环保工程中电气控制的应用探讨

刘广耀

（山东山大华特环保工程有限公司，山东济南 250000）

环保工程中电气控制的应用探讨

刘广耀

（山东山大华特环保工程有限公司，山东济南 250000）

为了适应社会生产发展的需求，世界各国均意识到保护环境的重要性，并积极投身环保事业建设中，环保工程就是为了缓解各国环境问题应运而生的。电气控制技术结合了GPS定位技术、计算机技术等现代先进技术，在多个领域中得到广泛的应用。将电气控制技术应用于环保工程中对提高环保工程生产的效率、运行的安全可靠性均有重要意义。主要以脱硫环保工程为例，从电气控制系统组成、功能、设计原则、设计步骤、运行管理以及发展趋势等方面探讨分析环保工程中电气控制的应用。

环保工程；电气控制；应用

电气控制技术融入了 GPS技术、电力电子技术以及计算机技术等现代技术，具有简单、精准、节能、安全、可靠等多种优点，在工业生产、建筑工程、环保等各个领域均得到广泛地应用[1]。环保工程是国家用于减轻环境污染的重要手段，脱硫工程就是其中非常典型的一项环保工程，主要是通过减少二氧化硫排放量预防酸雨形成。为了减轻大气污染，在烟气排放之前需进行脱硫处理，其中就需应用电气控制技术控制水泵、风机等相关机械设备的运行，不仅确保了作业的安全性，还提高了工作的效率。以下首先介绍环保工程和电气控制的概念，然后以脱硫环保工程为例，从系统组成、功能、设计原则、设计步骤、运行管理以及未来发展趋势等几个方面讨论电气控制在环保工程中的应用。

1 环保工程与电气控制概述

1.1 环保工程

随着工业的发展，环境问题已成为全球重点关注的公共问题之一，各国的环保意识都有明显地提升并注重环境保护，在这一社会环境背景下，环保工程应运而生。环保工程是各国缓解或处理环境污染问题非常重要的途径之一，涉及到很多方面，比如污水处理、工业废气处理、污泥治理等。在环保工程中，很多工作都会应用到电气控制技术，比如在重工业废气脱硫处理中就会应用电气控制技术提高操作的安全性以及工作效率。

1.2 电气控制技术

电气控制技术是一种利用计算机技术模拟人工智能、开发研究以及升级具备一定智能操作的技术，属于计算机技术的高端分支，用于处理复杂环境以及操作的工作内容，提高工作精确度、安全性和效率。自电气控制技术出现以来，迅速被各领域行业接受并推广，在环保工程中应用电气控制技术不仅能够促进电气资源的合理分配，降低成本投入，还能够提高工程的自动化水平。

2 电气控制技术在环保工程中的应用

2.1 电气控制系统的组成

电气控制系统主要由六部分组成：第一，电源供电回路：供电回路供电电源分为直流和交流两种类型，前者主要有直流24V、36V 等，后者有交流 AC220V 和380V等。第二，信号回路：信号回路主要是用于显示线路、设备工作状态是否正常的相关信息，例如音响设备通过不同声响表示设备运行状态是否正常，信号灯通过不同颜色或者闪烁频率以显示线路或者设备的运行状态等。第三，制动停车回路：将电路供电电源切断，同时采取相应的制动措施从而使工作中的电动机等设备迅速停车的控制环节，例如电源反接制动、能耗制动、再发电制动、倒拉反接制动等。第四，手动与自动回路：自动环节主要作用是提高电气设备的工作效率，因此电气设备控制线路都会设置自动环节，同时也会设有手动环节以便进行设备的安装和调试或者发生紧急事故时设备的处理，采取转换开关或者组合开关的形式实现手动和自动功能的转换。第五，保护回路：保护回路又叫做辅助回路，由稳压组件、失压线圈、接触器、分励线圈、熔断器、整流组件以及热继电器等保护组件构成，其工作电源同样分为直流和交流两种形式，直流电源有24V、36V 等，交流电源有220V、380V 等，主要作用是对线路以及电气设备进行失压、过载以及短路等保护。

2.2 电气控制系统的功能

要实现环保工程中有效监控整个施工流程、工艺质量，就要保证电气控制系统具备以下功能：第一，测量功能：在环保工程中，为了实现对线路以及电动机等设备的实时控制，需要有充足的数据支持，包括转速、频率、电压、电流以及功率等各种参数，均需要认真测量再将其传输到处理器中进行统一的分析判别处理，再做出相应的动作反应。而为了保证各种数据的准确性，需要在控制系统中安装各种相应的测量元器件用于各种数据信息、信号的采集和传输。第二，监视功能：监视功能的主要作用是用于监测电气设备的运行情况，包括会否带点、是否处于正常运行状态等，由于电气设备组件数量比较多，很多组件之间的运行还处于相互独立的状态，部分组件出现问题时仅凭肉眼并不能准确观测到，因此需要在电气控制系统中安装相应的监视设备用于监测线路与设备的运行情况，例如音响、指示灯等。当线路或设备运行出现异常时，指示灯会发出相应的警示信号，在设备工作时，操作人员就可以根据指示灯了解设备运行的情况，能够在第一时间发现异常情况并采取处理措施，从而提高设备运行的安全性和可靠性。第三，保护功能：在电气设备运行的过程中，难免会因为各种因素如环境因素、设备老化、负荷过载、操作失误等因素而发生故障，为了降低设备故障造成的损失，需要控制系统能够检测到设备故障信号并及时做出断开切换等相应的保护动作。第四，自动控制功能：因为部分电气设备组件体积比较大，在进行开关闭合等相关操作时需耗费较大的人力，比如断路器开关的断合，不仅需要耗费较大的人工，而且也不能做到便捷、快速、及时的反应。为了保证相关操作的快速、及时反应，需要电气控制系统具备一定的自动控制功能，实现对合闸、分闸等电气设备相关操作的自动控制。

2.3 电气控制系统设计原则

在环保工程中，电气控制系统的设计会直接影响到环保工程的质量，因此必须保证电气控制系统设计的质量。以脱硫工程为例，在脱硫工程电气控制系统设计中，为了确保工程运行的正常，电气控制系统的设计需要遵守以下原则：第一，需根据脱硫工程的应用环境、使用需要等进行电气控制系统的设计，同时在满足工程使用需求的前提下尽可能地降低设计成本，提高电气控制系统的经济性，减少整个环保工程的成本投入。第二，在设计电气控制系统时还要考虑到今后系统的运行操作因素，尽可能地降低该系统的操作难度，充分利用新型材料，确保系统操作以及日后养护维修的简便。如果系统的操作难度比较大，会降低电器控制系统实际应用的效果，影响脱硫工程的工作效率，而且日后的维护工作量和维护检修成本也会增加。因此需要尽可能地降低系统操作的难度，提高工作效率和系统运行的可靠性，同时也在一定程度上延长设备的使用期限。第三，要保证电气控制系统运行的安全性，电气控制系统要根据具体机械设备的操作和使用需求进行设计，使电气控制系统能够与机械设备相协调，降低设备故障的风险，提高电气控制系统以及环保工程运行的安全性，保障人员的人身安全。第四，尽可能提高电气控制系统的技术含量，当今社会各行各业的生产工艺、技术更新换代的时间越来越短，因此在设计环保工程电气控制系统时还必须根据相关技术的发展与更新情况对原有的生产工艺进行改进或更新。同时在设计电气控制系统时还需要留有一定的余地，因为生产工艺技术更新换代较快，留有一定的余地可以方便日后的改进。

2.4 电气控制系统设计步骤

在环保工程中，电气控制系统的设计主要有以下步骤：第一，制定设计任务计划：任务书中包括设计目标、设计任务以及相关要求，并按照环保工程的施工要求、使用需求等具体情况签订设计技术协议。第二，按照具体工艺要求合理选择传输路线以及硬件设施，比如电动机要考虑到型号、容量、额定转速、额定电压、结构形式以及类型等参数。第三，按照工艺要求以及电动机工作要求确定电力拖动方案，其中启动方式由电机负载特性以及容量决定，并结合电动机工作制考虑设置相应的保护动作，比如过电流控制、过载保护以及连锁措施等。然后根据电动机的调节、启停、保护以及工艺要求等选择合适的控制方式，主要有 DCS 分散控制、PLC 控制、计算机网络控制以及继电器接触控制等控制方式。再按照工艺要求设置过电压电流保护、位置保护、短路保护等必要的保护措施。第四，设计电气设备施工图，并编写电气控制系统设计说明书以及使用说明书。

2.5 电气控制系统的运行管理

在环保工程投入使用的过程中，还需要对电气控制系统运行进行相应的管理，保障电气控制系统以及整个工程运行使用的安全可靠性。以脱硫环保工程中的电气控制系统为例，脱硫工程电气控制系统中，线路与电动机通过配电屏分配供电，再经由 RS485、硬接线等方式将生产现场各类电气设备以及机械设备运行信息传至 DCS系统中，统一经DCS系统处理器分析处理后预判设备运行情况、工艺流程、人工指令，并发出相应自动控制动作指令，实现脱硫工作的系统自动控制。在脱硫工程工艺系统中会涉及多个专业以及子系统，比如热控、电气、工艺、石膏脱水、石灰石制浆、废水处理、脱硫岛脱硫、卸料等，因此在电气控制系统运行中需要分区域、分专业控制并且确保各区域以及专业的相互配合，减少误操作现象，降低设备运行故障等安全风险。同时还要加强人员的管理，加强业务技能培训和安全意识、职业道德规范培训，减少人为因素造成的设备故障。

3 电气控制技术发展趋势

随着社会经济以及科学技术的发展，电气控制技术在环保行业、工业生产、建筑行业以及制造业等各行业中均得到广泛的推广及应用，具有广阔的发展前景。电气控制技术今后的发展趋势主要朝以下几个方向发展：第一，朝智能化方向发展，以人工智能技术为基础的遗传算法、神经网络等技术目前已普遍应用于电力系统中，并且不断推广以及优化以满足各领域生产需求。神经网络属于非线性映射，能够解决难度较高的、无法通过列方程解决的线性问题，而且利用神经网络技术还能够对系统每一个运行环节进行有效的监控，能够及时发现系统运行存在的问题并及时采取处理措施，确保系统运行的稳定、可靠及安全。此外，其他智能技术同样能够应用于电气控制技术中，可用于解决生产系统运行中存在的问题。因此电气控制技术在不断地朝智能化方向发展，不仅能够减少人力成本，还能够提高生产的效率和质量。第二，朝开放化方向发展：随着单片机技术的发展进步，电气控制系统无论在软件设计还是硬件设计方面都获得了有力的技术支持，同时也不断朝着开放化方向发展。目前，我国电气系统的硬件性能已处于世界中上水平，具有可靠性、灵活性等多种优势。而且受到现代社会信息化、网络化等社会环境的影响，开放化发展也必然成为电气控制技术的发展趋势之一，网络模块分布式的发展形势也为电气控制技术的网络化发展奠定了相应的通信基础，为电气控制技术的开放化发展提供了更多新想法和思路。第三，朝着网络化方向发展：当今社会是一个信息化、网络化时代，计算机技术、通信技术、网络信息技术地发展使信息交流与传播的速度越来越快，范围也越来越广，在这样的大环境下，电气控制技术朝着网络化方向发展也是一种必然的趋势。

4 结束语

总之，电气控制具有简便、可靠、安全、快速以及节能等多种优点，将其应用于环保工程中可以有效提高生产效率，提高人员操作安全性以及系统运行的可靠性，而且还可以降低工程成本的投入以及后期系统运行管理、维修等管理成本。电气控制应用于环保工程中需要具备测量、监视、保护以及自动控制等基本功能，在系统设计环节需要遵守相应的原则并按照一定的步骤进行，在系统投入使用后还要加强管理。电气控制技术未来主要朝着智能化、开放化和网络化等方向发展，现代技术更新换代速度比较快，因此在设计电气控制系统时还需要及时地更新相关的工艺技术。

[1] 楼钢明，蔡明波 .浅谈电气控制在环保工程中的运用 [J].科技展望，2017，（07）：88.

Discussion on Application of Electrical Control in Environmental Protection Engineering

Liu Guang-yao

In order to meet the needs of social production development，all countries in the world are aware of the importance of protecting the environment and actively engaged in the construction of environmental protection projects.Environmental protection projects are designed to alleviate the environmental problems of all countries.The electrical control technology combines the advanced technology of GPS positioning technology and computer technology，and has been widely used in many fi elds.The electrical control technology is applied to the environmental protection project to improve the eff i ciency of environmental protection engineering production and the safety and reliability of operation.Signif i cance.This paper mainly discusses the application of electrical control in environmental protection engineering from the aspects of electrical control system，function，design principle，design step，operation management and development trend.

environmental protection engineering ；electrical control；application

TM76

：A

：1003–6490（2017）07–0250–02

2017–05–22

刘广耀（1988—），男，山东济南人，助理工程师，主要从事电厂脱硫脱销电气仪控工作。