電氣控制在環保工程中的運用

張欽軍

（東營職業學院，山東 東營 257091）

步入21世紀以來，互聯網信息技術、電力電子技術、計算機技術快速發展，從而促進了電氣控制技術的發展。該技術在我國各個生產領域里得到廣泛的使用，在環保工程中更是取得了不俗的成績。

以環保工程中的脫硫工程為例，火力發電廠和大型鋼鐵廠等這類依靠燃燒煤炭獲得動力能源的企業為了使煙氣排放達到國家規定的標準，減少對環境的有害影響，需要在煙氣排空之前進行脫硫處理。整個工藝系統中大量的水泵、風機之類的需要控制，依仗人工的力量去啟停、控制這些風機水泵運行，既耗時且影響工藝水準，不利于煙氣脫硫的效果，而且整個脫硫系統涵蓋大量酸堿類液體粉塵，人工在此作業對人身健康也有影響，而利用電氣控制系統進行自動化控制就可以避免此類問題，而且有利于提高整套工藝系統的運行水準和安全穩定性。

1 電氣控制系統的組成及其主要功能

1.1 電氣控制系統的組成

1.1.1 控制系統電源供電回路該回路的電源有AC220V和DC220V等多種。

1.1.2 保護回路。保護回路的供電電源有交流220、36V和直流220、24V等多種選擇，它通過微型斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、合閘線圈、分勵線圈、失壓線圈、整流、穩壓組件等保護裝置組成相應回路來對電氣設備和線路進行短路、過載和失壓等各種保護。

1.1.3 信號回路。該回路通過不同顏色的信號指示燈，不同聲響的音響設備來及時顯示或反映設備和線路是否處在正常工作狀態。

1.1.4 自動與手動問路。脫硫系統中由于電氣設備布置位置距離遠、數量多，一般都設置自動控制環節來達到節能增效的效果，不過為了能夠在安裝、調試及緊急事故的處理中，更加靈活、便捷，一般都會在控制線路中設置手動控制環節，然后通過轉換開關等來實現自動與手動方式的轉換。

1.1.5 制動停車回路。該回路可以通過切斷電動機回路的供電電源，并采取相應的一些制動措施，使電動機能夠迅速停車。制動方式可以是能耗制動、電源反接制動，倒拉反接制動和再生發電制動等。

1.1.6 自鎖及閉鎖同路。自鎖回路能夠在啟動按鈕松開后，通過將接觸器的動合觸點串聯在線圈電路中來保持線路通電，從而使相應的電氣設備能夠繼續工作。閉鎖回路一般用在擁有兩臺或兩臺以上的電氣裝置時，為了能夠保證設備安全可靠的運行或者出于節約能源以及工藝要求等考慮只允許其中一臺或一部分電機通電啟動，一般可以通過將兩個接觸器的動斷觸點分別串聯在對方線圈電路中來實現。

1.2 電氣控制系統的主要功能

在脫硫系統中要實現對整個工藝過程的實時監視和控制，就必須使電氣控制系統擁有以下功能：

1.2.1 自動控制功能。由于斷路器的體積比較大，斷合開關時需要耗費大量的人工，而且也無法達到及時、快速、便捷反應的要求，故一般都需要采用操作系統來自動控制分、合閘，從而實現對電氣設備的控制。

1.2.2 監視功能。電氣設備是否帶電，是否處在正常運行狀態，我們無法僅憑肉眼觀測到，在控制系統中安裝監視設備（如指示燈）使得操作員能及時直觀的明白線路的運行狀況，利于對設備的調節以及提高對人身安全的保障。

1.2.3 保護功能。電氣設備在運行過程中不可避免的會發生一些故障，如電流(或電壓)超過電氣設備正常運行的允許值，這就要求控制系統能夠在檢測到這類故障信號后及時做出相應的保護動作，如將電氣設備或線路及時斷開切換等。

1.2.4 測量功能。為能夠對電動機或者線路進行實時控制，就需要將更多的參數（如電流、電壓、頻率、功率、轉速等）送入處理器進行分析判別，然后做出動作反應，這就需要在控制系統中安裝各類測量元器件來實現對設備的信號采集及傳輸。

2 電氣控制系統的設計

2.1 電氣控制系統設計原則

電氣控制系統設計直接或間接影響著電氣設備的生產運行和操作等方面，完善的控制線路設計是順利完成電氣控制的重要環節。

2.1.1 電氣控制系統設計要最大限度的滿足生產工藝和生產設備對電氣控制系統的要求以及經濟指標要求。

2.1.2 設計要考慮到日后脫硫系統運行的操作簡捷、維修方便，更應考慮新技術新材料，從而提高系統的可靠性，延長使用壽命，提高產品的競爭力。

2.1.3 設計方案要確保控制系統能夠安全可靠的運行，應根據生產機械的要求，選用典型環節，將各個環節有機的結合起來，加以補充優化，整合成所需的控制電路。

2.1.4 在做電氣控制設計時應當考慮與機械設計相互協調配合。

2.1.5 科技進步和設備發展都很快速，所以在控制系統的設計過程中應該充分考慮生產的發展和工藝改進的可能性，并留有一定的余量。

2.2 電氣控制系統設計步驟

2.2.1 擬定設計任務書，根據工程的實際情況和要求簽訂技術協議，作為設計的依劇以及工程結束時驗收的標準。

2.2.2 根據工藝要求選擇電動機，主要考慮其類型、結構形式、容量、額定電壓與額定轉速。

2.2.3 確定電力拖動方案，根據相應的生產工藝的要求確定電動機的類型數量；根據電機的容量和負載特性考慮其啟動方式；根據電動機的工作制決定是否需要設置過載保護或過電流控制措施以及必要的聯鎖。

2.2.4 根據電動機的啟停、調節、保護要求和工藝的要求選擇控制方式，如繼電接觸器控制、PLC控制、DCS分散控制、計算機網絡控制等。

2.2.5 根據工藝要求設置短路保護、位置保護、過電壓電流保護及其他必要的電氣保護。

2.2.6 選擇控制系統用的優質元器件并編制出明細表

2.2.7 設計電氣設備的施工圖

2.2.8 編制設計說明書和使用說明書

3 電氣控制系統的運行和管理

在脫硫系統中，電動機和線路由配電屏分配供電，然后通過硬接線或者RS485通信等方式將電氣設備和生產現場的設備工作狀況上傳到DCS系統，然后在DCS系統處理器中進行計算分析，根據預設的工藝流程或者人工指令，發出動作指令，來實現對這個工藝系統的控制。

在整個脫硫工藝系統中涉及到工藝、電氣、熱控等多個專業和卸料、石灰石制漿、石膏脫水、脫硫島脫硫、廢水處理等多個子系統，所以在電氣控制系統運行時，應分專業分區域相互配合控制，這樣可以避免誤操作，也能更好的發揮各專業技術員的能力，同時將風險降到最低，一部分設備故障時可以及時切除，避免對其他設備的影響。

總結

電氣控制系統憑借著快速、安全、可靠、節能增效等優點在環保行業里發揮重要的作用，提高了整個行業的自動化水平和管理運行的水平，同時也為企業節約了人力、管理、運行、維護成本。伴隨著電力電子技術、通信技術、計算機技術的快步發展以及長期運行管理獲得的實踐經驗將促使電氣控制系統的進一步發展，在不久的未來，必將為環保事業為其他行業和領域創造更多的社會、經濟效益。

[1]汪小民，高新華.變電站分布式與集中式控制系統的比較[J].廣東電力，1998,11（3）：23-25.

[2]溫為生.淺談電氣自動化系統的應用及發展趨勢[J].建材與裝飾，2011，（4）：289-290.

[3]鄧范偉.工業電氣自動化系統發展現狀[J].中國新技術新產品，2011，（13）：124.

[4]陳廣文，李修偉.工業電氣自動化系統的發展策略[J].黑龍江科技信息 2011，（9）：1.

[5]耿彥霞.芻議工業電氣自動化系統發展趨勢[J].輕工設計，2011，（3）：50.

[6]譚建勛.全自動電氣控制系統探討[J].現代商貿工業 2011，（9）：256.

[7]曾獻芳.現代電氣控制系統的特點與應用[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2005，5（2）：49-51.

[8]孫剛.淺談電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J].應用技術，2011，5：100-101.