大氣污染控制工藝仿真培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的研究

馬東祝 張 玲 王瑞敏 武智佳 / 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

大氣污染控制工藝仿真培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的研究

馬東祝 張 玲 王瑞敏 武智佳 / 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

為了解決學(xué)生能將大氣污染控制知識進(jìn)行有效掌握，同時提高學(xué)生的動手能力和知識的靈活運(yùn)用能力，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫，進(jìn)行了大氣污染控制工藝中控DCS仿真資源的的建設(shè)，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(xué)相互呼應(yīng)，又能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的“技能+技術(shù)+職業(yè)”能力，提高學(xué)生的職業(yè)能力適應(yīng)性。

大氣污染控制；虛擬仿真；實(shí)踐教學(xué)

《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(xué)校受到財力物力的限制，大氣污染治理技術(shù)實(shí)踐環(huán)節(jié)非常薄弱，無法完成行之有效的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的動手能力和職業(yè)能力很差。結(jié)合環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫，進(jìn)行了大氣污染控制工藝中控DCS仿真資源的建設(shè)，來實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的“技能+技術(shù)+職業(yè)”能力，提高學(xué)生的職業(yè)能力適應(yīng)性。

一、建設(shè)思路

大氣污染控制工藝仿真是環(huán)境工程技術(shù)專業(yè)的重要實(shí)訓(xùn)之一，也是學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)訓(xùn)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(shè)能滿足大氣污染治理全系統(tǒng)操作運(yùn)行和問題處理的虛擬實(shí)訓(xùn)資源，將大氣污染治理理論與實(shí)際進(jìn)行結(jié)合。建設(shè)的“大氣污染控制工藝仿真”虛擬資源以“技能+技術(shù)+職業(yè)”的學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，以大氣污染治理的運(yùn)營為目標(biāo)，建設(shè)成可進(jìn)行大氣污染治理工藝運(yùn)營、教學(xué)考核評價等為一體的“大氣污染控制工藝仿真”實(shí)訓(xùn)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(xué)的教學(xué)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(guān)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(chǔ)，對其大氣處理的脫硝單元、除塵單元，脫硫單元等進(jìn)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(diào)整為自動，脫硫吸收塔攪拌器均調(diào)節(jié)為自動，將脫硫塔循環(huán)泵AB均調(diào)節(jié)為自動，供漿閥自動，氧化風(fēng)機(jī)管線控制自動，工藝水和石灰漿液排出泵均調(diào)節(jié)為自動；（3）石灰石制粉將立磨進(jìn)料側(cè)，立磨本體和立磨出料側(cè)分別調(diào)節(jié)到自動，依次打開立磨機(jī)出料側(cè)順控子組，立磨機(jī)順控子組和立磨機(jī)進(jìn)料側(cè)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(diào)節(jié)到自動，手動打開風(fēng)機(jī)AB和加熱器，點(diǎn)擊順序啟動子組啟動；（5）打開煙氣流程的高壓密封風(fēng)機(jī)和高壓密封空氣加熱器，將增壓風(fēng)機(jī)AB均調(diào)節(jié)到自動模式，依次打開增壓風(fēng)機(jī)A和B；（6）打開電除塵的電器控制界面，運(yùn)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(diào)整到自動，依次打開液氨卸料壓縮機(jī)和1#開斷閥，將氨蒸發(fā)順序啟動子組啟動；將反應(yīng)單元的SCR反應(yīng)器A和B均調(diào)節(jié)到自動模式，打開參數(shù)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(fēng)機(jī)A和B，調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)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(diào)節(jié)為自動；真空脫水方式選擇為自動。（10）查看結(jié)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(jié)廠為基礎(chǔ)，對其大氣處理的脫硫單元，除塵單元等進(jìn)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(fēng)機(jī)：開啟進(jìn)出風(fēng)閥密封風(fēng)機(jī)和出口閥；開啟潤滑泵和冷卻風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)開度設(shè)定為1%（<5%）；開啟增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)開度設(shè)置為30%，進(jìn)風(fēng)閥開度設(shè)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(bǔ)水閥電機(jī)啟動、降溫水總閥和分閥啟動，儲氣罐電機(jī)啟動）；（3）開啟布袋除塵：風(fēng)門開度設(shè)置為8%（5%~15%），灰倉鎮(zhèn)打方式和工作方式設(shè)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(jī)、斗提機(jī)、刮板機(jī)、鏈運(yùn)機(jī)、給料機(jī)（鏈運(yùn)機(jī)啟動完畢才能開啟給料機(jī)，注意設(shè)置給料機(jī)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(jié)果曲線。

說明：頁面中所有設(shè)備狀態(tài)均按照運(yùn)行狀態(tài)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，紅色表示設(shè)備運(yùn)行；綠色表示設(shè)備停止；黃色代表設(shè)備啟動或停止過程中；紅色閃爍代表故障。

三、工藝特點(diǎn)

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(shí)現(xiàn)的功能包括：（1）通過形象的動畫效果展示了設(shè)備動作流程；（2）通過各個數(shù)據(jù)的變化展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；（3）通過操作者的參數(shù)設(shè)置，設(shè)備操作等形成跟界面的人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的仿真操作，并得到相應(yīng)的結(jié)果；（4）最后將操作結(jié)果記錄到各個趨勢曲線中。

四、教學(xué)效果

通過學(xué)習(xí)，可以深入了解設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，以便于在仿真平臺操作時進(jìn)行設(shè)備的操作、故障查找與處理等。以現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的高效先進(jìn)工藝為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)，用于輔助教學(xué)，利用本系統(tǒng)可以進(jìn)行相關(guān)工藝、流程及設(shè)備運(yùn)行的學(xué)習(xí)，按單元操作規(guī)程，練習(xí)多工序協(xié)同運(yùn)行；掌握裝置的開、停車、操作運(yùn)行、維護(hù)、事故處理能力，提升學(xué)習(xí)者的綜合操作技能和解決實(shí)際運(yùn)行問題的能力，達(dá)到對學(xué)習(xí)者進(jìn)行操作實(shí)訓(xùn)和崗前培訓(xùn)的目的。

本文為河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：2015GJJG318。