袋滤器脉冲电磁阀功能优化

李微微

(唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305)

随着PVC市场竞争的日渐激烈，生产能否长周期高负荷运转已成为企业效益的影响因素之一。袋滤器系统在正常生产过程中起着气固分离的作用，主要是将PVC粉料和仪表气进行分离。随着PVC装置产能的提高和检修时间的延长，保障袋滤器系统长周期运行对PVC装置的长时间稳定生产有着重大的意义[1]。

唐山三友氯碱有限责任公司(以下简称唐山三友)聚合二车间干燥工序的袋滤器上共装有126个脉冲电磁阀。在PVC生产和输送过程中，通过装有脉冲电磁阀的袋滤器将载运仪表气中的PVC粉料分离出去，使载运仪表气继续循环使用，从而确保PVC生产过程的连续性，因此电磁阀的完好率将直接影响干燥工序的稳定运行。

1 现有设备简介

1.1 袋滤器结构

袋滤器分上下两个部分，材质为不锈钢，上部为布袋过滤器，筒体外侧有脉冲空气，每隔一段时间自布袋上方的文丘里管送入脉冲空气，送气时间为0.1 s，使布袋外侧附着的树脂抖落到下部；下部为圆锥体，其主要作用是收集树脂，然后由旋转阀出料，风送至下一道工序。

布袋的清洁是通过安装在滤袋上的吹气管的喷嘴脉冲式地吹入压缩空气来进行的。根据虹吸原理，压缩空气会把周围的大气一起带进吹扫管，当压缩空气离开吹扫管，张力就会消失，但产生的压力波会穿过整个滤袋，这样滤袋就会变直，黏附的物料就会被压缩到袋滤器底部而排出。把吹气管、吹扫管和滤袋框架移开，就能换滤袋。袋滤器结构如图1所示。

1.2 干燥工序袋滤系统

1.2.1 袋滤系统工作过程

含有PVC及水蒸气的仪表气进入袋滤器箱体中部，气体通过箱体中的滤袋经文丘里管进入箱体上部，被排气风机排入大气。PVC物料积附在滤袋表面形成物料层，使滤袋阻力增加，透过滤袋的气量减少(滤袋通过钢骨架固定在文丘里管上)。喷管前装有与压缩空气相连的脉冲电磁阀，脉冲电磁阀与空气仓相接，脉冲发生器不断发出信号，控制各脉冲阀的开启程序和时间。空气通过脉冲阀由文丘里管中心喷射而出，吸入等于一次风量数倍的空气进入滤袋，形成瞬间逆向气流，将附在滤袋外部的PVC物料吹落，落入箱体下部料斗中，最后由旋转阀排出。滤袋的阻力与过滤速度、气体中PVC物料浓度及粒度分布等有关。

1.2.2 脉冲清灰的特点

脉冲清灰的特点是不仅能在高能脉冲的情况下清除沉积的大部分粉料，还可以在脉冲气体喷吹瞬间防止粉尘二次沉积。沉降在料斗里的粉料大多数是聚集在一起的，它会在下一次高能脉冲来临之前沉降在料斗下部锥底；极少部分的粉料聚集在刚刚清理后的滤袋表面上，再次进行了沉积；还会有极少一部分粉料聚集在相邻的滤袋外表面上，再次沉积[2]。

1.3 脉冲电磁阀的介绍

1.3.1 脉冲电磁阀的工作原理

通过导线向脉冲电磁阀线圈输入正向脉冲信号，线圈将会产生工作磁通，使动芯吸合，阀门立即打开。当不再输入正向脉冲信号时，动芯释放，动芯在弹簧的驱动下回到原来的状态，阀门关闭。另外，脉冲电磁阀还有一种是自保持型的，不再输入正向脉冲信号或切断电源后也能维持现有状态，必须输入负向脉冲信号才能恢复。脉冲电磁阀依据的是将电气的脉冲转化成机械的脉动，将脉动气体的巨大能量变为动能，在一定时间内释放产出强大的冲力，如果采用PLC控制脉冲的间隔时间，则应根据额定气体压力恢复的速率来计算。脉冲电磁阀结构如图2所示。

图2 脉冲电磁阀结构Fig.2 Structural diagram of pulse electromagnetic valve

1.3.2 脉冲电磁阀故障现象

袋滤器在完成仪表气与粉料的分离后，滤袋振动的作用力由反吹控制电磁阀的动作来形成，因而电磁阀性能对袋滤器的长时间运行非常重要。当其中一个电磁阀的膜片出现破损或老化时，等同于该电磁阀长期处在常开状态，气体将一直匀速进入系统，不能形成脉动气流，也就无法实现滤袋的瞬时冲击，也不会使滤袋振动，因而不能将粉尘从袋滤器上去除掉，造成袋滤器堵塞而不能工作。

因干燥工序袋滤器长期封闭且连续运行，电磁阀数量又较多，导致故障点难以判断，耗费时间较长；同时，仪表气气源输送压力较大，且秋冬季气体中含有蒸汽，温度过高，将加速脉冲电磁阀膜片的老化，需要经常更换。电磁阀内部弹簧为易损元件，也是造成电磁阀故障的重要因素之一，严重时会导致系统停车。

1.4 脉冲电磁阀膜片破损情况分析

当脉冲电磁阀或者气动阀动作而导致膜片所承受的压力骤然增加时，脉冲电磁阀膜片两侧将会出现很大的压差。在此压差作用下，膜片与固结在它侧面的金属硬芯就会朝阀盖方向快速动作，直到硬芯接触到阀盖时方能减速，这是一个碰撞—压缩的过程。此力撞击在阀盖表面又将反作用在硬芯上。撞击在阀盖上的作用力在阀盖上形成凹痕；撞击在硬芯上的作用力使脉冲电磁阀膜片产生拉伸，很容易造成膜片的损坏。

2 采取的相关措施

2.1 安装压力测量装置

针对袋滤器故障判断问题，通过调查和比较，唐山三友聚合二车间安装了压力测量装置，步骤如下。

停止袋滤器的运行，将脉冲电磁阀的输出口与套管连接，对套管进行全方位的外部检查，然后与白钢球阀相连，密封良好后，将白钢球阀的另一侧与压力表连接，检查完好后，压力装置即安装完成。开启袋滤器运行系统，按顺序观察压力表的显示情况。在脉冲电磁阀喷吹的过程中，如压力值无波动，说明脉冲电磁阀有气体泄漏，首先判断套管组装密封情况，若正常，便可拆开脉冲电磁阀，判断是否是膜片老化造成的喷吹效果下降；如压力值正常波动，则说明系统运行正常。

2.2 加强对袋滤器系统的检查和维护

唐山三友聚合二车间加强了对袋滤器系统的日常检查和维护。现场巡检时通过温度、压力、声音等方面对其进行检查，若发现以上几方面异常时，就需要进行检查和维护。如果发现袋滤器系统持续喷吹，则应及时进行处理，采用观察法观察压力表示数，及时查找原因并进行解决，如压力数值异常时，应通过观察压力显示，迅速在多个脉冲电磁阀中确定故障点并及时进行处理。

2.3 做好培训工作

将改造后的操作方法进行规范，按新的要求实施，并对仪表和工艺人员进行技术培训与指导。

3 结语

本次系统改造已投入唐山三友聚合二车间使用，基本解决了原有系统中存在的问题。此项目投用后，能准确判断脉冲电磁阀的运行状态，直接定位故障点，缩短了检修时间，极大地提高了故障的处理效率，而且有效避免了检修时间过长而对袋滤器系统造成的不必要损害，同时还可提前预判可能存在的问题，并提前解决，减少了设备故障停车时间，有效保障了生产的顺利进行。