陶瓷热风炉流砂除尘设备、电控系统、控制方法及调制方法与流程

本发明属于陶瓷原料生产热风炉，特别涉及一种陶瓷热风炉流砂除尘设备、电控系统、控制方法及调制方法。

背景技术：

1、热风炉是陶瓷原料制备中的重要设备之一，主要是给喷雾塔提供热能，热风炉常采用水煤浆或煤粉、天然气、生物质气等原材料作为热源。出于成本和能耗考虑，在较长的时间内热风炉采用水煤浆作为热源对喷雾塔进行热能输送，同时为防止水煤浆的灰分进入喷雾塔，采用旋风除尘器对水煤浆的煤灰进行抽离清除，但由于清理效果有限，除尘不彻底，部分煤灰随热风带入喷雾塔混入粉料中，从而造成对粉料的污染，这种污染直接导致产品出现黑心、气泡等情况，影响产品生产质量把控。为此，技术人员对旋风除尘器进行了改进，中国发明专利cn101934254a公开了一种水煤浆热风炉中的多管旋风除尘器，由主体多管旋风除尘器、含尘热风入口净化后热风出口芯管隔板旋片除尘器出灰口水封等组成，其应用于水煤浆炉，可减少灰分与铁质物随热风带入喷雾塔粉料中，不足之处是经过旋风除尘器的水煤浆热气中还含有较多的煤灰粉尘，除尘不够彻底，同时在生产运行过程中，无法对除尘后收集的煤灰进行自动清理转移，工作效率较低，不利于规模化生产推广。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种快速过滤热风炉烟气中的煤灰粉尘，净化粉料中的杂质，为生产高端产品提供质量优良粉料，且过滤的介质流砂石可以重复使用的陶瓷热风炉流砂除尘设备。本发明的另一目的是提供一种用于陶瓷热风炉运行，可自动控制清灰连续生产，运行效率高、热能消耗低的陶瓷热风炉流砂除尘的控制方法及流砂除尘的调制方法。

2、本发明的第一技术解决方案是所述陶瓷热风炉流砂除尘设备，其特殊之处在于，包括管路顺序连接的旋风除尘器、流砂除尘器、流砂除尘器顶端对接的第一提升机、流砂除尘器底端对接的第一送料带、设于旋风除尘器一侧的料斗总成、搭接在所述料斗开口的第二提升机、料斗总成下料口对接第二送料带、以及整机电控系统。

3、作为优选：所述旋风除尘器由筒体、筒体顶端风管连接的第一管道、筒体侧边进风口连接的第二管道组成；所述旋风除尘器安装在机架上，旋风除尘器与流砂除尘器通过第二管道、第一阀门连接，第一阀门两端均安装通过螺栓连接的法兰盘；所述第一管道中设置采集管道压力的第一压力传感器，第一压力传感器量程是-1000～0pa，输出0～10v直流电压信号。

4、作为优选：所述流砂除尘器由箱体、箱体内部平行设置的两个档片分别置于箱体前壁与后壁成型为空腔体、箱体顶部贯穿设置的第二阀门、箱体侧部贯穿设置垂直第二阀门的第一阀门、箱体另一侧部贯穿设置第三管道、分别垂直贯穿第一阀门外管道与第三管道设置由旁通阀分隔的第一旁通管、第二旁通管组成。

5、作为优选：所述箱体由上盖、下盖、左盖与右盖围成锥形体；由两条挡片形成的空腔体内添加适量的流砂石；第二管道装有三通管道，分别连接旋风除尘器、第一旁通管与第二旁通管，旁通阀连接在第一旁通管与第二旁通管之间，第二旁通管与第二管道通过三通管连接；所述第二阀门与上盖连接，第二阀门上侧对接第一提升机的送料口，第一提升机经过净化后的流砂石料通过第二阀门送到流砂除尘器箱体内部，所述档片与水平面夹角30～50度；第二管道的一端焊接法兰盘，法兰盘与右盖通过螺栓连接，第一管道中安装三通管，分别连接热风炉的热风出口、流砂除尘器的热风入口和第一旁通管；第三管道中设置用于采集管道压力的第二压力传感器，第二压力传感器的量程是-1000～0pa，输出0～10v直流电压信号。

6、作为优选：所述箱体下盖连接收尘器；所述收尘器由环形管、环形管的圆心部位设置尺寸高于环形管直径的积尘罩、分别径向垂直连通环形管与积尘罩的分支管、位于其中一个分支管交汇的环形管顶部设置的流量调节阀、贯穿积尘罩圆心且口径小于积尘罩设置的多孔管组成；所述流量调节阀的一端连接布袋除尘器，另一端通过法兰盘连接环形管，所述多孔管设有2～5行，每行分布3～20个收尘孔，多孔管与积尘罩之间形成空腔体。

7、作为优选：所述第二提升机由机架、机架上安装的送料辊、安装在送料辊上波纹带、波纹带上设置相同尺寸的多个凹槽组成；所述送料辊由轴承座、安装到轴承座两端的托轮、穿设在托轮轮孔中的轴、驱动一侧轴旋转的提升机电机组成。

8、作为优选：料斗总成由固设在机架上的锥状料斗、固设在锥状料斗底部的旋料斗、旋料斗侧边设置的旋料电机组成。

9、作为优选：所述第一送料带由安装到轴两端的皮带托轮、安装在轴一端的送料带电机和下料斗、安装到多个送料辊上的送料带、送料带上设置相同尺寸的多个凹槽组成。

10、本发明的第二技术解决方案是所述陶瓷热风炉流砂除尘设备的电控系统，其特殊之处在于，所述电控系统，包括电缆总进线r1、s1、t1，所述电缆总进线r1、s1、t1经断器路qf0，再分接到母线r2、s2、t2，在母线s2串接电流互感器ta1，电流互感器ta1接入电流表a；在母线r2、s2、t2处并联微型断路器qf01～微型断路器qf05，所述微型断路器qf01～微型断路器qf05分别接入变频器inv1～变频器inv5；所述变频器采用三相输入，变频器控制模式为速度控制模式，变频器均有rs485通讯端口、内置modbus-rtu通讯协议；变频器inv1～变频器inv5的rs485通讯线采用并联方式接入plc的cm1241通讯模块；变频器inv1～变频器inv5的输出侧分别接提升机第一输送带电机、提升机第二输送带电机、第一输送带电机、旋料电机、第二输送带电机。

11、本发明的第三技术解决方案是所述陶瓷热风炉流砂除尘设备的电控系统，其特殊之处在于，由开关电源u1供电的plc电源，急停按钮sb1、自动/手动旋转sw1分别接入plc的数字输入点i0.0和i0.1，inv1～inv5的故障报警信号全部并联接入plc的数字输入点i0.4；plc安装通讯模块cm1241，cm1241通讯口接入变频器inv1～inv5的rs485通讯端口；plc内置两路模拟量输入ain0、ain1，模拟量输入量程是0～10v，第一压力传感器、第二压力传感器输出信号0～10v接入模拟量ain0、ain1，压力传感器量程是-1000pa到0pa；plc数字输出q0.0～q1.1采用继电器输出，分别接入中间继电器ka1～ka8，中间继器器输出线圈反向并联二极管1n4007；ka1～ka8中间继电器分别是第一阀门中间继电器、第一提升机的提升机电机中间继电器、第二提升机的提升机电机中间继电器、第一送料带的送料带电机、中间继电器、料斗的旋料电机中间继电器、第二送料带的送料带电机中间继电器、运行指标中间继电器、第二阀门中间继电器、旁通阀中间继电器。

12、本发明的第四技术解决方案是所述陶瓷热风炉流砂除尘的控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

13、⑴通过触摸屏上设定第一提升机的提升机电机带电运行频率、第二提升机的提升机电机运行频率、第一送料带的送料带电机运行频率、料斗的旋料电机运行频率、第二送料带的送料带电机运行频率、设定流量调节阀开度百分比％，设定清灰间隔时间t2；

14、⑵系统启动前，先用铲车将各种不同尺寸的流砂石送入料斗中，流砂石通过料斗、第二送料带输送到第一提升机中，第一提升机中的流砂石通过第一阀门，自然落体运动掉落到流砂除尘器箱体中的两条档条之间形成的空腔中；

15、⑶按下触摸屏上的启动按钮启动系统，进入除尘流程，plc数字量输出点q1.0变为off状态，使中间继电器ka7变为off状态，使电磁阀yv2变更为off状态，关闭第二阀门；82plcplc数字量输出q0.0变更为on状态，使中间继电器ka1变更为on状态，使电磁阀yv1由off状态变更为on状态，第一阀门开通；82plcplc数字量数出点q1.1变更为off状态，中间继电器ka8变更为off状态，使电磁阀yv3变更为off状态，关闭旁通阀，第一阀门开通、同时第二阀门和旁通阀门关闭后，plc模拟量输出通道aq0-1输出直流电压0v，关闭流量调节阀；

16、⑷喷雾塔热风炉的900～1000℃的热风经过第三管道流入流砂除尘器，热风炉烟气通过第二管道进入旋风除尘器，再由第一管道抽到喷雾塔使用，热风炉烟气通过流砂除尘器后，系统开始进入除尘流程；

17、⑸系统运行后，plc模拟量输入ain0和ain1开始检测第一管道中的压力p1，第三管道中的压力p2，当压力p1减p2的绝对值大于触摸屏上设定的清灰压差设定值p0时，系统启动清灰流程，同时plc内部的定时器t10开始计时，当t10大于触摸屏上设定的清灰间隔时间t010后，清灰流程结束；

18、⑹清灰流程启动后，plc数字量数出点q1.1变更为on状态，中间继电器ka8变更为on状态，使电磁阀yv3变更为on状态，打开旁通阀；

19、⑺plc数字量输出q0.0变更为off状态，使中间继电器ka1变更为off状态，使电磁阀yv1由on状态变更为off状态，关闭第一阀门；

20、⑻打开旁通阀、关闭第一阀门后，热风炉烟气由第一旁通管、旁通阀34、第二旁通管进入旋风除尘器；

21、⑼plc数字量输出点q1.0变为on状态，使中间继电器ka7变为on状态，使电磁阀yv2变更为on状态，打开第二阀门；

22、⑽关闭第一阀门、打开第二阀门后，plc模拟量输出通道aq0-1输出直流电压5v，打开流量调节阀；

23、⑾第一管道中的压力p1、第二管道中的压力p2，由第一压力传感器、第二压力传感器输入0-10v直流电压信号v1和v2，压力转换方式为：

24、p1＝v1/10*1000；其中v1是第一压力传感器输入的直流电压信号，10是0-10v模拟量输入量程，1000是压力变压器的量程-1000至0pa；

25、p2＝v2/10*1000；其中v2是第二压力传感器输入的直流电压信号，10是0-10v模拟量输入量程，1000是压力变压器的量程-1000至0pa；

26、⑿旋料电机正向旋转，料斗里面的流砂石从旋料斗自然落下到第二送料带上，第二送料带电机正向旋转，流砂石从下料口自然下落到第一提升机，提升机在电机的带动下，将流砂石提升到阀门入口，自然下落到流砂除尘器中；

27、⒀流砂除尘器中的流砂石从收尘器中下落到第一送料带，第一送料带在第一送料带电机的带动下，将流砂石从下料斗自由落体下落到第二提升机，第二提升机在提升机电机的带动下，将流砂石提升到高位，自然下落到料斗中存储备用；

28、⒁收尘器在工作启动后，流砂石从多孔管中穿过，多孔管、环形管、分支管内是负压状态，负压气流从流量调节阀吸走流砂石中的煤灰粉尘，实现清理煤灰、流砂石循环使用的目的；

29、⒂当plc内部的定时器t10定时时间大于触摸屏上的设定清灰间隔时间t010时，关闭清灰流程，打开除尘流程，系统完成一个循环，进入下一个循环周期。

30、本发明的第五技术解决方案是所陶瓷热风炉流砂除尘的调制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

31、⑴在系统操作界面上调节流量调节阀开度从0％调节到100％，环形管、环形支管气体的负压流量从低到高，收尘孔中的负压流量从小到大，负压压力从小到大，使流过多管孔中的流砂石中夹带的煤灰粉料清灰效果从差到好；流量调节阀开度越大，系统在清灰阶段时，流砂石中间夹带的煤灰粉料清理越干净；

32、⑵在系统操作界面上调节第一提升机输送带电机运行频率、提升机电机运行频率、第一送料带电机运行频率、料斗的旋料电机运行频率、第二送料带电机运行频率为0～50hz，系统在清灰阶段时，使流砂除尘器中的流砂石落到第一送料带上的速度由慢到快，使流砂除尘器中的流砂石轮换速度由慢到快，使系统一个周期工作时间由慢到快；第一送料带电动机的频率越快，系统工作周期越短，流砂石中间夹带的煤灰粉料清理越干净；

33、⑶调节清灰压差设定值，由0调整到500pa，实现烟气中煤灰清理周期时间调整，清灰压差设定值越小，清灰周期越短。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果:

35、⑴本发明提供的陶瓷热风炉流砂除尘设备，采用流砂石作为过滤介质，流砂石的特点是有孔隙、重量轻，作用是形成通风效果好，并有一定阻力，便于粉尘收集；流砂石对热风炉烟气中的煤渣粉尘进行快速过滤分离，有效避免烟气中的煤渣粉尘随热风进入喷雾塔中污染陶瓷粉料，为生产高端产品粉料制备提供清洁高热能的热风烟气。

36、⑵本发明采用数控系统配合各机械机构对陶瓷热风炉进行除尘清灰，现场工作人员只需在系统上设定好工艺参数，plc程序自动控制进行输料、除尘、卸灰等操作，全程无需人工干预，工作效率高，操作性能强，适用范围广，更好的满足产业化连续生产要求。

37、⑶相比其他热风炉除尘方式，本发明没有大功率的用电设备，过滤的介质流砂石可重复使用，运行成本低；同时热风炉烟气直接穿过流沙石过滤后进入喷雾塔，整个过程热能消耗小，余热效率高。

38、⑷本发明采用旁通管的作用是流砂除尘器在清灰流程时进行旁通，使烟气不经过流砂除尘器。