馬東祝+張玲+王瑞敏+武智佳
河北工業(yè)職業(yè)技術學院
【摘 要】為了解決學生能將大氣污染控制知識進行有效掌握,同時提高學生的動手能力和知識的靈活運用能力,結合環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫,進行了大氣污染控制工藝中控DCS仿真資源的的建設,建成了“火電廠大氣污染控制”和“鋼廠大氣污染控制”兩套工藝虛擬仿真操作,既能與理論教學相互呼應,又能實現培養(yǎng)學生的“技能+技術+職業(yè)”能力,提高學生的職業(yè)能力適應性。
【關鍵詞】大氣污染控制;虛擬仿真;實踐教學
《大氣污染控制》是我國高職高專環(huán)保類專業(yè)的主要核心課程之一。各學校受到財力物力的限制,大氣污染治理技術實踐環(huán)節(jié)非常薄弱,無法完成行之有效的實踐教學環(huán)節(jié),導致學生的動手能力和職業(yè)能力很差。結合環(huán)境監(jiān)測與治理技術專業(yè)職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫,進行了大氣污染控制工藝中控DCS仿真資源的建設,來實現培養(yǎng)學生的“技能+技術+職業(yè)”能力,提高學生的職業(yè)能力適應性。
一、建設思路
大氣污染控制工藝仿真是環(huán)境工程技術專業(yè)的重要實訓之一,也是學生進行綜合實訓的重要組成部分。其功能是面向環(huán)境監(jiān)測與“三廢”治理核心崗位—大氣污染治理的需要,建設能滿足大氣污染治理全系統(tǒng)操作運行和問題處理的虛擬實訓資源,將大氣污染治理理論與實際進行結合。建設的“大氣污染控制工藝仿真”虛擬資源以“技能+技術+職業(yè)”的學生能力培養(yǎng)為核心,以大氣污染治理的運營為目標,建設成可進行大氣污染治理工藝運營、教學考核評價等為一體的“大氣污染控制工藝仿真”實訓資源。
二、仿真界面及操作
大氣污染控制工藝仿真是由一個工業(yè)仿真與控制平臺和一個輔教輔學的教學資源組成?!按髿馕廴究刂乒に嚪抡尜Y源”包括平臺操作說明及相關知識。工業(yè)仿真與控制平臺包括鋼廠煙氣監(jiān)測與治理仿真和電廠煙氣監(jiān)測與治理仿真兩個系統(tǒng)組成。
電廠大氣污染控制工藝仿真是以上海某電廠為基礎,對其大氣處理的脫硝單元、除塵單元,脫硫單元等進行仿真模擬。
系統(tǒng)操作步驟如下所示:(1)開啟脫硫塔的檢測PH管線(首先打開儀表測量泵然后再打開入口閥);(2)將沖洗模式調整為自動,脫硫吸收塔攪拌器均調節(jié)為自動,將脫硫塔循環(huán)泵AB均調節(jié)為自動,供漿閥自動,氧化風機管線控制自動,工藝水和石灰漿液排出泵均調節(jié)為自動;(3)石灰石制粉將立磨進料側,立磨本體和立磨出料側分別調節(jié)到自動,依次打開立磨機出料側順控子組,立磨機順控子組和立磨機進料側順控子組;(4)將石灰石漿液的石灰粉供料模式和漿液泵管線模式調節(jié)到自動,手動打開風機AB和加熱器,點擊順序啟動子組啟動;(5)打開煙氣流程的高壓密封風機和高壓密封空氣加熱器,將增壓風機AB均調節(jié)到自動模式,依次打開增壓風機A和B;(6)打開電除塵的電器控制界面,運行方式分為手動連續(xù),脈沖供電和自動連續(xù)。將陽極振打、陰極鎮(zhèn)打、瓷軸加熱和灰斗加熱均開啟,同樣的方法將其它各電場打開;(7)打開供氨系統(tǒng),將供氨閥調整到自動,依次打開液氨卸料壓縮機和1#開斷閥,將氨蒸發(fā)順序啟動子組啟動;將反應單元的SCR反應器A和B均調節(jié)到自動模式,打開參數一覽表可以看到出入口的NOx發(fā)生很大變化,打開吹掃蒸汽;(8)手動打開煙氣流程的引風機A和B,調節(jié)引風機開度;(9)依次將旋流站的石膏旋流管線,濾液水箱管線和廢水旋流站管線調節(jié)為自動;真空脫水方式選擇為自動。(10)查看結果曲線。
鋼廠電廠大氣污染控制工藝仿真系統(tǒng)是以唐山某燒結廠為基礎,對其大氣處理的脫硫單元,除塵單元等進行仿真模擬。
系統(tǒng)操作步驟如下(注意各步驟之間的開啟條件):(1)啟動增壓風機:開啟進出風閥密封風機和出口閥;開啟潤滑泵和冷卻風機,增壓風機開度設定為1%(<5%);開啟增壓風機,增壓風機開度設置為30%,進風閥開度設置為30%;(2)供水系統(tǒng)啟動:依次將加濕水,降溫水,供給泵模式為自動(手動啟動順序依次為補水閥電機啟動、降溫水總閥和分閥啟動,儲氣罐電機啟動);(3)開啟布袋除塵:風門開度設置為8%(5%~15%),灰倉鎮(zhèn)打方式和工作方式設置為自動,布袋除塵器投用;(4)開啟物料系統(tǒng):依次開啟攪拌軸、加濕機、斗提機、刮板機、鏈運機、給料機(鏈運機啟動完畢才能開啟給料機,注意設置給料機頻率),將給料閥打開;(5)開啟吸收塔加料系統(tǒng):將新料加料、攪拌軸,振打器和灰循環(huán)系統(tǒng)軍打到自動模式;(6)查看結果曲線。
說明:頁面中所有設備狀態(tài)均按照運行狀態(tài)國標標準,紅色表示設備運行;綠色表示設備停止;黃色代表設備啟動或停止過程中;紅色閃爍代表故障。
三、工藝特點
工藝仿真軟件是基于三維力控工業(yè)監(jiān)控軟件和后臺控制程序等多種軟件開發(fā)而成,軟件實現的功能包括:(1)通過形象的動畫效果展示了設備動作流程;(2)通過各個數據的變化展示設備的運行狀態(tài);(3)通過操作者的參數設置,設備操作等形成跟界面的人機交互,實現了對設備的仿真操作,并得到相應的結果;(4)最后將操作結果記錄到各個趨勢曲線中。
四、教學效果
通過學習,可以深入了解設備內部的結構,以便于在仿真平臺操作時進行設備的操作、故障查找與處理等。以現實運行的高效先進工藝為基礎來設計,用于輔助教學,利用本系統(tǒng)可以進行相關工藝、流程及設備運行的學習,按單元操作規(guī)程,練習多工序協(xié)同運行;掌握裝置的開、停車、操作運行、維護、事故處理能力,提升學習者的綜合操作技能和解決實際運行問題的能力,達到對學習者進行操作實訓和崗前培訓的目的。
基金項目:
本文為河北省高等教育教學改革研究與實踐項目,項目編號:2015GJJG318。