化工工程成套设备电气控制装置设计探究

殷久鼎

摘要：通常，化工企业的成套设备，比如涡轮机、压缩机、冰箱等，设备制造商提供的辅助电气控制装置往往不能满足现场的实际需要，在设计中如何处理这些电控装置是一个值得注意的问题，在许多工程设计中，一些设计部门主要使用现成的方法将制造商的产品直接移动到他们的设计图纸上，虽然设计简单，但结果却是整体设计方案的优化，往往导致安装与实际情况不符的设备，使其在工程完工后无法正常运行，或因操作不当而缩短设备的使用寿命。

关键词：化工工程；成套设备；电气控制装置设计

前言：在化工企业中，生产经营需要使用的设备较多，但在经营过程中会消耗设备。使用一段时间后，设备可能会报废，因此企业需要频繁购买成套设备。为了保证生产系统的正常运行，必须做好成套设备电气控制装置的优化设计，确保所采购的设备与设计方案一致。

1.支持电气控制设备的局限性

1.1安装配置不能满足环境需求。

成套设备安装过程中，需要考虑安装环境等影响因素，根据安装环境的特点，安装人员有必要提高安装技能和工艺，比较外部环境对安装质量的影响。在完善电气控制装置的过程中，需要对控制柜和开关柜的组装进行控制。这两个设备的安装原理一般都差不多，一般都在成套设备旁边。但由于化工行业的特殊性，安装环境极其危险，因此安装环境中可能会发生易燃易爆现象。所以在安装过程中，要不断提高对安全的认识，减少安全隐患。需要根据实际情况调整电气设备的安全位置，不适合在强腐蚀环境下安装。

1.2成套设备电气控制的控制原理不能满足实际要求。

成套设备电气控制的控制原理与实际要求不一致的现象时有发生，以汽轮机项目为例，厂家提供了相应的润滑油泵，油泵电机的电气状况作为主电机和备用电机切换的依据。如果主油泵电机出现故障，使用备用油泵电机。实践中，主轴的润滑对汽轮机至关重要，润滑油泵必须为汽轮机提供不间断的供油，以保证汽轮机高速正常运行。但是厂家提供的润滑油泵不能满足这种情况。当汽轮机主轴缺少润滑油时，如果没有油泵电机故障，备用油泵电机将不会启动。

1.3未达到总体项目的控制要求。

一般厂家提供的电气控制装置直接采用成套设备电气控制装置，没有考虑整个生产装置的配套问题，导致生产装置的整体控制要求得不到满足，在实际现场施工过程中无法解决布线、改装等问题。随着自动控制的日益普及，整个装置普遍采用分布式控制系统进行集中控制和监控，分布式控制系统也满足了配套电气设备的远程控制、联锁和自动控制的要求。成套设备的电气控制装置往往不能满足这一要求。

1.4不能满足集中安装的要求

目前，化工公司主要在配电开关室安装电气设备，在控制操作室安装控制监控装置，电气控制设备的制造商往往与其他电气设备有颜色差异，如屏幕、机柜类型、形状和尺寸不一致，尤其是厂家配套的6-35kv中压开关柜，如果型号和参数不一致，可能会导致运行安全事故，是电气设计和电气工程安装过程中的严重安全隐患。不同类型的开关安装在一起，不仅不美观，而且维护也不方便，容易造成电气误操作事故。

2.完善化工工程成套设备电气控制装置设计的措施

2.1化工生产环境的控制

如果实际工作环境未能达到要求，那么PLC在运行过程中的安全性与可靠性都会受到影响，因此在化工装置电气自动化控制的应用中，也必须要对化工生产环境采取相应的改善措施，以满足PLC的环境条件要求。1）在温度方面。PLC的运行环境温度必须控制在0－55℃之间，因此需要将PLC设备设置在通风良好的房间中，同时安放的位置还要避开一些散热量大的设备仪器与阳光直射的区域，以免局部区域内温度过高。从结构上来看，PLC通常会具有基本单元与扩充单元两部分，而两部分单元间的间距也要控制在3cm以上，并一起在顶部与底部设置用于通风散热百叶窗，这些都是保证PLC运行环境温度条件的必要措施。在PLC运行过程中，还要对环境条件进行密切监测，一旦发现温度超过55℃，则应立即采取安装风扇、通风等措施进行降温。2）由于PLC需要具有良好的抗干扰能力以及运行的安全性、可靠性，因此对于绝缘性能的要求是非常高的，而在化工生产中，想要对PLC进行应用，则需要将空气相对湿度控制在85％以下，保证空气始终处于无凝露的状态，这样才能够让PLC的绝缘性能达到最佳状态。3）PLC的安放位置还要对化工生产环境的振动情况进行考虑，振动频率在10－55Hz以上的振动源都要尽量避开，如因特殊原因而无法避开，也要做好相应的减震措施，例如在PLC底部添加震动胶、安装隔震胶垫、弹簧减震器等。4）由于化工生产需要使用各种化学材料并产生化学反应，因此生产环境中很可能会出现氯化氢、硫化钾、氟化氢、硫化氢等腐蚀性气体或等易燃易爆气体，这些气体很可能会影响到PLC的正常运行，甚至还有可能引发安全事故，因此PLC的安放环境不仅要尽量避开空气中存在这类气体与大量粉尘的环境，同时在有必要的情况下还可利用控制室、控制柜等进行密封，避免PLC与外部空气环境长时间接触。

2.2掌控流程

设计人员应基于对化工工艺流程的充分了解，尤其是多种物料混装的细节部分，在此基础之上设计生产装置，确保整套装置的关键部分性能良好。应对所有反应装置上的每一个参数控制部位都进行具体分析，对每一个控制开关的适用范围进行科学分析。对化工工艺流程的全面掌握可以保证在遇到突发状况时做到随机应变，即在延续原有设计目标的基础上，结合外部环境的变化对设计进行快速调整改进，从而使生产装置安装工作顺利进行。

2.3与设备供应商进行沟通

在进行实际设计的时候，设计人员HIA应该和设备供应商顺利交流，正确认识整体设备的信息数据和操作过程中应该注重的相关事项，把设计师的设计想法和要求传达给供应商，在确保顺利施工的时候，不影响设备性能的前提下，要求产品各项指标能够实现一致。经过对统一通信协议和控制计划进行确定，实现集中安装和控制，为设备的顺利安装和保障供应保障。在使用厂家配置的电气控制装置的条件下，设计工作者必须详细定制有关的技术要求，不然，就不能对配套电气控制装置进行使用。在交流订货成套设备的时候，设计师需向生产厂家索取成套设备电气控制的原理图，然后根据化工项目的实际状况，探索根据科学性的电气控制装置和电气控制计划。只有这样，才能不断能提高电气控制装置的设计品质，让他在实际安全和应用的时候能够和化工企业应用效果一致，从而确保运行过程中的安全与稳定性。

2.4对电气控制系统进行集中控制

化工电气控制系统主要由功能较为强大的PLC系统及多个化工电气设备组成。在化工电气控制系统中，不同的化工电气设备都可以对PLC系统起到一定的作用，对PLC系统中的相关程序作出适当的调整。就当前化工电气控制系统的实际控制情况而言，这样的控制系统具有诸多优点。比如，运行成本低、运行效率高等。但是，化工电气控制系统存在一定的优点，必然也会存在一系列的缺点。若不定时地更换控制对象，势必会将PLC系统的运行进行停止。若重复此现象，给其他控制对象的正常运行带来一定的影响，致使化工电气控制系统未能很好地达到电气企业的发展需求，大幅度降低了化工电气控制装置的工作效率。

结束语：电气控制装置的安装对安装环境、设备控制原理、配套装置的先进性以及项目控制有着一定要求，在安装的过程中，要保证电气控制装置与配电控制装置的设计原理以及运行系统一致，这样才能保证化工生产系统的稳定运行，满足化工企业的用电需求以及发展要求。化工工程成套设备电气控制装置的设计对化工企业的正常运行至关重要，因此应结合实际需求和环境的安全性要求来进行科学、合理的优化完善，从而在保证其性能良好、操作便利的情况下发挥出最大的价值。

参考文献：

1. 何晖，邓子伟，郑建东.化工工程成套设备电气控制装置设计的探讨[J].中国氯碱，2014，（3）：27-28.

2. 毛建任，赵丽.关于化工工艺设计的几点思考[J].中国石油和化工标准与质量，2014,(11).

3. 王伟.试析化工工程成套设备电气控制装置设计的完善措施[J].中国设备工程,2020(16):134-135.