自动化控制技术在节能环保应用探究

摘要：有效运用自动控制领域相关技术，可以降低作业能耗，有助于节能环保事业的建设发展。基于此，本文从在节能环保领域中应用自动化控制技术的重要性展开论述，以自动化控制技术在供暖系统节能环保建设中的应用为例，采用案例分析的方式，对节能环保领域内，自动化控制技术的应用进行了深入分析，希望能够为自动化控制技术的应用和发展提供助力。

关键词：自动化控制；节能环保；应用趋势

传统节能环保技术依赖人的自觉性，着眼于事后治理，包括跑冒滴漏的整治、富余能量的二次利用。而自动化技术可以在没有人工干预的情况下，实现精密的自动运行，从源头上统筹能源的配备和使用，提高能源整体的利用效率，这使得自动控制技术在节能环保方面一直具有显著的使用优势，因此，应积极探索该技术的实践应用，以充分发挥该技术的效能，推动节能环保领域的建设发展。

1在节能环保领域中应用自动化控制技术的重要性

在节能环保领域，自动化控制技术依托于配套的系统、控制器运行，可以让设备在没有人工干预的情况下，实现精密的自动运行，并根据实际需求调整设备功率，减少污染和能耗，而且该技术支持节能环保措施的事前干预，并可以通过自动分析场景需要，动态的更具有针对性的调整能源配备和和使用，最大效率的提高能源利用，而不是在末端考虑能源回收，因此，就目前来看，自动化控制技术是一项重要的节能环保技术。在此背景下，燃煤锅炉供暖系统作为维持群众正常生活的基础设施，其在运行中存在的高能耗、高污染问题，一直以来都是节能环保领域攻克的难点，人们通过运用自动控制技术，对系统进行改造升级，并提取煤矿生产过程中形成的废热，作为供暖热能能源，不仅可以提高供热效率，还能够减少污染，有助于节能环保事业建设工作的推进，由此可见，在节能环保领域，自动化控制技术的应用具有极为重要的意义。

2自动化控制技术在节能环保领域的应用研究

2.1应用案例概况

当冬季来临时，为了保证正常的生活和生产，人们需要依靠供暖系统来调节室内环境、用水温度，但该地区所采用的供暖系统为传统的燃煤锅炉系统，该系统在运行期间，不仅有较大的能耗需求，而且会产生大量的大气污染物，对当地的生态环境造成了严重的污染。在此背景下，考虑到自动控制技术在节能环保方面的诸多优势，人们使用了该技术对现有的传统燃煤锅炉系统进行了升级改造，构建出了一种更为节能、环保的供暖方式，即新能源供暖方式，由此实现了该技术在节能环保领域内的应用。在此过程中，人们开创性地将自动控制技术与碳晶供暖技术、余热提取利用技术等高新技术进行了融合应用，构建出了适配于西部高寒地区的清洁供暖模式，通过利用余热，代替煤炭燃烧进行供暖，达到了节能减排的效果。在此案例中，运用自动控制技术将燃煤锅炉供暖系统，改造成为新能源供暖系统之后，除了可以大幅度地降低污染和能耗，而且平均每年还可以节约资金成本500.42万元，由此可见，自动控制技术具有极大的应用价值。

2.2碳晶供暖+自动控制技术的应用

2.2.1技术整体思路。传统技术中，所应用的发热材料，主要以水、铸铁暖气片为主，此类发热材料的热损耗较高，使得供暖需要更多的能耗。在自动控制技术的应用中，人们将碳素晶体发热板作为发热材料，通过电力让碳晶产生布朗运动，由此发热供暖，同时提取煤矿生产矿井与空气压缩机的余热进行供暖，并借助自动控制技术，使碳晶供暖、余热利用供暖实现自动化运行，保证上述复杂性较强的供暖体系具有足够的可行性。在此过程中，基于碳晶的供暖运行，能够达到99.8%的电能转换，且能够在5~10min之内实现迅速发热，带动屋内温度的高效提升。在此过程中，人们使用了RS485平台控制架构，作为自动控制技术架构，这种架构支持操作者通过操作电脑软件，来实现远程的室内温度设定，并根据自身的需求，远程控制晶体发热的启停，而且该架构下的自动控制系统，可以对供热运行时间、能耗进行持续、实时的监测、统计，以及自动控制，由此在保证正常取暖的前提下，控制能耗。基于余热利用的供暖运行，主要依托于自动控制技术下的换热系统的运行，人们借助自动控制系统，可以对换热设施的运行进行自动控制，让矿井水、矿井风、空气压缩机的余热，能够被自动地应用到室内供热、洗浴供热上，节约了能耗，由此确立了无需烧煤的供暖模式，实现了自动控制技术在节能环保领域中的应用。2.2.2矿井水余热提取供暖自动控制技术的应用。在传统技术下，矿井水的余热大部分会被直接释放到环境中，导致了此部分热能的浪费。本案例中，煤矿矿井的排水量为208m3/h，水温在15~17℃。在此情况下，借助自动控制技术以及余热提取技术，可以从矿井水中提取余热2426kW/h，将其应用到供暖系统中，可以减少系统对电力的需求，由此降低供暖系统的能耗，达到节能环保的效果。在自动控制技术的应用中，人们采用了PLC自动控制系统，对热泵机及其配套设施进行了自动控制，同时将热泵机与供热管道设置成为了一个闭环的结构，由此不断地向供暖管道输送热量。在自动控制运行中，矿井水会被污水泵输送到换热器处完成换热，且此部分余热会被用于加热清水，然后被加热的清水则会通过热泵机组，输送到供暖管道中，待散热后，再由热泵机组送回换热器处进行加热，以循环利用，省去一部分的加热能耗，实现节能环保。此外，在自动控制技术的应用中，所使用的污水泵，带有反冲洗装置，能够避免矿井水中的污物、杂质，进入换热器，减少了换热器的故障几率，以及维护能耗成本，深入优化了余热供暖系统的节能环保效果。2.2.3风井乏风余热换热供暖和井筒防冻保温自动控制技术的应用。在传统技术下，由于换热、防冻操作对人工操作的依赖比较大，因此，经常会受到人的因素的影响，导致换热、防冻效果难以达到预期，形成热能浪费的问题，而且也容易出现井筒受冻情况，增加后期的维护检修成本，影响了节能环保措施的实施效果。本案例中，煤矿矿井的进风量为6300m3/min，排风量为6400m3/min，排风温度为17~20℃。在此情况下，人们能够从风中提取余热4802kW/h，然后将其应用到供暖中，减少供暖能耗，实现节能环保。在此过程中，人们应用了自动控制技术，进行了风井乏风余热换热供暖，以及井筒防冻保温，由此让余热的提取和高效利用具备了更高的可行性，增强了自动控制技术在节能环保领域的应用效果。在换热供暖、防冻保温运行中，所用的自动控制技术为模糊控制技术，人们运用模糊控制技术，通过对9个换热模块进行自动控制，并以每3个模块，为一套加热组。当乏风进入换热器后，换热模块就会在自动控制系统的管控下，对乏风进行三次换热，高效提取其中的热能，再将失去热能的风排放到大气中，这在一定程度上，减少了废热为环境带来的影响。在此过程中，人们在井口，设置了热源为矿井水的暖风机，与换热供暖系统相互配合，在模糊控制技术的应用下，先借助乏风余热，对井筒进行防冻处理，并当温度过低，乏风温度不足以起到防冻作用时，再开启暖风机，由此满足井筒防冻需求，消除冬季条件下，井筒的供暖能耗，达到节能的效果，实现节能环保领域内，自动控制技术的应用。2.2.4空气压缩机节能改造及余热利用洗浴。自动控制技术的应用在矿井生产中，空气压缩机通常被用于增加空气的势能，但其中会有85%的电能，未能作用在空气势能的增加上，而是转化为了热能。如果使用自动控制技术，对空气压缩机进行节能改造，可以从中提取用于供暖的热能，折合为压缩机功率，大概为压缩机功率的60%。为此，在节能环保领域内，本文的案例，借助全自动控制技术，对空气压缩机进行了节能改造，由此降低了其的能耗，同时，借此提取空气压缩机运行中产生的热能用于供暖，实现节能环保。在本文的自动控制技术应用案例中，人们使用了一台560kW的离心式空气压缩机，代替传统的高能耗压缩机，让压缩机的功率消耗减少了4.76kW/(m3·min)，此类压缩机支持借助自动控制技术，根据风量需求，调节功率、压缩机搭配，消除了传统模式下的功率浪费问题，降低了空气压缩机的能耗。但在此背景下，压缩机运行期间依然存在部分电能转化成热能的情况。为此，人们运用全自动控制技术，将此部分热能提取出来，用于洗浴供暖，以节约能耗。在此过程中，本文案例将压缩机的余热划分为两个部分，即机油余热、空气余热，并借助自动控制技术，将洗浴用水泵送到换热器处，通过换热运用机油余热对其进行加热，再将加热后的洗浴水继续泵送到专门的集水池中，与压缩空气进行换热，完成二次加热，此时洗浴水的温度基本就可以满足洗浴需求。为有效实现此项自动控制技术，工作者在各个管道处，均设置了电动阀、传感器，并构建出了配套的系统，用于根据空气温度、油温、洗浴水温度，控制电动阀的运行，由此实现全自动的余热提取和利用，节约能耗、保护环境。

3未来自动化技术的趋势

根据上述论述可以看出，应用自动化技术，能够通过利用余热、提高供热效率，构建出更加清洁的供暖模式，实现在取消高污染、高能耗的锅炉，达到取暖不用煤的节能环保效果。而该成果可以精准地迎合当前国家提出的可持续发展战略，并降低了供暖的资金成本，由此可见，自动控制技术的应用，会让节能环保方案的实施打破人工控制的制约，由此，消除国家、行业传统环保技术下，存在的受人的因、事后治理等方面的弊端，同时借助自动控制技术，人们还可以从事前入手，最大效率的提高能源利用，而不是在末端考虑能源回收，提高节能环保效果，因此，自动控制技术将会在节能环保领域内具有良好的发展趋势。从本案例来看，在环保领域内，自动控制技术适用于不环保、高能耗的传统燃煤锅炉供暖系统改造，而目前，此类供暖系统在全国各地均大量应用，因此，该技术存在全国推广应用的趋势。在此背景下，人们借助该技术，能够实现余热的利用，符合国家的可持续发展政策，所以，使用方有资格获取政策性补贴，这使得自动控制技术对于企业来说，也存在极大的推广应用价值，让该技术具备了更优的发展趋势。总体来看，虽然自动控制技术在节能环保领域内存在全国推广、普及的趋势，但由于该技术在此方面的应用实践经验有限，而且前期需要一定建设成本，因此，很大一部分企业出于技术、资金等方面的考虑，对该技术的应用积极性并不高。基于此，为保持自动控制技术的良好发展趋势状态，应适当采取一些激励措施，让自动控制技术在环保节能领域中的效能得到充分发挥，使企业更愿意应用该技术，推动自身的升级转型。为此，可以考虑适当针对节能环保领域的自动控制技术，增加一些政策性的补贴、优惠，并提供技术咨询服务，为自动控制技术的应用提供良好条件。此外，在技术的应用上，配套人才作为最重要的技术应用支持条件之一，应当注重技术人才的培养，并积极引导各大高等院校，开设相应的专业，以持续地向社会输入自动控制技术人才，同时也要专门设置节能环保领域内的自动控制课程，打造出适用节能环保领域的技术人才团队，让技术应用更加可行，确立深度推广的技术应用趋势，持续推进节能环保事业的建设发展。

4结论

综上所述，增强电气自动化控制技术的应用效果，可以获得更大的经济效益和社会效益。在节能环保领域内，借助电气自动化控制技术，来降低能耗、污染，能够将节能环保工作的切入点提前到事前，而且也可以规避传统技术下，人的因素造成的各类节能环保措施落实效果达不到预期的问题，从而推动节能环保工作的不断深入。

参考文献：

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[2]曹月真，薛鹤娟，王素芹.自动化技术在塑料产品领域的应用分析[J].塑料科技，2021,49(09):116-119.

作者:林立 金鹏 马聪 王斌 单位:山推工程机械股份有限公司