一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，包括：沼氣生產(chǎn)裝置，所述沼氣生產(chǎn)裝置用于生產(chǎn)沼氣；熱交換裝置,所述熱交換裝置設置在所述沼氣生產(chǎn)裝置內；加熱裝置，所述加熱裝置與所述熱交換裝置相連；PLC監(jiān)控裝置，所述PLC監(jiān)控裝置分別與所述沼氣生產(chǎn)裝置和加熱裝置相連。本實用新型通過設置PLC監(jiān)控裝置，可以實現(xiàn)沼氣生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)、各項指標的監(jiān)控，各個影響安全的環(huán)節(jié)，都可以第一時間通過安全生產(chǎn)的PLC監(jiān)測系統(tǒng)反饋給操作人員，最大限度的保證了沼氣生產(chǎn)的安全。
【專利說明】
一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，具體涉及沼氣站生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)、補熱能源控制系統(tǒng)以及安全生產(chǎn)控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]沼氣是一種新型的可再生能源，在我國廣大農(nóng)村和工業(yè)領域都有廣泛應用。以往沼氣生產(chǎn)的熱源存在高污染、高能耗，隨著社會的發(fā)展和人類對環(huán)境保護意識的增強，以及國家對社會生產(chǎn)節(jié)能減排的要求，沼氣生產(chǎn)所必須的熱源已經(jīng)從傳統(tǒng)熱源轉向了地熱資源和清潔能源，地源熱栗恒溫補熱系統(tǒng)、太陽能加熱系統(tǒng)已經(jīng)在沼氣生產(chǎn)能源替代上取得了很好的效果。如何對沼氣這種新型的可再生能源的生產(chǎn)進行有效控制是目前亟需解決的重要問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)。
[0004]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，包括:
[0005]沼氣生產(chǎn)裝置，所述沼氣生產(chǎn)裝置用于生產(chǎn)沼氣；
[0006]熱交換裝置，所述熱交換裝置設置在所述沼氣生產(chǎn)裝置內；
[0007]加熱裝置，所述加熱裝置與所述熱交換裝置相連；
[0008]PLC監(jiān)控裝置，所述PLC監(jiān)控裝置分別與所述沼氣生產(chǎn)裝置和加熱裝置相連。
[0009]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過設置PLC監(jiān)控裝置，可以實現(xiàn)沼氣生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)、各項指標的監(jiān)控，各個影響安全的環(huán)節(jié)，都可以第一時間通過安全生產(chǎn)的PLC監(jiān)測系統(tǒng)反饋給操作人員，最大限度的保證了沼氣生產(chǎn)的安全。
[0010]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。
[0011 ]進一步，所述加熱裝置包括地源熱栗恒溫裝置，所述熱交換裝置包括第一熱交換管，所述地源熱栗恒溫裝置與所述第一熱交換管相連。
[0012]進一步，所述加熱裝置還包括太陽能輔熱裝置，所述熱交換裝置還包括第二熱交換管，所述太陽能輔熱裝置與所述第二熱交換管相連。
[0013]進一步，所述沼氣生產(chǎn)裝置包括:
[0014]攪拌池，所述攪拌池內設置有攪拌機和進料栗；
[0015]發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐通過第一輸料管與所述進料栗相連，所述第一熱交換管和第二熱交換管均安裝在所述發(fā)酵罐內；
[0016]沼液池，所述沼液池通過第二輸料管與所述發(fā)酵罐相連；
[0017]壓縮裝置，所述壓縮裝置通過第一輸氣管與所述發(fā)酵罐的上端相連；
[0018]儲氣罐，所述儲氣罐通過第二輸氣管與所述壓縮裝置相連。
[0019]進一步，所述發(fā)酵罐內安裝有發(fā)酵罐循環(huán)栗。
[0020]進一步，所述PLC監(jiān)控裝置包括:
[0021]多個溫度傳感器，所述攪拌池內設有至少一個溫度傳感器，所述發(fā)酵罐的上部和下部均設置有至少一個溫度傳感器，所述第二輸氣管的內壁上設有至少一個溫度傳感器；
[0022]壓力傳感器，所述壓力傳感器設置在所述壓縮裝置與所述儲氣罐之間的輸氣管的內壁上；
[0023]沼氣分析儀，所述沼氣分析儀通過采樣管道與所述第一輸氣管相連通；
[0024]甲烷檢測儀，所述甲烷檢測儀安裝在所述壓縮裝置的四周；
[0025]pH值檢測裝置，所述pH值檢測裝置設置在所述攪拌池內；
[0026]電磁流量計，所述電磁流量計設置在所述第二輸氣管的內壁上；
[0027]控制裝置，所述控制裝置與所述發(fā)酵罐循環(huán)栗、壓縮裝置、所述溫度傳感器、壓力傳感器、沼氣分析儀、PH值檢測裝置、電磁流量計和甲烷分析儀相連。
[0028]進一步，所述地源熱栗恒溫裝置包括:
[0029]土壤源埋管換熱器，所述土壤源埋管換熱器埋設在土壤中；
[0030]地源熱栗機組，所述地源熱栗機組通過第一管道與所述土壤源埋管換熱器相連；所述地源熱栗機組通過第二管道與所述第一熱交換管相連，所述地源熱栗機組與所述控制裝置相連；
[0031]地源側循環(huán)栗，所述地源側循環(huán)栗設置在所述第一管道上，所述地源側循環(huán)栗與所述控制裝置相連；
[0032]系統(tǒng)側循環(huán)栗，所述系統(tǒng)側循環(huán)栗設置在所述第二管道上，所述系統(tǒng)側循環(huán)栗與所述控制裝置相連。
[0033]進一步，所述太陽能輔熱裝置包括:
[0034]太陽能集熱器，所述太陽能集熱器通過第三管道與所述第二熱交換管的一端相連；
[0035]太陽能熱水箱，所述太陽能熱水箱與所述太陽能集熱器相連;所述太陽能熱水箱通過第四管道與所述第二熱交換管的另一端相連；
[0036]太陽能熱水循環(huán)栗，所述第三管道和第四管道上均設有太陽能熱水循環(huán)栗，所述太陽能熱水循環(huán)栗與所述控制裝置相連。
[0037]進一步，所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上均設有至少一個溫度傳感器。
[0038]進一步，所述太陽能輔熱裝置還包括第五管道，所述第五管道的兩端分別與第三管道和所述第四管道相連通，所述第五管道上設有電動兩通閥門，所述電動兩通閥門與所述控制裝置相連。。
【附圖說明】
[0039]圖1為本實施例的沼氣站智能監(jiān)控系統(tǒng)的連接結構示意圖；
[0040]圖2為本實施例的加熱裝置的連接結構示意圖。
[0041 ]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0042]1、沼氣生產(chǎn)裝置；11、第一熱交換管；12、第二熱交換管；13、攪拌池；131、攪拌機；132、進料栗；14、發(fā)酵罐;141、發(fā)酵罐循環(huán)栗；15、沼液池；16、壓縮裝置;17、儲氣罐;18、固液分離裝置；19、系統(tǒng)側循環(huán)栗;2、加熱裝置;21、地源熱栗恒溫裝置;211、土壤源埋管換熱器；212、地源熱栗機組;213、地源側循環(huán)栗;22、太陽能輔熱裝置;221、太陽能集熱器;222、太陽能熱水箱;223、太陽能熱水循環(huán)栗;3、PLC監(jiān)控裝置;31、溫度傳感器;32、壓力傳感器;33、pH值檢測裝置;34、電磁流量計；35、沼氣分析儀;351、采樣管道;36、甲烷檢測儀;37、控制裝置;4、第一輸料管;5、第二輸料管;6、第一輸氣管;7、第二輸氣管;8、電動兩通閥門。
【具體實施方式】
[0043]以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0044]如圖1所示，本實施例的一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，包括:
[0045]沼氣生產(chǎn)裝置I，所述沼氣生產(chǎn)裝置I用于生產(chǎn)沼氣；
[0046]熱交換裝置，所述熱交換裝置設置在所述沼氣生產(chǎn)裝置I內；
[0047]加熱裝置2，所述加熱裝置2與所述熱交換裝置相連；
[0048]PLC監(jiān)控裝置3，所述PLC監(jiān)控裝置3分別與所述沼氣生產(chǎn)裝置I和加熱裝置2相連。
[0049]本實施例通過設置PLC監(jiān)控裝置，可以實現(xiàn)沼氣生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)、各項指標的監(jiān)控，各個影響安全的環(huán)節(jié)，都可以第一時間通過安全生產(chǎn)的PLC監(jiān)測系統(tǒng)反饋給操作人員，最大限度的保證了沼氣生產(chǎn)的安全。
[0050]如圖2所示，本實施例的加熱裝置2包括地源熱栗恒溫裝置21，所述熱交換裝置包括第一熱交換管11，所述地源熱栗恒溫裝置21與所述第一熱交換管11相連。
[0051]圖2中，加熱裝置2還包括太陽能輔熱裝置22，所述熱交換裝置還包括第二熱交換管12，所述太陽能輔熱裝置22與所述第二熱交換管12相連。
[0052]本實施例通過設置地源熱栗恒溫裝置，可有效利用土壤的熱源，且通過設置太陽能輔熱裝置，可當土壤熱源不足的情況下，利用太陽能為沼氣生產(chǎn)裝置提供熱量。
[0053]如圖1所示，本實施例的沼氣生產(chǎn)裝置I包括:
[0054]攪拌池13，所述攪拌池13內設置有攪拌機131和進料栗132;
[0055]發(fā)酵罐14，所述發(fā)酵罐14通過第一輸料管4與所述進料栗132相連，所述第一熱交換管11和第二熱交換管12均安裝在所述發(fā)酵罐14內；所述發(fā)酵罐14內安裝有發(fā)酵罐循環(huán)栗141；
[0056]沼液池15，所述沼液池15通過第二輸料管5與所述發(fā)酵罐14相連，沼液池15還與固液分離裝置18相連；
[0057]壓縮裝置16，所述壓縮裝置16通過第一輸氣管6與所述發(fā)酵罐14的上端相連；
[0058]儲氣罐17，所述儲氣罐17通過第二輸氣管6與所述壓縮裝置16相連。
[0059]如圖1所示，本實施例的PLC監(jiān)控裝置3包括:
[0060]多個溫度傳感器31，所述攪拌池13內設有至少一個溫度傳感器31，所述發(fā)酵罐14的上部和下部均設置有至少一個溫度傳感器31，所述第二輸氣管6的內壁上設有至少一個溫度傳感器31;
[0061 ]壓力傳感器32，所述壓力傳感器32設置在所述第二輸氣管6的內壁上；
[0062]沼氣分析儀35，所述沼氣分析儀35通過采樣管道351與所述第一輸氣管6相連通；
[0063]甲烷檢測儀36，所述甲烷檢測儀36安裝在所述壓縮裝置16的四周；
[0064]pH值檢測裝置33，所述pH值檢測裝置33設置在所述攪拌池13內；
[0065]電磁流量計34，所述電磁流量計34設置在所述第二輸氣管7的內壁上；
[0066]控制裝置37，所述控制裝置37與所述發(fā)酵罐循環(huán)栗141、壓縮裝置16、所述溫度傳感器31、壓力傳感器32、沼氣分析儀35、pH值檢測裝置33、電磁流量計34和甲烷分析儀36相連。
[0067]如圖2所示，本實施例的地源熱栗恒溫裝置21包括:
[0068]土壤源埋管換熱器211，所述土壤源埋管換熱器211埋設在土壤中；
[0069]地源熱栗機組212，所述地源熱栗機組212通過第一管道與所述土壤源埋管換熱器211相連;所述地源熱栗機組212通過第二管道與所述第一熱交換管11相連，所述地源熱栗機組212與所述控制裝置37相連；
[0070]地源側循環(huán)栗213，所述地源側循環(huán)栗123設置在所述第一管道上，所述地源側循環(huán)栗213與所述控制裝置37相連；
[0071]系統(tǒng)側循環(huán)栗19，所述系統(tǒng)側循環(huán)栗19設置在所述第二管道上，所述系統(tǒng)側循環(huán)栗19與所述控制裝置37相連。
[0072]如圖1所示，本實施例的太陽能輔熱裝置22包括:
[0073]太陽能集熱器221，所述太陽能集熱器221通過第三管道與所述第二熱交換管12的一端相連；
[0074]太陽能熱水箱222，所述太陽能熱水箱222與所述太陽能集熱器221相連;所述太陽能熱水箱222通過第四管道與所述第二熱交換管12的另一端相連；
[0075]太陽能熱水循環(huán)栗223，所述第三管道和第四管道上均設有太陽能熱水循環(huán)栗223。所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上均設有至少一個溫度傳感器31，所述太陽能熱水循環(huán)栗223與所述控制裝置37相連。
[0076]所述太陽能輔熱裝置22還包括第五管道，所述第五管道的兩端分別與第三管道和所述第四管道相連通，所述第五管道上設有電動兩通閥門8，所述電動兩通閥門8與所述控制裝置37相連。
[0077]本實施例的沼氣生產(chǎn)裝置生產(chǎn)沼氣的過程為:先將糞料通過進料栗輸送到攪拌池中，通過攪拌機將糞料攪拌均勻，然后將攪拌池中的糞料輸送至發(fā)酵罐中，通過加熱裝置為發(fā)酵罐提供糞料發(fā)酵所需要的溫度，并通過發(fā)酵罐內的溫度傳感器將發(fā)酵罐內的溫度傳送至控制裝置，通過控制裝置對加熱裝置進行調控，進而保證發(fā)酵罐內的溫度適宜。然后發(fā)酵罐內的糞料經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼氣經(jīng)過第一輸氣管輸送至壓縮裝置，壓縮裝置將沼氣壓縮后通過第二輸氣管輸送至儲氣罐，第二輸氣管上設置有溫度傳感器、壓力傳感器和電磁流量計，來實現(xiàn)壓縮沼氣的溫度、壓力和流量的監(jiān)控。發(fā)酵后產(chǎn)生廢料排放到沼液池中，經(jīng)過固液分離裝置進行回收利用。
[0078]本實施例的監(jiān)控系統(tǒng)具有以下效果:
[0079](I)實現(xiàn)了智能操作、智能監(jiān)控、遠程操作
[0080]通過中控室電腦的屏幕就可以直觀的顯示出各個子系統(tǒng)的運行情況，實現(xiàn)對pH值、CH4濃度、壓力、溫度、沼氣各項成分的濃度、流量、各個子系統(tǒng)耗電量等數(shù)據(jù)的實時在線監(jiān)測;實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程中各個系統(tǒng)設備的在線監(jiān)測、故障報警、遠程啟停、自動運行等狀態(tài)的監(jiān)視和控制;實現(xiàn)了對各項運行指標、各項運行數(shù)據(jù)、各項設備的運行情況等參數(shù)的在線生成數(shù)據(jù)報表，基于以上各項數(shù)據(jù)和指標遠程發(fā)送到相關主管部門等，使東華山沼氣站具備了標準化、智能化、遠程化，管理更高效更便捷。
[0081 ] (2)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄精確化
[0082]以前記錄數(shù)據(jù)都是由值班人員目視觀測儀表，手工記錄數(shù)據(jù)，存在誤差較大、數(shù)據(jù)記錄周期長、不準確。特別是沼氣壓力和濃度檢測，存在安全隱患。本系統(tǒng)可實現(xiàn)每分鐘記錄一次，隨時調取，并生成數(shù)據(jù)曲線和報表。節(jié)省了大量的統(tǒng)計工作。
[0083](3)節(jié)省了人力、物力、財力的投入，減少了環(huán)境污染
[0084]補熱能源控制系統(tǒng)中運用的地源熱栗恒溫系統(tǒng)，取代了煤鍋爐，減少了燃煤鍋爐所用煤對場地的占用、減少了燃煤對環(huán)境的污染、減少了勞動力的投入。
[0085]積極的響應了國務院在“十二五”提出了節(jié)能減排的號召，避免了對環(huán)境的二次污染。基于地源熱栗恒溫系統(tǒng)一項，每年可以減少的人工成本約20000元左右。沼氣站智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)，減少了操作人員對現(xiàn)場的巡查，由原來的一小時巡查一次，減少到八小時巡查一次，操作人員的巡查次數(shù)的減少，直觀了減少了勞動力的使用成本，節(jié)約了人力資源，提尚了效率。
[0086](4)提高了沼氣生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的安全性、可靠性。
[0087]安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對沼氣生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)、各項安全指標的監(jiān)控，各個影響安全的環(huán)節(jié)，都可以第一時間通過安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)的報警功能反饋給操作人員，真正做到了“第一時間發(fā)現(xiàn)”、“第一時間響應”、“第一時間處理”，三個第一的實現(xiàn)，最大限度的保證了沼氣生產(chǎn)的安全。
[0088]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:: 沼氣生產(chǎn)裝置(I)，所述沼氣生產(chǎn)裝置(I)用于生產(chǎn)沼氣； 熱交換裝置，所述熱交換裝置設置在所述沼氣生產(chǎn)裝置(I)內； 加熱裝置(2)，所述加熱裝置(2)與所述熱交換裝置相連； PLC監(jiān)控裝置(3)，所述PLC監(jiān)控裝置(3)分別與所述沼氣生產(chǎn)裝置(I)和加熱裝置(2)相連。2.根據(jù)權利要求1所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置(2)包括地源熱栗恒溫裝置(21)，所述熱交換裝置包括第一熱交換管(11)，所述地源熱栗恒溫裝置(21)與所述第一熱交換管(11)相連。3.根據(jù)權利要求2所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置(2)還包括太陽能輔熱裝置(22)，所述熱交換裝置還包括第二熱交換管(12)，所述太陽能輔熱裝置(22)與所述第二熱交換管(12)相連。4.根據(jù)權利要求3所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述沼氣生產(chǎn)裝置(I)包括: 攪拌池(13)，所述攪拌池(13)內設置有攪拌機(131)和進料栗(132); 發(fā)酵罐(14)，所述發(fā)酵罐(14)通過第一輸料管(4)與所述進料栗(132)相連，所述第一熱交換管(11)和第二熱交換管(12)均安裝在所述發(fā)酵罐(14)內； 沼液池(15)，所述沼液池(15)通過第二輸料管(5)與所述發(fā)酵罐(14)相連； 壓縮裝置(16)，所述壓縮裝置(16)通過第一輸氣管(6)與所述發(fā)酵罐(14)的上端相連； 儲氣罐(17)，所述儲氣罐(17)通過第二輸氣管(7)與所述壓縮裝置(16)相連。5.根據(jù)權利要求4所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)酵罐(14)內安裝有發(fā)酵罐循環(huán)栗(141)。6.根據(jù)權利要求5所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC監(jiān)控裝置(3)包括: 多個溫度傳感器(31)，所述攪拌池(13)內設有至少一個溫度傳感器(31)，所述發(fā)酵罐(14)的上部和下部均設置有至少一個溫度傳感器(31)，所述第二輸氣管(7)的內壁上設有至少一個溫度傳感器(31); 壓力傳感器(32)，所述壓力傳感器(32)設置在所述第一輸氣管(6)的內壁上； 沼氣分析儀(35)，所述沼氣分析儀(35)通過采樣管道(351)與所述第一輸氣管(6)相連通； 甲烷檢測儀(36)，所述甲烷檢測儀(36)安裝在所述壓縮裝置(16)的四周； PH值檢測裝置(33)，所述pH值檢測裝置(33)設置在所述攪拌池(13)內； 電磁流量計(34)，所述電磁流量計(34)設置在所述第二輸氣管(7)的內壁上； 控制裝置(37)，所述控制裝置(37)與所述發(fā)酵罐循環(huán)栗(141)、壓縮裝置(16)、溫度傳感器(31)、壓力傳感器(32)、沼氣分析儀(35)、pH值檢測裝置(33)、電磁流量計(34)和甲烷分析儀(36)相連。7.根據(jù)權利要求6所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述地源熱栗恒溫裝置(21)包括: 土壤源埋管換熱器(211)，所述土壤源埋管換熱器(211)埋設在土壤中； 地源熱栗機組(212)，所述地源熱栗機組(212)通過第一管道與所述土壤源埋管換熱器(211)相連;所述地源熱栗機組(212)通過第二管道與所述第一熱交換管(11)相連，所述地源熱栗機組(212)與所述控制裝置(37)相連； 地源側循環(huán)栗(213)，所述地源側循環(huán)栗(213)設置在所述第一管道上，所述地源側循環(huán)栗(213)與所述控制裝置(37)相連； 系統(tǒng)側循環(huán)栗(19)，所述系統(tǒng)側循環(huán)栗(19)設置在所述第二管道上，所述系統(tǒng)側循環(huán)栗(19)與所述控制裝置(37)相連。8.根據(jù)權利要求7所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能輔熱裝置(22)包括: 太陽能集熱器(221)，所述太陽能集熱器(221)通過第三管道與所述第二熱交換管(12)的一端相連； 太陽能熱水箱(222)，所述太陽能熱水箱(222)與所述太陽能集熱器(221)相連;所述太陽能熱水箱(222)通過第四管道與所述第二熱交換管(12)的另一端相連； 太陽能熱水循環(huán)栗(223)，所述第三管道和第四管道上均設有太陽能熱水循環(huán)栗(223)，所述太陽能熱水循環(huán)栗(223)與所述控制裝置(37)相連。9.根據(jù)權利要求8所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上均設有至少一個溫度傳感器(31)。10.根據(jù)權利要求9所述一種沼氣站能源安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能輔熱裝置(22)還包括第五管道，所述第五管道的兩端分別與第三管道和所述第四管道相連通，所述第五管道上設有電動兩通閥門(8)，所述電動兩通閥門(8)與所述控制裝置(37)相連。
【文檔編號】C12M1/38GK205501319SQ201620335766
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】劉心, 劉心一
【申請人】北京維源泰德機電設備有限公司