一种多气源长距离沼气输送自动控制系统的制作方法

文档序号:14962790发布日期:2018-07-18 01:15

本实用新型涉及沼气利用领域,具体来说,是指一种多气源长距离沼气输送自动控制系统。



背景技术:

沼气是有机物质在厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。沼气的主要成分甲烷,含有50%-80%甲烷(CH4),是一种理想的气体燃料。它无色无味,与适量空气混合后即会燃烧。属于清洁的可再生能源。近年来,由于国家对环保问题更加重视且对沼气行业的扶持,沼气行业得到迅速发展。但我国沼气发展现状为规模小,分布相对分散,生产出的沼气往往得不到有效利用,有的直接通过火炬烧烧或直接排掉,既浪费能源又对空气造成污染。有的地方尝试将附近的沼气输送到一个地方进行集中利用,进行发电或供锅炉。因缺乏相应的技术,输送沼气往往达不到用气终端的需求。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于:提供一种多气源长距离沼气输送自动控制系统,用于改善现有沼气输送过程中,沼气气压不能满足用气终端的要求的缺陷。

本实用新型采用的技术方案如下:一种多气源长距离沼气输送自动控制系统,包括主气源系统和副气源系统,所述的主气源系统包括依次相连接的主气源、主增压风机及气体缓冲罐,所述的气体缓冲罐与用气设备相连接,还包括主控模块,在所述的主增压风机上设置有主变频器,在所述的气体缓冲罐上设置有主压力变送器,所述的主控制模块分别与所述的主变频器、主压力变送器电连接,在所述的主气源输出端设置有主流量计,所述的副气源系统包括依次相连接的副气源及副增压风机,在所述的副增压风机上设置有副变频器,在所述的副增压风机输出端设置有副压力变送器,还包括分别与所述的副压力变送器和副变频器电连接的分控制模块,所述的副增压风机通过单向阀与所述的气体缓冲罐相连接,在所述的副气源输出端设置有副流量计。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:

1.本实用新型能够将主气源和副气源同时对用气终端进行沼气输送,使连接用气设备的气体缓冲罐保持恒定压力状态,在主气源输送量不足时,能够利用副气源补充,使用气设备端保持压力恒定,满足沼气发电机或锅炉的用气要求;

2.本实用新型在主气源和副气源分别设置流量计,能够实时计量主气源和副气源的输出流量,在主气源输出流量不足时,可以实时调节副气源输出量,使用气设备端能够保持恒压装填,方便对主气源和副气源输出量进行控制;

3.本实用新型通过在主气源系统设置主控模块,使主控模块控制住变频器和住压力变送器,同时在副气源系统设置分控制模块和副压力变送器、副变频器,实现对主气源系统和副气源系统的气压控制,能够方便实现远程自动控制,实现沼气输送的无人值守管理。

可选的,为更好的实现本实用新型,在所述的副增压风机与所述的单向阀之间设置有电磁阀,所述的电磁阀与所述的主控制模块电连接。通过设置电磁阀,通过主控制模块控制电磁阀的启闭,能够方便控制副气源系统的沼气输送,能够提高沼气输送的安全性。

可选的,为更好的实现本实用新型,所述的副气源系统为并联设置的至少2组,每组所述的副气源系统内的副增压风机分别通过相应的电磁阀与所述的单向阀相连接。通过设置多组副气源系统,可以实现多个副气源系统同步补充气体缓冲罐的沼气,能够有助于使气体缓冲罐始终保持恒定压力状态,满足沼气发电机或锅炉用气要求。

可选的,为更好的实现本实用新型,所述的主增压风机为并联设置的2个。通过并联设置两个主增压风机,可以将其中一个备用,当另一个出现问题或者需要检修时,可以及时更换,避免整体系统停机。

可选的,为更好的实现本实用新型,所述的副增压风机位并联设置的2个。通过并联设置两个副增压风机,能够将其中一个副增压风机作为备用,方便在需要检修时,将其中一个停机,使整个系统能够实现连续运行。

本实用新型同时公开了一种多气源长距离沼气输送自动控制方法,包括以下步骤:

S1:确定用气设备需要的压力值P,选择一个气源作为主气源,建立主气源系统,在主气源输出端设置主流量计测量主气源输出量;

S2:在主气源设置2套并联的主增压风机,一备一用,在主增压风机上设置主变频器,将主增压风机输出端连通气体缓冲罐,用气设备连接在气体缓冲罐输出端,设置主控制模块控制主变频器的运行频率,在气体缓冲罐上设置主压力变送器用于将气体缓冲罐的压力值发送至主控制模块,使气体缓冲罐的压力为Pset,在气体缓冲罐上设置单向阀;

S3:选择一个气源作为副气源,建立副气源系统,在副气源输出端设置副流量计测量副气源输出量;

S4:在副气源设置2套并联的副增压风机,一备一用,在副增压风机上设置副变频器,将副增压风机输出端通过电磁阀连通单向阀,由主控制模块控制电磁阀启闭,在副增压风机上设置副变频器,设置分控制模块控制副变频器的运行频率,在副增压风机输出端设置副压力变送器用于将副增压风机的压力值发送至分控制模块,使副增压风机的输出压力值为ΔP,使P=Pset+ΔP。

本实用新型能够实现将多个气源通过长距离输送集中送到用气终端,并能将沼气压力控制在设定压力,无论用气端用气量大小或暂停用气都能保证终端沼气压力恒定,满足沼气发电机或锅炉的用气要求。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明,其中:

图1是本实用新型整体结构示意图。

附图标记:1.主气源,2.主流量计,3.主增压风机,4、主变频器;5.主控制模块,6.主压力变送器,7.气体缓冲罐,8.用气设备,9.电磁阀,10.副压力变送器,11.分控制模块,12.副变频器,13.副增压风机,14.副流量计,15.副气源,16.单向阀。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

下面结合图1对本实用新型作详细说明。

实施例1:

本实用新型针对现有的用气系统存在的用气端气压不足的问题,公开了一种多气源长距离沼气输送自动控制系统,包括主气源系统和副气源系统,所述的主气源系统包括依次相连接的主气源1、主增压风机3及气体缓冲罐7,所述的气体缓冲罐7与用气设备8相连接,还包括主控模块5,在所述的主增压风机3上设置有主变频器4,在所述的气体缓冲罐7上设置有主压力变送器6,所述的主控制模块5分别与所述的主变频器4、主压力变送器6电连接,在所述的主气源1输出端设置有主流量计2,所述的副气源系统包括依次相连接的副气源15及副增压风机13,在所述的副增压风机13上设置有副变频器12,在所述的副增压风机13输出端设置有副压力变送器10,还包括分别与所述的副压力变送器10和副变频器12电连接的分控制模块11,所述的副增压风机13通过单向阀16与所述的气体缓冲罐7相连接,在所述的副气源15输出端设置有副流量计14。本实用新型中,在单向阀与副气源系统之间设置电磁阀9,采用主控制模块控制电磁阀启闭。

本实用新型中,主控制模块选用PLC控制器(可编程逻辑控制器),分控制模块采用PID控制器(比例-积分-微分控制器),沼气从气膜或气柜引出后通过沼气主增压风机(一用一备)增压后输送到用气处的沼气缓冲罐。在输气管道上安装主流量计测量沼气流量,主增压风机后安装主压力变送器,主增压风机用主变频器控制,通过控制系统实现沼气管道压力恒定。进沼气缓冲罐前安装电磁阀,由就近PLC控制器控制其通断。所述就近一路气源控制是在缓冲罐上安装主压力变送器,压力信号送入PLC控制器由PLC控制就近主增压风机频率和其它较远气源的通断。其它较远输送管道进入缓冲罐前各加一个电磁阀,由就近PLC控制器控制其通断。在用气设备(发电机或锅炉)前安装气体缓冲罐,罐上安装主压力变送器,由PLC控制器控制使缓冲罐内压力恒定,维持所需压力。每一路远距离输送管道上设置副增压风机增压,由副变频器控制使管道压力恒定。每一路管道进缓冲罐前加单向阀,防止沼气倒送。

在一个小区域有多个(2个及以上)沼气气源时,根据现场实际情况选一个气源做为主用气源,安装用气装备(如沼气发电机),其他气源构成副气源系统。整个自动控制系统由主控制模块5和各个分控制模块11(每一路副气源配一个)组成,就近安装在各气源处。中间不必通过有线或无线方式通信。在用气设备前安装一气体缓冲罐7,将各路气源通过管道引入此缓冲罐。

主气源系统控制流程为:沼气从主气源1引出后,管道上安装主流量计2测量沼气流量,经过沼气主增压风机3增压后进入气体缓冲罐7;气体缓冲罐7上安装有主压力变送器6,压力信号送主控制模块5;主控制模块5通过主变频器4控制主增压风机3(设置一用一备)的运行频率,实现气体缓冲罐7内压力恒定,维护用气设备8(沼气发电机或锅炉)所需压力。

其它副气源控制流程为:沼气从副气源15引出后,管道上安装副流量计14测量沼气流量,经过沼气副增压风机13(设置一用一备)增压后经电磁阀9和单向阀16进入气体缓冲罐7;副增压风机13后管道上安装有副压力变送器10,压力信号送分控制模块11;分控制模块11通过副变频器12控制副增压风机13的运行频率,实现供气端压力恒定,去除管道压降到达气体缓冲罐7满足设定压力要求。

实施例2:

本实用新型的控制方法为,包括以下步骤:

S1:确定用气设备8需要的压力值P,选择一个气源作为主气源1,建立主气源系统,在主气源1输出端设置主流量计2测量主气源1输出量;

S2:在主气源1设置2套并联的主增压风机3,一备一用,在主增压风机3上设置主变频器4,将主增压风机3输出端连通气体缓冲罐7,用气设备8连接在气体缓冲罐7输出端,设置主控制模块5控制主变频器4的运行频率,在气体缓冲罐上设置主压力变送器6用于将气体缓冲罐7的压力值发送至主控制模块5,使气体缓冲罐7的压力为Pset,在气体缓冲罐7上设置单向阀16;

S3:选择一个气源作为副气源15,建立副气源系统,在副气源15输出端设置副流量计14测量副气源15输出量;

S4:在副气源15设置2套并联的副增压风机13,一备一用,在副增压风机13上设置副变频器12,将副增压风机13输出端通过电磁阀9连通单向阀16,由主控制模块5控制电磁阀9启闭,在副增压风机13上设置副变频器12,设置分控制模块11控制副变频器12的运行频率,在副增压风机13输出端设置副压力变送器10用于将副增压风机13的压力值发送至分控制模块11,使副增压风机13的输出压力值为ΔP,使P=Pset+ΔP。

本实用新型根据主气源输出设定压力Pset根据管路距离等因素考虑压降而定。正常运行时,主控制模块5通过主变频器4的运行频率和电磁阀9的通断保持气体缓冲罐7的压力为Pset。分控制模块11通过副变频器12运行频率保持分路管道压力为Pset+ΔP,ΔP为管道压力损失。在使用时,根据管道长度计算管道压力损失,通过主变频器计量气体缓冲罐的气压,能够实时计算副气源需要输入的沼气量。根据主气源和副气源实时设定相应的主变频器和副变频器的运行频率,实现多气源状态下保证用气设备的气压恒定。副增压风机为一用一备,正常时自动轮换,当其中一台故障时另一台自动投入运行。

再多了解一些
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