述主控模块控制、具有关闭隔断除尘器进风口管道的功能。
3.如权利要求1所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述除尘器进出风口压力差监测单元包括用于监测除尘器进风口和出风口之间的压力差的压差传感器。
4.如权利要求1所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述除尘器箱体温度监测单元包括用于监测除尘器箱体内温度的温度传感器。
5.如权利要求1所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述气包喷吹气压监测单元包括用于监测除尘器气包气压的气压传感器。
6.如权利要求1所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述输灰电机旋转频率监测单元包括用于监测除尘器输灰装置电机轴的转速的输灰频率传感器。
7.如权利要求1所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述卸灰电机旋转频率监测单元包括用于监测除尘器卸灰装置电机轴的转速的卸灰频率传感器。
8.如权利要求2所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述保护元件为设置在除尘器进风口处的隔爆阀。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种应用在除尘器的粉尘防爆监测报警装置，其特征在于，所述主控模块设置在控制箱内，所述主控模块包括可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与压差传感器、温度传感器、气压传感器、输灰频率传感器、卸灰频率传感器、隔爆阀采用电气连接。
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