ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕФЕКТОВ В ФИЛЬТРУЮЩИХ РУКАВАХ
DETECTION OF DEFECTS IN FILTERING SLEEVES

Настоящее изобретение исходит из способа контроля фильтрующего устройства,
- при этом, в фильтрующее устройство по приточному каналу подают содержащий частицы отработанный газ, в фильтрующем устройстве частицы отделяют от отработанного газа, и не содержащий частицы отработанный газ отводят из фильтрующего устройства по отводящему каналу,
- при этом, отделение первой части отработанного газа от частиц происходит во множестве первых фильтрующих групп фильтрующего устройства, каждая из которых включает некоторое количество фильтрующих рукавов,
- при этом, при нормальном функционировании соответствующей первой фильтрующей группы отработанный газ поступает с приточной стороны фильтрующих рукавов соответствующей первой фильтрующей группы и выходит из фильтрующих рукавов соответствующей первой фильтрующей группы со стороны отведения, таким образом, частицы осаждаются в форме фильтрационного осадка на приточной стороне фильтрующих рукавов соответствующей первой фильтрующей группы,
- при этом, в режиме очистки соответствующей первой фильтрующей группы в фильтрующие рукава соответствующей первой фильтрующей группы со стороны отведения через соответствующий данной первой фильтрующей группе первый вентиль подают очищающий газ, в результате чего осажденный на приточной стороне фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы фильтрационный осадок отделяется от приточной стороны фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы.
Кроме того, настоящее изобретение исходит из компьютерной программы, содержащей набор команд, выполняемый устройством контроля фильтрующего устройства,
- при этом, в фильтрующее устройство по приточному каналу подают содержащий частицы отработанный газ, в фильтрующем устройстве частицы отделяют от отработанного газа, и не содержащий частицы отработанный газ отводят из фильтрующего устройства по отводящему каналу,
- при этом, отделение первой части отработанного газа от частиц происходит во множестве первых фильтрующих групп фильтрующего устройства, каждая из которых включает некоторое количество фильтрующих рукавов,
- при этом, при нормальном функционировании данной первой фильтрующей группы отработанный газ поступает с приточной стороны фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы и выходит из фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы со стороны отведения, таким образом, частицы осаждаются в форме фильтрационного осадка на приточной стороне фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы,
- при этом, в режиме очистки данной первой фильтрующей группы в фильтрующие рукава данной первой фильтрующей группы со стороны отведения через соответствующий данной первой фильтрующей группе первый вентиль подают очищающий газ, в результате чего осажденный на приточной стороне фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы фильтрационный осадок отделяется от приточной стороны фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы.
Кроме того, настоящее изобретение исходит из устройства контроля фильтрующего устройства, при этом, устройство контроля фильтрующего устройства запрограммировано с использованием такого рода компьютерной программы.
Кроме того, настоящее изобретение исходит из фильтрующего устройства, в котором происходит отделение частиц от содержащего частицы отработанного газа,
- при этом, фильтрующее устройство снабжено приточным каналом, по которому в фильтрующее устройство подают содержащий частицы отработанный газ, и отводящим каналом, по которому из фильтрующего устройства отводят отделенный от частиц отработанный газ,
- при этом, фильтрующее устройство снабжено первым множеством фильтрующих групп, в котором происходит отделение частиц от первой части отработанного газа, при этом, каждая из первых фильтрующих групп снабжена некоторым количеством фильтрующих рукавов,
- при этом, каждый из фильтрующих рукавов имеет приточную сторону и сторону отведения, так что при нормальном функционировании соответствующей первой фильтрующей группы отработанный газ поступает с приточной стороны в фильтрующие рукава данной первой фильтрующей группы и выходит со стороны отведения фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы, а частицы осаждаются в форме фильтрационного осадка на приточной стороне фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы,
- при этом, каждой первой фильтрующей группе соответствует первый вентиль, посредством которого в режиме очистки соответствующей первой фильтрующей группы в фильтрующие рукава данной первой фильтрующей группы со стороны отведения подают очищающий газ, в результате чего осажденный на приточной стороне фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы фильтрационный осадок отделяется от приточной стороны фильтрующих рукавов данной первой фильтрующей группы.
Вышеуказанное общеизвестно. Например, можно сослаться на WO 2015/007 583 А1.
При проведении многих промышленных процессов образуется отработанный газ, содержащий частицы, в частности пыль. Примерами подобного рода промышленных процессов являются производство стали в соответствии с процессом аргонно-кислородного обезуглероживания или с конвертерным процессом, плавление металлолома в электродуговой печи, процессы спекания и пр. Для очистки отработанного газа этих и других промышленных процессов часто применяют сухие рукавные фильтры. Эти фильтры предназначены для отделения пыли или, вообще, любых содержащихся в отработанном газе частиц.
Фильтрующие рукава необходимо время от времени освобождать от фильтрационного осадка. Обычно это осуществляют способом гидравлического удара. В этом случае в режиме очистки фильтрующие рукава кратковременно подвергают встречному относительно нормального направления потока пневматическому удару. Вследствие этого фильтрующие рукава раздуваются, так что фильтрационный осадок отслаивается или иным образом отделяется от фильтрующих рукавов. Фильтрационный осадок накапливается в некотором приемнике, из которого его отводят по соответствующему транспортирующему устройству.
Часто в фильтрующем устройстве имеется множество фильтрующих рукавов, иногда более 1000 фильтрующих рукавов. Очистку фильтрующих рукавов проводят группами. Для этого каждую группу фильтрующих рукавов (фильтрующую группу) через соответствующий вентиль соединяют с резервуаром сжатого воздуха или подобным ему устройством. Обычно имеется более одного резервуара сжатого воздуха, которые, соответственно, соединены с большим количеством вентилей. Фильтрующие группы, в которые очищающий газ поступает из одного и того же резервуара сжатого воздуха, образуют фильтрующий сегмент.
Эффективность фильтрации определяют как долю частиц, оставшихся в газе после прохождения фильтра. В начале фильтрации фильтрующие рукава, как правило, оказывают очень хорошее фильтрующее действие. Однако, различные факторы могут ухудшать фильтрующее действие или даже полностью прекращать фильтрацию. Возможными причинами являются разрывы под действием механического напряжения, отверстия - особенно вызванные прожогом искрами или раскаленными частицами пыли - и общее старение.
Если же хоть один фильтрующий рукав полностью утрачивает фильтрующее действие, это наносит, как правило, такой ущерб фильтрующему действию всего фильтрующего устройства, что предписанные законодательством экологические требования уже не могут быть выполнены. В таких случаях первичный процесс, в ходе которого образуется содержащий частицы отработанный газ, должен быть прерван. Само собой разумеется, что это наносит значительный ущерб.
Когда фильтрующий рукав полностью утрачивает фильтрующее действие, это, как правило, легко обнаружить. В частности, может быть проведен визуальный осмотр осажденной пыли, могут быть зафиксированы слишком высокие величины загрязнения очищенного отработанного газа и т.д. Однако, если эффективность фильтрации снижается только постепенно, это часто может не быть обнаружено или, по меньшей мере, не быть своевременно обнаружено до полного выхода из строя соответствующего фильтрующего рукава. Служба, эксплуатирующая такие фильтрационные установки или весь первичный промышленный технологический процесс, следовательно, оказывается перед проблемой, заключающейся в том, что часто в случае недостаточной эффективности фильтрации источник недостаточной эффективности фильтрации обнаружить нельзя или, по меньшей мере, обнаружить непросто. Поиск неисправности, особенно из-за конструктивной сложности, больших габаритов фильтрующего устройства и количества фильтрующих рукавов, часто является чрезвычайно дорогостоящим.
В соответствии с уровнем техники, часто заблаговременно заменяют сразу все фильтрующие рукава через интервалы времени, основанные на эмпирических величинах. Это - особенно учитывая большое количество фильтрующих рукавов - очень дорогостоящее и требующее времени мероприятие. Кроме того, известно о проводимой время от времени - особенно во время перерывов в ходе первичного промышленного технологического процесса - оптической проверке фильтрующих рукавов. Проверка такого рода, во-первых, требует значительного времени и, во-вторых, в принципе возможна только во время перерывов в работе фильтрующего устройства.
Кроме того, известно о контроле работы вентиля. Однако, такой контроль может дать только информацию о функционировании вентиля. Вынести суждение о состоянии самих фильтрующих рукавов таком образом невозможно.
В относительно небольших фильтрующих системах (примерно, до 20 вентилей) часто при помощи расположенного в отводящем канале сенсорного устройства регистрируют загрязнение отработанного газа частицами и используют эту информацию для контроля фильтрующих рукавов. В частности, каждая очистка фильтрующего рукава ведет к заметному изменению величины загрязнения. При слишком большом отклонении может быть подан сигнал о том, что, по меньшей мере, один из фильтрующих рукавов, очищающий газ в который подается через данный вентиль, имеет дефект. Подобные способы известны, например, из WO 94/12264 А1 и US 5 346 533 А. В частности, в публикации WO дополнительно к описанному выше также сообщается,
- что в отводящем канале размещено сенсорное устройство, посредством которого регистрируется загрязнение отработанного газа частицами, вызванное операцией очистки соответствующей первой фильтрующей группы, и
- что имеется устройство контроля, в которое поступает измеренная сенсорным устройством величина загрязнения отработанного газа частицами в результате операции очистки первой фильтрующей группы, и которое на основании величины загрязнения отработанного газа частицами в результате операции очистки устанавливает состояние первой фильтрующей группы.
Однако, для более крупных фильтрующих устройств такой способ неприменим. В зависимости от того, в какую фильтрующую группу подается очищающий газ, отклонение величины загрязнения будет выше или ниже, шире или уже. Следовательно, величины отклонения нельзя сопоставлять друг с другом. Кроме того, обнаружены могут быть только очень большие отклонения. Это возможно, только если (по меньшей мере) один фильтрующий рукав почти уже не осуществляет фильтрацию.
Из документа US 4 304 492 А известно фильтрующее устройство, в котором каждый отдельный фильтрующий рукав снабжен соответствующим собственным сенсорным устройством для определения загрязнения частицами отработанного газа, проходящего через соответствующий фильтрующий рукав. Такой способ является слишком дорогостоящим.
Задачей настоящего изобретения является создание возможностей, благодаря которым снижение эффективности фильтрации одной из фильтрующих групп может быть установлено уже заранее, т.е., задолго до выхода фильтрующего рукава из строя.
Эта задача решена посредством устройства контроля с отличительными особенностями по п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления устройства контроля являются предметом зависимых пп. 2-7 формулы изобретения.
Согласно изобретению, им обеспечивается устройство контроля вышеупомянутого типа, при этом
- данное устройство контроля определяет состояние соответствующей первой фильтрующей группы на основании вызванного операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнения отработанного газа частицами в сочетании с вызванным операцией очистки, по меньшей мере, одной дополнительной первой фильтрующей группы загрязнением отработанного газа.
В частности, было признано, что вызванное операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнение отработанного газа хотя и сильно варьируется, эта изменчивость все же не выходит за известные пределы, единообразные для всех первых фильтрующих групп. Поэтому, все же, невозможно напрямую, непосредственно на основании вызванного операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнения отработанного газа как такового определить состояние данной первой фильтрующей группы. Однако, возможно определить это состояние, если соотнести загрязнение с загрязнением, по меньшей мере, одной дополнительной первой фильтрующей группы.
Как правило, устройство контроля устанавливает вызванное операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнение отработанного газа частицами между специфическим для данной первой фильтрующей группы временем пуска и специфическим для данной первой фильтрующей группы временем остановки.
В отдельных случаях возможно, например, сравнивать друг с другом возникающие во время очистки первой фильтрующей группы между соответствующим временем пуска и соответствующим временем остановки пики загрязнения. Как правило, однако, устройство контроля фиксирует вызванное операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнение отработанного газа частицами как общее загрязнение от соответствующего времени пуска до соответствующего времени остановки. Таким образом, выполняется некоторое интегрирование загрязнения отработанного газа частицами по времени от соответствующего пуска до соответствующей остановки.
В режиме очистки в данную первую фильтрующую группу, начиная с некоторого времени начала до некоторого времени окончания, подают очищающий газ. Само собой разумеется, что соответствующее время пуска и время остановки должны быть установлены так, чтобы в пределах определенного таким образом интервала времени было зарегистрировано загрязнение, вызванное очисткой данной первой вентильной группы. Для этого, возможно, чтобы устройство контроля определяло время пуска и/или время остановки на основании времени начала и/или времени окончания для соответствующей первой фильтрующей группы. В качестве альтернативы или дополнительно, возможно, чтобы устройство контроля определяло время пуска на основании времени окончания для прежде очищенной первой фильтрующей группы и определяло время остановки на основании времени начала для следующей очищаемой первой фильтрующей группы.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения дополнительно предусматривается, что устройство контроля определяет состояние соответствующей первой фильтрующей группы на основании доли вызванного операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнения отработанного газа частицами относительно суммарного загрязнения отработанного газа частицами, вызванного операцией очистки всех первых фильтрующих групп. Этот способ в ходе экспериментов показал себя как особенно надежный.
В частности, в последнем случае устройство контроля, как правило, определяет состояние соответствующей первой фильтрующей группы на основании сравнения установленной доли вызванного операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнения отработанного газа частицами относительно суммарного загрязнения отработанного газа частицами, вызванного операцией очистки всех первых фильтрующих групп, с эталонным значением. Возможно, что эталонное значение задано в устройстве контроля заранее. Предпочтительно, однако, предусматривается, что устройство контроля определяет эталонное значение при первом определении доли вызванного операцией очистки первых фильтрующих групп загрязнения отработанного газа частицами. При этом, под термином первое определение понимается, что в устройство контроля заранее внесена специальная команда, на основании которой устройство хотя и определяет указанную долю, соответствующую очистке первых фильтрующих групп, но в этом случае не сравнивает ее с эталонным значением, а устанавливает на основании полученной доли эталонное значение. Указанная специальная команда может быть внесена в устройство контроля, например, при замене фильтрующих рукавов.
Как уже упоминалось, часто имеется большее количество резервуаров сжатого воздуха, подающих сжатый воздух и т.п. в соответствующее большее количество вентилей. В этом случае, снабжаемые из одного определенного резервуара вентили или соединенные с ними фильтрующие группы образуют первые вентили или первые фильтрующие группы, вторые вентили или вторые фильтрующие группы и т.д. Это соответствует ситуации, когда
- в режиме очистки в первые фильтрующие группы очищающий газ поступает через соединенный с соответствующей первой фильтрующей группой первый вентиль из одного общего для первых фильтрующих групп первого резервуара,
- отделение второй части отработанного газа от частиц осуществляется во множестве вторых фильтрующих групп, в которых имеется, соответственно, некоторое количество фильтрующих рукавов,
- в режиме очистки соответствующей второй фильтрующей группы в фильтрующие рукава соответствующей второй фильтрующей группы со стороны отведения через соединенный с соответствующей второй фильтрующей группой второй вентиль подают очищающий газ, так что фильтрационный осадок, осажденный на приточной стороне фильтрующих рукавов соответствующей второй фильтрующей группы, отделяется от приточной стороны фильтрующих рукавов соответствующей второй фильтрующей группы,
- в режиме очистки очищающий газ во вторые фильтрующие группы подают через соединенный с соответствующими вторыми фильтрующими группами второй вентиль из одного, общего для вторых фильтрующих групп второго резервуара, и
- второй резервуар отличается от первого резервуара.
В соответствии с известным уровнем техники, очистку фильтрующих рукавов осуществляют либо в оперативном режиме, либо в автономном режиме. Очистка в автономном режиме означает, что во время очистки надлежащих фильтрующих рукавов отработанный газ направляют в обход, так что во время очистки, а также непосредственно перед и после очистки, загрязненный частицами отработанный газ не протекает через соответствующие фильтрующие рукава. Для направления газа в обход может быть, например, временно закрыт клапан, который установлен на траектории потока отработанного газа до надлежащих фильтрующих рукавов. В качестве альтернативы или дополнительно, может быть временно закрыт клапан, который установлен на траектории потока отработанного газа после надлежащих фильтрующих рукавов. Очистка в оперативном режиме в противоположность этому означает, что во время очистки надлежащих фильтрующих рукавов отработанный газ не направляют в обход, так что и во время очистки загрязненный частицами отработанный газ протекает через соответствующие фильтрующие рукава. Принципиально возможно, чтобы соответствующий изобретению способ контроля осуществлялся в сочетании с очисткой фильтрующих рукавов в автономном режиме. Однако, лучшие результаты достигаются посредством настоящего изобретения при очистке фильтрующих рукавов в оперативном режиме.
Кроме того, поставленная задача решается посредством компьютерной программы с отличительными особенностями по п. 8 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления компьютерной программы являются предметом зависимых пп. 9-13 формулы изобретения.
Согласно изобретению, компьютерная программа вышеупомянутого типа разработана так, что выполнение набора команд устройством контроля приводит к тому что устройство контроля получает от сенсорного устройства величину загрязнения отработанного газа частицами, вызванного операцией очистки первых фильтрующих групп, и на основании величины возникшего во время операции очистки соответствующей первой фильтрующей группы загрязнения отработанного газа частицами в сочетании с загрязнением отработанного газа во время операции очистки, по меньшей мере, одной дополнительной первой фильтрующей группы устанавливает состояние соответствующей первой фильтрующей группы.
Предпочтительные варианты осуществления компьютерной программы соответствуют предпочтительным вариантам осуществления способа контроля.
Кроме того, поставленная задача решается посредством устройства контроля с отличительными особенностями по п. 14 формулы изобретения. Согласно изобретению, компьютерная программа, управляющая работой устройства контроля, разработана как компьютерная программа, соответствующая изобретению.
Кроме того, поставленная задача решается посредством фильтрующего устройства с отличительными особенностями по п. 15 формулы изобретения. Согласно изобретению предусматривается, что устройство контроля разработано в соответствии с изобретением.
Описанные выше характеристики, отличительные особенности и преимущества данного изобретения, а также способ их достижения, станут более понятны в связи с нижеследующим описанием примеров осуществления, которые более подробно поясняются в сочетании с чертежами. При этом, схематично представлено:
на фиг. 1: первичный процесс и фильтрующее устройство,
на фиг. 2: вид сверху на фильтрующее устройство, показанное на фиг. 1,
на фиг. 3: отдельный фильтрующий рукав при нормальном функционировании,
на фиг. 4: отдельный фильтрующий в режиме очистки,
на фиг. 5: временная диаграмма,
на фиг. 6: фрагмент фиг. 5,
на фиг. 7: логическая блок-схема,
на фиг. 8: характер изменения доли загрязнения и
на фиг. 9: дополнительная логическая блок-схема.
Как показано на фиг. 1 и 2, в ходе первичного процесса 1 образуется отработанный газ 2, загрязненный, часто значительно, частицами 3. В качестве первичного процесса 1 может подразумеваться, например, процесс плавления в электродуговой печи, доменный процесс, процесс производства цемента и т.п. В преобладающем большинстве случаев частицы 3 существуют в форме пыли. Поэтому далее вместо формулировки «частица 3» используется формулировка «пыль 3», даже если всегда подразумевается частица 3.
Для очистки загрязненного пылью отработанного газа 2 (= неочищенного газа 2) загрязненный пылью отработанный газ 2 по приточному каналу 4 подают в фильтрующее устройство 5. В фильтрующем устройстве 5 неочищенный газ 2 полностью или, по меньшей мере, по большей части отделяют (= очищают) от пыли 3. Затем отделенный от пыли отработанный газ 2 (= очищенный газ 2) по отводящему каналу 6 выводят из фильтрующего устройства 5.
Очистка отработанного газа 2 осуществляется в фильтрующем устройстве 5 во множестве фильтрующих рукавов 7. В частности, первая часть отработанного газа 2 проходит очистку во множестве первых фильтрующих групп 8, вторая часть отработанного газа 2 - во множестве вторых фильтрующих групп 8'. Фильтрующие группы 8, 8' включают, каждая, некоторое количество фильтрующих рукавов 7. Как правило, каждая из фильтрующих групп 8, 8' включат несколько фильтрующих рукавов, в частности, до десяти фильтрующих рукавов 7 в каждой фильтрующей группе 8, 8'. Как минимум, каждая из фильтрующих групп 8, 8' включает один единственный фильтрующий рукав 7.
При нормальном функционировании соответствующих первых или вторых фильтрующих групп 8, 8' неочищенный газ 2 поступает, как показано на фиг. 3, с приточной стороны 9 в фильтрующие рукава 7 соответствующих первых или вторых фильтрующих групп 8, 8', очищенный газ 2 выходит из фильтрующих рукавов 7 соответствующих первых или вторых фильтрующих групп 8, 8' со стороны 10 отведения. Под терминами «приточная сторона 9» и «сторона 10 отведения» понимаются соответствующие поверхности фильтрующего рукава 7 как таковые.
Размер пор фильтрующих рукавов 7 выбран так, что пыль 3 не может пройти сквозь фильтрующие рукава 7. Поэтому пыль 3 осаждается на приточной стороне 9 фильтрующих рукавов 7 соответствующих первых или вторых фильтрующих групп 8, 8'. Вся осажденная пыль 3 в кругу специалистов именуется фильтрационный осадок 11.
Время от времени фильтрующие рукава 7 необходимо очищать, т.е., освобождать от фильтрационного осадка 11. Это осуществляют посредством операции очистки соответствующей первой или второй фильтрующей группы 8, 8'. Как показано на фиг. 4, в режиме очистки соответствующей первой или второй фильтрующей группы 8, 8', в фильтрующие рукава 7 соответствующей первой или второй фильтрующей группы 8, 8' со стороны 10 отведения подают очищающий газ 12. Подачу в соответствующую первую или вторую фильтрующую группу 8, 8' очищающего газа 12 осуществляют через соединенный с соответствующей первой или второй фильтрующей группой 8, 8' первый или второй вентиль 13, 13'. Управление вентилями 13, 13' осуществляют при помощи устройства 14 управления.
Первый и второй вентили 13, 13' соединены с первым или вторым резервуаром 15, 15'. Из соответствующего резервуара 15, 15' в соответствующие фильтрующие группы 8, 8' подают очищающий газ 12. Первый резервуар 15 является общим для вентилей 13 первых фильтрующих групп 8. Точно так же, второй резервуар 15' является общим для вентилей 13' вторых фильтрующих групп 8'. Первый резервуар 15 и второй резервуар 15', однако, являются отличными друг от друга резервуарами 15, 15'. На каждый резервуар 15, 15', как правило, приходится несколько вентилей 13, 13', например, до десяти вентилей 13, 13'.
Из-за подачи в фильтрующие рукава 7 соответствующей группы 8, 8' очищающего газа 12 - в итоге с коротким, интенсивным пневматическим ударом - в соответствующих фильтрующих рукавах 7 направление потока изменяется. Поэтому соответствующие фильтрующие рукава 7 раздуваются и, как показано на фиг. 4, осажденный на приточной стороне 9 фильтрующих рукавов 7 соответствующей первой или второй фильтрующей группы 8, 8' фильтрационный осадок 11 отделяется от приточной стороны 9 фильтрующих рукавов 7 соответствующей первой или второй фильтрующей группы 8, 8'. По окончании пневматического удара опорные короба (не показаны) придают фильтрующим рукавам 7 необходимую механическую устойчивость. Фильтрационный осадок 11 собирается в приемнике, откуда его выгружают. Выгрузку осуществляют обычным образом, и она не является предметом настоящего изобретения.
В отводящем канале 6 расположено сенсорное устройство 16. Посредством сенсорного устройства 16 - предпочтительно, непрерывно, по меньшей мере, в режиме очистки фильтрующих групп 8, 8' - измеряют остаточное загрязнение В пылью очищенного газа 2 как функцию времени t. Измеренное загрязнение В пылью вводится в устройство 17 контроля, соединенное с сенсорным устройством 16. Устройство 17 контроля может быть идентично устройству 14 управления. В качестве альтернативы, речь может идти о другом устройстве. Независимо от того, является ли устройство 17 контроля тем же устройством, что и устройство 14 управления, или нет, в устройство 17 контроля введена компьютерная программа 18. Компьютерная программа 18 содержит набор 19 команд, который исполняется устройством 17 контроля. Выполнение набора 19 команд устройством 17 контроля приводит к тому, что устройство 17 контроля осуществляет способ контроля, который далее поясняется более подробно со ссылкой на последующие фигуры.
Как показано на фиг. 5, соединенные с отдельными фильтрующими группами 8, 8' вентили 13, 13' последовательно приводятся в действие устройством 14 управления. Устройство 14 управления к некоторому моменту времени t1 завершает управление одним определенным вентилем 13, 13', см. фиг. 6. Таким образом, соответствующий вентиль 13, 13' закрыт. К некоторому последующему моменту времени t2 устройство 14 управления начинает приводить в действие другой вентиль 13, 13'. Соответствующий вентиль 13, 13', таким образом, открывается. К последующему моменту времени t3 устройство 14 управления заканчивает управление этим вентилем 13, 13'. Соответствующий вентиль 13, 13', таким образом, закрыт. К последующему моменту времени t4 устройство 14 управления начинает приводить в действие другой вентиль 13, 13'. Соответствующий вентиль 13, 13', таким образом, открывается.
Следовательно, в каждый момент времени открыт максимум один вентиль 13, 13', так что в фильтрующие рукава соответствующей фильтрующей группы 8, 8' подается очищающий газ 12. Все другие фильтрующие группы 8, 8' находятся, наоборот, в состоянии нормальной работы. Моменты времени t2, t4, к которым вентиль 13, 13' открывается, далее именуются временем t2, t4 начала. Моменты времени t1, t3, к которым вентиль 13, 13' закрывается, далее именуются временем t1, t3 окончания. В каждую фильтрующую группу 8, 8', таким образом, в режиме очистки, начиная с соответствующего времени t2, t4 начала и до соответствующего времени t1, t3 окончания подается очищающий газ 12.
Как показано на фиг. 5 и 6, операция очистки одной определенной фильтрующей группы 8, 8' вызывает пик загрязнения очищенного газа 2. Кроме того, время t2, t4 начала управления последующим вентилем 13, 13' и время t1, t3 окончания управления последующим вентилем 13, 13' согласованы друг с другом таким образом (в частности, с таким отставанием друг от друга), что пики загрязнения очищенного газа 2 исходят исключительно от вентиля 13, 13', приведенного в действие в данный момент, или соответствующей фильтрующий группы 8, 8'.
Временная характеристика загрязнения В - на основании соответствующего управления вентилем 13, 13', а также вызванного операцией очистки соответствующей первой или второй фильтрующей группы 8, 8' загрязнения пылью отработанного газа 2 - определяется посредством сенсорного устройства 16 и поступает в устройство 17 контроля. Как явствует из фиг. 5, временной характеристике загрязнения В присущи соответствующие очистке отдельных фильтрующих групп 8, 8' отчетливые различающиеся пиковые величины, а также отчетливые различающиеся промежутки времени.
В рамках поясняемого далее варианта осуществления способа контроля сначала принимается, что имеются только первые фильтрующие группы 8. Вторыми фильтрующими группами 8', следовательно, совершенно пренебрегая.
Согласно фиг. 7, устройство 17 контроля сначала, как шаг S1, присваивает показателю i (= номер соответствующей первой фильтрующей группы 8) значение 1. Как шаг S2 устройство 17 контроля получает от сенсорного устройства 16 измеренную сенсорным устройством 16 характеристику загрязнения В как функции времени t. Как шаг S3 устройство 17 контроля устанавливает на основании полученной как шаг S2 характеристики загрязнения В значение загрязнения BW(i). Как шаг S4 устройство 17 контроля проверяет, выполнены ли шаги S2 и S3 уже для всех первых фильтрующих групп 8, т.е., достиг ли показатель i конечной величины n. Если это не так, как шаг S5, устройство 17 контроля увеличивает показатель i, после чего возвращается к шагу S2. В противном случае, устройство 17 контроля переходит к шагу S6.
Как шаг S3 устройство 17 контроля устанавливает значение загрязнения BW(i) на основании временной характеристики загрязнения В между специфическим для данной первой фильтрующей группы 8 временем t5 пуска и специфическим для данной первой фильтрующей группы 8 временем t6 остановки. В частности, как показано на фиг. 7, устройство 17 контроля может установить значение загрязнения BW(i) для соответствующей первой фильтрующей группы 8 как общее загрязнение (= интеграл) по времени от времени t5 пуска до времени t6 остановки.
Для того, чтобы устройство 17 контроля смогло координировать последовательность шагов S1 - S5 с управлением вентилями 13, 13', вследствие чего значение загрязнения BW(i) было установлено правильно, устройство 17 управления должно располагать соответствующей информацией для правильного установления времени t5 пуска и времени t6 остановки. Например, возможно, чтобы управление вентилем 13, 13' происходило в определенные ранее моменты времени t1 - t4, и эти моменты времени t1 - t4 имеются в устройстве 17 контроля. В качестве альтернативы, моменты времени t1 - t4 могут быть переданы в устройство 17 контроля из устройства 14 управления, или устройство 14 управления может быть идентично устройству 17 контроля.
В этих случаях устройство 17 управления может, например, установить время t5 пуска для соответствующей первой фильтрующей группы на основании времени t2 начала управления соответствующим первым вентилем 13. Поскольку известна длительность управления, время t6 остановки определяется на основании времени t2 начала управления соответствующим первым вентилем 13. В качестве альтернативы, устройство 17 контроля может определить время t5 пуска для соответствующей первой фильтрующей группы 8 и/или время t6 остановки для соответствующей первой фильтрующей группы, исходя из времени t3 окончания управления соответствующим первым вентилем 13. Точно так же возможно, чтобы устройство 17 контроля определяло время пуска t5 для соответствующей первой фильтрующей группы 8 на основании времени t1 окончания ранее прошедшей очистку первой фильтрующей группы 8 и/или определяло время t6 остановки для соответствующей первой фильтрующей группы 8 на основании времени t4 начала первой фильтрующей группы 8, в которой очистка будет производиться позже.
Настоящее изобретение также основано на осознании того, что загрязнение В, значение загрязнения BW(i), а также пики загрязнения хотя и могут быть подвержены значительным колебаниям, соотношения значения загрязнения BW(i) или, как показано на фиг. 8, доли А(i) загрязнения BW(i) относительно суммы значений загрязнения BW(i) все же на продолжительном отрезке времени остаются почти постоянными или изменяются только в случае появления ошибки. Колебания доли А(i), отнесенные к сумме значений загрязнения BW(i), лежат в пределах, примерно, 1%.
Как шаг S6 устройство 17 контроля устанавливает суммарное загрязнение BG. Суммарное загрязнение BG представляет собой сумму производимого всеми первыми фильтрующими группами загрязнения В, а также сумму соответствующих значений загрязнения BW(i) (где i=1, …, n, и n=числу первых фильтрующих групп 8).
Как шаг S7 устройство 17 контроля снова присваивает показателю i значение 1. Как шаг S8 устройство 17 контроля устанавливает долю А(i) вызванного операцией очистки соответствующей первой фильтрующей группы загрязнения В пылью очищенного газа 2 относительно суммы BG. Как шаг S9 устройство 17 контроля сравнивает установленную долю А(i) с определяемой индивидуально для соответствующей первой фильтрующей группы 8 эталонной долей R(i). В зависимости от результата сравнения устройство 17 контроля переходит либо к шагу S10, либо к шагу S11. Возможно, чтобы шаг S10 отсутствовал, либо чтобы устройство 17 контроля как шаг S10 не предпринимало никаких действий. В качестве альтернативы, как шаг S10 устройство 17 контроля выдает сигнал ОК, который получает человек 20, вышестоящее устройство 21 и/или устройство 14 управления. Как шаг S11 устройство 17 контроля выдает сигнал тревоги человеку 20, вышестоящему устройству 21 и/или устройству 14 управления.
Теоретически допустимо в рамках шага S9 также проверять, имеет ли доля A(i) минимальную величину. Однако, это не является необходимым и свидетельствует только о повышенной эффективности фильтрации. Кроме того, допустимо вместо сигнала тревоги и сигнала ОК устанавливать промежуточные состояния или непосредственно выдавать установленную долю А(i), например, как абсолютную долю А(i), отнесенную к суммарному загрязнению BG, или как относительную величину, отнесенную к соответствующей эталонной доле R(i), или как абсолютное или относительное отклонение от эталонной доли R(i). Кроме того, возможно установленную долю А(i) записывать в память для создания некоторой истории, например, с целью документирования или раннего обнаружения возможных неполадок на основании анализа временной характеристики доли A(i).
После выполнения одного из шагов S10 и S11 устройство 17 контроля переходит к шагу S12. Как шаг S12, устройство 17 контроля проверяет, выполнены ли шаги S8 - S11 уже для всех первых фильтрующих групп 8. Если это не так, как шаг S13, устройство 17 контроля увеличивает показатель i, после чего возвращается к шагу S8. В противном случае, выполнение способа, представленного на фиг. 7, завершено.
В итоге, устройство 17 контроля определяет состояние соответствующей фильтрующей группы на основании соответствующей доли А(i) относительно суммарного загрязнения BG.
Доля А(i) в суммарном загрязнении BG или, соответственно, сравнение надлежащей величины загрязнения BW(i) с другой величиной загрязнения BW(i) (или суммой величин загрязнения BW(i)) представляет собой особенно выгодное усовершенствование. Решающим является то, что для определения состояния соответствующей первой фильтрующей группы 8 устройство 17 контроля использует не только вызванное операцией очистки данной первой фильтрующей группы загрязнение В отработанного газа 2 или соотносящуюся с ней величину загрязнения BW(i), но и, дополнительно, вызванное операцией очистки, по меньшей мере, одной другой первой фильтрующей группы загрязнение В отработанного газа 2 или соотносящуюся с ней величину загрязнения BW(i), по меньшей мере, для одной другой первой фильтрующей группы.
Эталонные доли R(i) могут быть заданы устройству 17 контроля принципиально любым способом. Однако, само собой разумеется, они, все же, должны быть в разумной степени точными. В частности, возможно, чтобы устройство 17 контроля - например, посредством предварительного задания специальной команды S - было переведено в калибровочный режим, показанный на фиг. 9. В калибровочном режиме устройство 17 контроля выполняет, как и в алгоритме, показанном на фиг. 7, шаги S1 - S8, а также S12 и S13. Шаги S1 - S8, S12 и S13 уже описаны со ссылкой на фиг. 7. Однако, шаги S9 - S11 фиг. 7 заменены шагом S21. Как шаг S21 устройство 17 контроля устанавливает соответствующую эталонную долю R(i) на основании соответствующей доли А(i). Например, устройство 17 контроля может установить эталонную долю R(i), добавляя к соответствующей доле А(i) некоторое смещение, имеющее надлежащую величину. Величина смещения, как правило, едина для всех эталонных долей R(i). Например, она может составлять от 0,01 до 0,03, в частности, около 0,02.
Когда, согласно фиг. 2, дополнительно первым фильтрующим группам имеются также вторые фильтрующие группы 8', возможно, чтобы вторые фильтрующие группы 8' были включены в способ фиг. 7. В этом случае в контроле, осуществляемом устройством 17 контроля, не проводится различия между первыми и вторыми фильтрующими группами 8, 8'. Однако предпочтительно, в рамках контроля различие между первыми фильтрующими группами 8 и вторыми фильтрующими группами все же делается. В частности, соответствующее суммарное загрязнение BG устанавливается индивидуально для соответствующих фильтрующих групп 8, 8', то есть, собственное суммарное загрязнение BG для первых фильтрующих групп и для вторых фильтрующих групп 8'. Может иметься отличие в отношении управления вторыми фильтрующими группами 8'. Когда загрязнение, вызванное управлением вторыми фильтрующими группами 8', измеряют посредством того же сенсорного устройства 16, нельзя различить, вызвано ли определенное загрязнение В управлением первой или второй фильтрующей группой 8, 8', и управление фильтрующими группами 8, 8' должно производиться скоординировано. В противном случае, управление фильтрующими группами 8, 8' может производиться независимо друг от друга.
Итак, обобщая сказанное, настоящее изобретение относится к следующему:
Фильтрующее устройство 5 в ходе нормальной работы осуществляет фильтрацию загрязненного отработанного газа 2 в фильтрующих группах 8, включающих фильтрующие рукава 7. В режиме очистки в соответствующую фильтрующую группу 8 со стороны 10 отведения через надлежащий вентиль 13 подают очищающий газ 12, в результате чего фильтрационный осадок 11 отделяется от приточной стороны 9 фильтрующих рукавов 7. Расположенное в отводящем канале 6 сенсорное устройство 16 измеряет загрязнение В отработанного газа 2, вызванное операцией очистки соответствующей фильтрующей группы 8. Измеренное загрязнение В отработанного газа 2 поступает в устройство 17 контроля. Это устройство устанавливает состояние соответствующей фильтрующей группы 8, а именно, на основании вызванного операцией очистки соответствующей фильтрующей группы 8 загрязнения В в сочетании с вызванным операцией очистки, по меньшей мере, одной другой фильтрующей группы загрязнением В.
Настоящему изобретению свойственно множество преимуществ. Так, возможный дефект или могущий возникнуть в будущем дефект может быть установлен индивидуально для каждой отдельной фильтрующей группы 8, 8'. Таким образом, последующее выявление дефектов может быть ограничено (добавим: немногими) фильтрующими рукавами 7 поврежденной фильтрующей группы 8, 8'. Так что в заблаговременной замене фильтрующих рукавов 7 нет необходимости. Напротив, могут быть заменены только те фильтрующие рукава 7, отказ которых непосредственно ожидается или уже произошел. Дополнительные устройства помимо устройства 17 контроля не нужны. В частности, сенсорное устройство 16, как правило, уже имеется в наличии.
Хотя изобретение было подробно описано и пояснено предпочтительными вариантами его осуществления, изобретение не ограничивается показанными примерами, и специалистами в данной области могут быть произведены изменения, не выходящие за рамки объема охраны данного изобретения.
Список ссылочных обозначений
1 - Первичный процесс
2 - Отработанный газ
3 - Частица
4 - Приточный канал
5 - Фильтрующее устройство
6 - Отводящий канал
7 - Фильтрующие рукава
8, 8' - Фильтрующие группы
9 - Приточная сторона
10 - Сторона отведения
11 - Фильтрационный осадок
12 - Очищающий газ
13, 13' - Вентили
14 - Устройство управления
15, 15' - Резервуары
16 - Сенсорное устройство
17 - Устройство контроля
18 - Компьютерная программа
19 - Набор команд
20 - Человек
21 - Вышестоящее устройство
А - Доля
В - Загрязнение
BG - Суммарное загрязнение
BW - Величина загрязнения
i - Показатель
n - Конечное значение
R - Эталонная доля
S - Специальная команда
S1 - S21 - Шаги
t - Время
t1 - t6 - Моменты времени