背景

  随着《“十四五”节能减排综合工作方案》的印发，挥发性有机化合物VOCs（volatile organic compounds）被列为了重点控制污染物。《“十四五"节能減排综合工作方案》中明确到2025年全国单位国内生产总值能源消耗要比2020年下降13.5%，而VOCs的排放总量要下降10%以上。VOCs作为近地大气区域光化学反应的主要参与者，除了会造成大气臭氧层空洞等环境破坏，对人体健康也有着显著负面效应。VOCs是一大类可参与大气光化学反应的有机化合物总称，包括各种烷烃、芳香族有机物、卤代碳水化合物、脂类和醛酮等有机物，广泛来源于化工厂、制药厂、印刷涂装厂、橡胶加工厂等生产加工行业，其中部分生产加工行业会产生大风量、高浓度的VOCs废气，成为了重点的监测治理对象!

引言

为了帮助不同种类的生产加工行业进行VOCs的处理，我司不仅可以依据相关工况采用蓄热式氧化燃烧技术RTO(regenerative thermal oxidation)进行废气治理，而且我司同时又采用活性炭和树脂系统来处理VOCs，活性炭吸附和树脂系统吸附是一种有效且经济的 VOCs 去除技术。树脂吸附适用于需要高吸附容量和选择性的场合，尤其适用于含有卤代烃、醇类和酮类等化学性质活泼的VOCs的废气处理。活性炭吸附则适用于需要快速吸附和较低阻力的场合，尤其适用于气体和水的净化领域。树脂吸附和活性炭吸附各有优劣，选择哪种吸附剂取决于客户的应用需求。在以往我司案例中，我司独立设计出的三个治理系统都在生产加工行业的废气治理中作为核心设备系统帮助客户进行了VOCs有效处理。以上治理系统能够做到达标排放当然也离不开专业、先进控制技术，实现智能化连锁控制。我司电气设计人员合理采用变频机泵调速，优化和压缩控制逻辑以此来降低不必要消耗和不必要停车。当然，系统内实现智能化连锁控制是基于强大的硬件基础作为准备条件，如何把控硬件选择使其设备、仪表进行明确的自控及连锁控制成为了这期电气设计的主题。

正文

首先，我司电气设计人员是在明确电气自控柜和动力柜的技术条件和设计任务书方才进行设计，这是整个设计的基础。其次，需考虑各设备的功率需求、输入输出电压要求、效率、尺寸、重量、电压稳定性、噪音、安全认证和保护功能以及成本等因素。同时，还需要遵循一系列基本原则，以确保设计出的系统既满足工艺要求，又具有良好的经济效益和操作便捷性。

下面是我司电气设计人员针对动力柜中一台变频风机主回路所需要的电气元器件进行选型设计。主回路选型（以某台55KW变频风机，风机散热风扇2.2KW为例），主回路包含的电气元器件有：断路器、变频器、马达保护断路器、交流接触器等电气元器件，如图1所示：

                                                  图1

在得知风机功率情况下，代入功率和电压电流换算公式：

单相  P=UIcosΦ，三相 P=1.732UIcosΦ，其中P为有功功率，U为电压，I为电流，cosΦ为功率因数（供电公司要求一般不低于0.85）。380V， 55kW根据公式算得电流约为98A，选用125安培的小型塑壳断路器，选型时需应考虑风机的启动电流，所以对于塑壳断路器选型需大于风机电流的计算值。

变频器选型同样需要计算风机的电流，然后选择对应的型号。我司以ABB品牌变频器为例，参考图2：

  图2

马达保护断路器、交流接触器和以上情况相同，我司以施耐德品牌为例，参考下列表1和表2：

    表1                                                                                                                                   表2

综上所述，380V,55KW的变频电机主回路需配备125安培的塑壳断路器，变频器型号为ACS510-01-125安培-4,其2.2KW风机散热风扇需配备马达保护断路器型号为GV2ME10C，交流接触器型号为LC1D09M7C。

在设计PLC控制系统时，开关电源的选择是非常关键的一个环节。根据描述，开关电源的选择主要基于输出电流的需求，电源的额定输出电流应大于系统中所有组件（包括CPU模块、I/O模块和专用模块，以及所有仪表和其他电气元器件）消耗电流的总和。这样才能确保PLC系统稳定运行，避免因电源不足导致的设备故障。控制回路包含的电气元器件有：断路器、CPU、模块、触摸屏、交换机、开关电源、中间继电器等电气元器件，如下图3所示：

  图3

我司电气设计人员在设计电气自控柜时，在客户未说明要求和遵循一系列基本原则情况下，CPU主要以西门子1200系列和1500系列为主，模块依据统计系统内所需要的I/0点位进行配备，每种类型的模块会预留15%--20%左右的点位作为冗余。中间继电器的数量会依据柜内的DO点数量进行配备，触摸屏我司主要是以15.1寸昆仑通态的触摸屏为主。

结论

硬件选型需依据具体RTO、树脂、活性炭系统的工艺要求进行选择，把控好前期的设计才能为后期的设备智能化控制提供基础，才能建立设备、系统、工厂三层级能效诊断系统，实现核心设备的智能化管控、全局智能调度优化及管控、推动设备智能化发展，提升整体能效水平。

以上是我司分析面对RTO、树脂、活性炭系统电气选型设计的技术分享，若您针对以上问题有更好的设计思路，我们欢迎您的指导。若您在工作中有遇到设备运行故障和自控流程探讨，我们也可以进一步技术交流、协助解决、共同进步。我们真心愿意同您一起探讨难题，您也可以关注“合肥义禾YIHEAC”微信公众号，查看更多RTO技术资讯，同时欢迎您的留言分享。