咨詢電話：淺談RTO、樹脂、活性炭系統(tǒng)中電氣選型設(shè)計(jì)
背景
隨著《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》的印發(fā)，揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs（volatile organic compounds）被列為了重點(diǎn)控制污染物?！?/span>“十四五"節(jié)能減排綜合工作方案》中明確到2025年全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗要比2020年下降13.5%，而VOCs的排放總量要下降10%以上。VOCs作為近地大氣區(qū)域光化學(xué)反應(yīng)的主要參與者，除了會造成大氣臭氧層空洞等環(huán)境破壞，對人體健康也有著顯著負(fù)面效應(yīng)。VOCs是一大類可參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物總稱，包括各種烷烴、芳香族有機(jī)物、鹵代碳水化合物、脂類和醛酮等有機(jī)物，廣泛來源于化工廠、制藥廠、印刷涂裝廠、橡膠加工廠等生產(chǎn)加工行業(yè)，其中部分生產(chǎn)加工行業(yè)會產(chǎn)生大風(fēng)量、高濃度的VOCs廢氣，成為了重點(diǎn)的監(jiān)測治理對象!
引言
為了幫助不同種類的生產(chǎn)加工行業(yè)進(jìn)行VOCs的處理，我司不僅可以依據(jù)相關(guān)工況采用蓄熱式氧化燃燒技術(shù)RTO(regenerative thermal oxidation)進(jìn)行廢氣治理，而且我司同時(shí)又采用活性炭和樹脂系統(tǒng)來處理VOCs，活性炭吸附和樹脂系統(tǒng)吸附是一種有效且經(jīng)濟(jì)的 VOCs 去除技術(shù)。樹脂吸附適用于需要高吸附容量和選擇性的場合，尤其適用于含有鹵代烴、醇類和酮類等化學(xué)性質(zhì)活潑的VOCs的廢氣處理。活性炭吸附則適用于需要快速吸附和較低阻力的場合，尤其適用于氣體和水的凈化領(lǐng)域。樹脂吸附和活性炭吸附各有優(yōu)劣，選擇哪種吸附劑取決于客戶的應(yīng)用需求。在以往我司案例中，我司獨(dú)立設(shè)計(jì)出的三個(gè)治理系統(tǒng)都在生產(chǎn)加工行業(yè)的廢氣治理中作為核心設(shè)備系統(tǒng)幫助客戶進(jìn)行了VOCs有效處理。以上治理系統(tǒng)能夠做到達(dá)標(biāo)排放當(dāng)然也離不開專業(yè)、先進(jìn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化連鎖控制。我司電氣設(shè)計(jì)人員合理采用變頻機(jī)泵調(diào)速，優(yōu)化和壓縮控制邏輯以此來降低不必要消耗和不必要停車。當(dāng)然，系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)智能化連鎖控制是基于強(qiáng)大的硬件基礎(chǔ)作為準(zhǔn)備條件，如何把控硬件選擇使其設(shè)備、儀表進(jìn)行明確的自控及連鎖控制成為了這期電氣設(shè)計(jì)的主題。
正文
首先，我司電氣設(shè)計(jì)人員是在明確電氣自控柜和動力柜的技術(shù)條件和設(shè)計(jì)任務(wù)書方才進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。其次，需考慮各設(shè)備的功率需求、輸入輸出電壓要求、效率、尺寸、重量、電壓穩(wěn)定性、噪音、安全認(rèn)證和保護(hù)功能以及成本等因素。同時(shí)，還需要遵循一系列基本原則，以確保設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)既滿足工藝要求，又具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和操作便捷性。
下面是我司電氣設(shè)計(jì)人員針對動力柜中一臺變頻風(fēng)機(jī)主回路所需要的電氣元器件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。主回路選型（以某臺55KW變頻風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)散熱風(fēng)扇2.2KW為例），主回路包含的電氣元器件有：斷路器、變頻器、馬達(dá)保護(hù)斷路器、交流接觸器等電氣元器件，如圖1所示：
圖1
在得知風(fēng)機(jī)功率情況下，代入功率和電壓電流換算公式：
單相 P=UIcosΦ，三相 P=1.732UIcosΦ，其中P為有功功率，U為電壓，I為電流，cosΦ為功率因數(shù)（供電公司要求一般不低于0.85）。380V， 55kW根據(jù)公式算得電流約為98A，選用125安培的小型塑殼斷路器，選型時(shí)需應(yīng)考慮風(fēng)機(jī)的啟動電流，所以對于塑殼斷路器選型需大于風(fēng)機(jī)電流的計(jì)算值。
變頻器選型同樣需要計(jì)算風(fēng)機(jī)的電流，然后選擇對應(yīng)的型號。我司以ABB品牌變頻器為例，參考圖2：
圖2
馬達(dá)保護(hù)斷路器、交流接觸器和以上情況相同，我司以施耐德品牌為例，參考下列表1和表2：
表1 表2
綜上所述，380V,55KW的變頻電機(jī)主回路需配備125安培的塑殼斷路器，變頻器型號為ACS510-01-125安培-4,其2.2KW風(fēng)機(jī)散熱風(fēng)扇需配備馬達(dá)保護(hù)斷路器型號為GV2ME10C，交流接觸器型號為LC1D09M7C。
在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，開關(guān)電源的選擇是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)描述，開關(guān)電源的選擇主要基于輸出電流的需求，電源的額定輸出電流應(yīng)大于系統(tǒng)中所有組件（包括CPU模塊、I/O模塊和專用模塊，以及所有儀表和其他電氣元器件）消耗電流的總和。這樣才能確保PLC系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，避免因電源不足導(dǎo)致的設(shè)備故障。控制回路包含的電氣元器件有：斷路器、CPU、模塊、觸摸屏、交換機(jī)、開關(guān)電源、中間繼電器等電氣元器件，如下圖3所示：
圖3
我司電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電氣自控柜時(shí)，在客戶未說明要求和遵循一系列基本原則情況下，CPU主要以西門子1200系列和1500系列為主，模塊依據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)所需要的I/0點(diǎn)位進(jìn)行配備，每種類型的模塊會預(yù)留15%--20%左右的點(diǎn)位作為冗余。中間繼電器的數(shù)量會依據(jù)柜內(nèi)的DO點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行配備，觸摸屏我司主要是以15.1寸昆侖通態(tài)的觸摸屏為主。
結(jié)論
硬件選型需依據(jù)具體RTO、樹脂、活性炭系統(tǒng)的工藝要求進(jìn)行選擇，把控好前期的設(shè)計(jì)才能為后期的設(shè)備智能化控制提供基礎(chǔ)，才能建立設(shè)備、系統(tǒng)、工廠三層級能效診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核心設(shè)備的智能化管控、全局智能調(diào)度優(yōu)化及管控、推動設(shè)備智能化發(fā)展，提升整體能效水平。
以上是我司分析面對RTO、樹脂、活性炭系統(tǒng)電氣選型設(shè)計(jì)的技術(shù)分享，若您針對以上問題有更好的設(shè)計(jì)思路，我們歡迎您的指導(dǎo)。若您在工作中有遇到設(shè)備運(yùn)行故障和自控流程探討，我們也可以進(jìn)一步技術(shù)交流、協(xié)助解決、共同進(jìn)步。我們真心愿意同您一起探討難題，您也可以關(guān)注“合肥義禾YIHEAC”微信公眾號，查看更多RTO技術(shù)資訊，同時(shí)歡迎您的留言分享。
