針對某大中型養(yǎng)殖場沼氣工程采用傳統(tǒng)的管理模式,無法有效地處理畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等有機廢棄物,造成環(huán)境污染、能源浪費的問題,建立一套基于PLC與組態(tài)王的智能化運行管理模式,實現(xiàn)對發(fā)酵罐內(nèi)溫度、pH值、氧化還原電位、進出料過程等參數(shù)的控制與監(jiān)測.同時,結(jié)合養(yǎng)殖場實際用能情況,將沼氣工程運行管理系統(tǒng)分為供暖期與非供暖期兩種模式,并利用余熱回收為罐體增溫. 

【文章來源】：天津城建大學學報. 2018,24(02)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

并搭載組態(tài)圖1智能化沼氣工程的運行工藝流程上位機PLC1.2控制

2018年4月圖9供暖期發(fā)酵罐體增溫控制系統(tǒng)線路增溫，如圖8所示.控制過程：沼氣用于發(fā)電后，收集高溫尾氣通入余熱鍋爐與循環(huán)水換熱，進行余熱回收，出水進入蓄熱水箱，為發(fā)酵罐增溫.通過對發(fā)酵罐的溫度傳感器的監(jiān)測，控制電磁閥的啟停，調(diào)節(jié)流入罐體的循環(huán)水流量，使發(fā)酵罐溫度保持在35℃.在供暖期，供熱需求較高時，系統(tǒng)運行沼氣鍋爐，對煙氣進行余熱回收利用，在滿足冬季采暖需求的同時，又可為發(fā)酵罐體增溫，如圖9所示.控制過程：沼氣經(jīng)凈化后送入沼氣鍋爐，為養(yǎng)殖場辦公樓供暖，回水接板式換熱器，為發(fā)酵罐增溫，循環(huán)水返回沼氣鍋爐加熱.利用二次網(wǎng)循環(huán)熱水加熱沼氣罐，在罐內(nèi)設置的溫度傳感器，監(jiān)測罐內(nèi)溫度變化，控制電磁閥的啟停，調(diào)節(jié)流入罐體的循環(huán)水流量，使發(fā)酵罐溫度保持在35℃.3智能化沼氣工程運行管理系統(tǒng)分析3.1運行成本分析智能化沼氣工程運行管理系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的人工管理系統(tǒng)，增加了智能化的運行設備.智能化運行管理初投資較大，但避免了傳統(tǒng)沼氣工程完全依賴于人工操作、經(jīng)驗控制造成的低產(chǎn)出低利用率的弊端.利用現(xiàn)代化的控制管理方法保證了發(fā)酵過程的穩(wěn)定，降低了勞動成本，提高了沼氣工程的產(chǎn)氣率，節(jié)省了運行成本.選擇非供暖季模式Y(jié)N沼氣發(fā)電機組運行發(fā)電機組并網(wǎng)電制冷/熱、照明燈設備運行購電余熱鍋爐蓄熱水箱發(fā)酵罐電負荷滿足需求系統(tǒng)停機循環(huán)水圖7養(yǎng)殖場沼氣工程冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)上位機壓力表PLC發(fā)酵罐攪拌泵電磁閥循環(huán)水泵蓄熱水箱溫度傳感器出水尾氣排出余熱鍋爐回水沼氣發(fā)電機沼氣尾氣溫度傳感器循環(huán)水泵上位機壓力表PLC發(fā)酵罐攪拌泵電磁閥循環(huán)水泵蓄?

2018年4月圖9供暖期發(fā)酵罐體增溫控制系統(tǒng)線路增溫，如圖8所示.控制過程：沼氣用于發(fā)電后，收集高溫尾氣通入余熱鍋爐與循環(huán)水換熱，進行余熱回收，出水進入蓄熱水箱，為發(fā)酵罐增溫.通過對發(fā)酵罐的溫度傳感器的監(jiān)測，控制電磁閥的啟停，調(diào)節(jié)流入罐體的循環(huán)水流量，使發(fā)酵罐溫度保持在35℃.在供暖期，供熱需求較高時，系統(tǒng)運行沼氣鍋爐，對煙氣進行余熱回收利用，在滿足冬季采暖需求的同時，又可為發(fā)酵罐體增溫，如圖9所示.控制過程：沼氣經(jīng)凈化后送入沼氣鍋爐，為養(yǎng)殖場辦公樓供暖，回水接板式換熱器，為發(fā)酵罐增溫，循環(huán)水返回沼氣鍋爐加熱.利用二次網(wǎng)循環(huán)熱水加熱沼氣罐，在罐內(nèi)設置的溫度傳感器，監(jiān)測罐內(nèi)溫度變化，控制電磁閥的啟停，調(diào)節(jié)流入罐體的循環(huán)水流量，使發(fā)酵罐溫度保持在35℃.3智能化沼氣工程運行管理系統(tǒng)分析3.1運行成本分析智能化沼氣工程運行管理系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的人工管理系統(tǒng)，增加了智能化的運行設備.智能化運行管理初投資較大，但避免了傳統(tǒng)沼氣工程完全依賴于人工操作、經(jīng)驗控制造成的低產(chǎn)出低利用率的弊端.利用現(xiàn)代化的控制管理方法保證了發(fā)酵過程的穩(wěn)定，降低了勞動成本，提高了沼氣工程的產(chǎn)氣率，節(jié)省了運行成本.選擇非供暖季模式Y(jié)N沼氣發(fā)電機組運行發(fā)電機組并網(wǎng)電制冷/熱、照明燈設備運行購電余熱鍋爐蓄熱水箱發(fā)酵罐電負荷滿足需求系統(tǒng)停機循環(huán)水圖7養(yǎng)殖場沼氣工程冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)上位機壓力表PLC發(fā)酵罐攪拌泵電磁閥循環(huán)水泵蓄熱水箱溫度傳感器出水尾氣排出余熱鍋爐回水沼氣發(fā)電機沼氣尾氣溫度傳感器循環(huán)水泵上位機壓力表PLC發(fā)酵罐攪拌泵電磁閥循環(huán)水泵蓄?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]秸稈批式和半連續(xù)式發(fā)酵物料濃度對沼氣產(chǎn)率的影響[J]. 杜靜,陳廣銀,黃紅英,靳紅梅,奚永蘭,錢玉婷,徐躍定,常志州.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2015(15)
[2]pH值調(diào)控對秸稈兩階段厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響[J]. 陳廣銀,曹杰,葉小梅,杜靜,常志州.  生態(tài)環(huán)境學報. 2015(02)
[3]溫度底物濃度和微量元素對牛糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響[J]. 賈麗娟,俞芳,寧平,熊向峰,王紅斌,劉天成,王博濤.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(22)
[4]進料濃度對豬糞批式和連續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響[J]. 丁福貴,李欣,張炳宏,陳凱,陳大興.  中國沼氣. 2014(05)
[5]沼氣工程對畜禽糞便污染環(huán)境成本的控制效果[J]. 武深樹,譚美英,劉偉.  中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報. 2012(02)
[6]沼氣發(fā)酵菌種與發(fā)酵原料濃度[J]. 李祥志.  安徽農(nóng)學通報. 2008(16)
[7]PLC多級控制在糞水資源再生系統(tǒng)中的應用[J]. 劉亮東,王書茂,代峰燕.  中國農(nóng)業(yè)大學學報. 2005(06)
[8]大中型沼氣工程計算機監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 吳功平,鐘毓寧,楊仲林,操尚學.  湖北工學院學報. 2000(02)
[9]大中型沼氣工程中的單片機應用[J]. 方雷,朱永成.  能源工程. 1995(02)

碩士論文
[1]基于PLC和組態(tài)軟件的厭氧發(fā)酵控制系統(tǒng)研究[D]. 張影微.東北農(nóng)業(yè)大學 2013
[2]大中型沼氣工程的技術經(jīng)濟評價研究[D]. 田芯.北京化工大學 2008



本文編號：3344524