CN104696705B - 智能动态储备沼气的储气控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能动态储备沼气的储气控制系统和方法，包括：厌氧发酵罐、冷干机、压力变送器、电控箱、容积式气体输送机、双膜气柜；厌氧发酵罐气体输出端连接冷干机气体输入端，所述冷干机气体输出端连接压力变送器气体输入端，所述压力变送器信号输出端连接电控箱信号输入端，由电控箱控制压力变送器进行沼气的输送工作，所述压力变送器气体输出端连接容积式气体输送机气体输入端，所述容积式气体输送机输出端连接双膜气柜气体输入端。通过本发明能够实现将低气压的沼气气体进行烘干处理之后，储备为高气压的沼气气体，使用方便，工作稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种智能动态储备沼气的储气控制系统和方法。
背景技术
当今社会对自然环境的保护越来越受到人们的重视，在生产生活的能源供给中单纯使用化石能源对大气环境的破坏是显而易见的，在这样的大背景下，使用发酵产生的沼气进行能源供应，备受大众期待，但是，沼气产生之后，对于沼气储气的装置提供了新的要求，为了增加沼气的储备量，使用沼气储气罐进行沼气的储备，沼气储气装置还存在诸多技术问题，譬如：
1、产生沼气之后，采集沼气气体时，用于储备沼气气体的厌氧发酵罐本身不能形成真空状态；
2、同时在沼气气体产生过程中，沼气气体输送过程的输送流量不能够实时进行监控；
3、在沼气气体单向输送过程中，传输的沼气气体流量和压力不能通过变频器进行变频处理；
4、沼气气体输送过程中压力变化值，不能够进行实时采集。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种智能动态储备沼气的储气控制系统和方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种智能动态储备沼气的储气控制系统，其关键在于，包括：厌氧发酵罐1、冷干机4、压力变送器5、电控箱6、容积式气体输送机7、双膜气柜9；
厌氧发酵罐1气体输出端连接冷干机4气体输入端，所述冷干机4气体输出端连接压力变送器5气体输入端，所述压力变送器5信号输出端连接电控箱6信号输入端，由电控箱6控制压力变送器5进行沼气的输送工作，所述压力变送器气体输出端连接容积式气体输送机7气体输入端，所述容积式气体输送机7输出端连接双膜气柜9气体输入端。
上述技术方案的有益效果为：通过上述装置实现厌氧发酵罐向双膜气柜的沼气气体的加压处理。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，所述电控箱6包括变频器；
所述变频器信号接收端连接压力变送器5信号输出端，所述变频器用于对气体输送压力进行变换。
上述技术方案的有益效果为：通过电控箱控制变频器进行变频工作。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，还包括第一液封设备2；
厌氧发酵罐1气体输出端连接第一液封设备2气体输入端，所述第一液封设备2气体输出端连接冷干机4气体输入端。
上述技术方案的有益效果为：通过第一液封设备的使用，防止空气气体混入，避免发生爆炸的危险。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，其特征在于，还包括第二液封设备10；
所述双膜气柜9气体输出端连接第二液封设备10气体输入端。
上述技术方案的有益效果为：通过第二液封设备的使用，防止空气气体混入，避免发生爆炸的危险。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，还包括变频控制器8；
所述变频控制器8气体输入端连接容积式气体输送机7气体输出端，所述变频控制器8气体输出端连接双膜气柜9气体输入端。
上述技术方案的有益效果为：所述变频控制器能够实现气体压力的变频控制。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，还包括止回阀；
所述止回阀安装于每一个装置的气体输送端的管路之上。
上述技术方案的有益效果为：通过止回阀控制相应的设备，防止沼气气体回流而达不到压力标准，或者达到压力标准的时间过长，防止耗费能源。
本发明还公开一种智能动态储备沼气的储气控制方法，其关键在于，包括如下步骤：
S1，权利要求1所述的系统进行初始化，厌氧发酵罐采集沼气气体，对沼气气体进行输出操作，通过干燥装置对沼气气体进行烘干处理，滤除沼气气体中的水蒸气，将沼气气体传送到冷干机，对沼气气体进行冷却处理；
S2，将冷却处理后的沼气气体通过压力变送器进行传输，沼气气体通过压力变送器时，压力变送器将沼气气体的压力值进行实时采集，如果沼气气体的压力没有达到预先设定的阈值范围，通过电控箱中的变频器对压力变送器进行判断控制，输出符合设定范围的压力值；
S3，通过容积式气体输送机将沼气气体压力进行增大处理，获得符合阈值范围的沼气气体，将符合阈值范围的沼气气体传输到双膜气柜中进行储存。
上述技术方案的有益效果为：通过上述方法能够进行厌氧发酵罐向双膜气柜的沼气气体的加压处理。
所述的智能动态储备沼气的储气控制方法，优选的，所述S2包括：
S2-1，将变频器设置为20-50HZ，在压力为100pa-600pa时，频率随着压力的变化而实时变化；
S2-2，对于沼气气体进气压力在100-500pa范围时，变频器频率变化为20HZ，当沼气气体进气压力在500-600pa范围时，变频器频率变化为50HZ。
上述技术方案的有益效果为：通过变频器进行变频处理，实现了现有技术不能进行变频的缺陷。
所述的智能动态储备沼气的储气控制方法，优选的，所述S3包括：
S3-1，沼气气体从厌氧发酵罐中提取出的压力范围为100pa-500pa，然后进行烘干处理；
S3-2，对沼气气体通过容积式气体输送机向双膜气柜进行增压处理阈值范围为2000pa。
上述技术方案的有益效果为：通过对沼气气体进行阈值设定，其阈值范围为最优的工作范围。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明实现厌氧发酵罐向双膜气柜的沼气气体的加压处理。通过电控箱控制变频器进行变频工作。通过第一、第二液封设备的使用，防止空气气体混入，避免发生爆炸的危险。本发明设计精巧，加压时间短，同时能够实时控制气体压力值，有利于沼气气体的收集和加压操作。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明智能动态储备沼气的储气控制系统示意图；
图2是本发明智能动态储备沼气的储气控制方法示意图；
附图标记
1厌氧发酵罐、2第一液封设备、3干燥装置、4冷干机、5压力变送器、6电控箱、7容积式气体输送机、8变频控制器、9双膜气柜、10第二液封设备。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
为了解决厌氧发酵罐100-600pa向双膜气柜2000pa输送沼气的技术问题，从而通过本发明智能动态储备沼气的储气控制系统解决上述技术问题。
选择容积式气体输送机，设计智能控制系统，管路配置止回阀。
如图1所示，本发明提供了一种智能动态储备沼气的储气控制系统，其关键在于，包括：厌氧发酵罐1、冷干机4、压力变送器5、电控箱6、容积式气体输送机7、双膜气柜9；厌氧发酵罐产气量约10m3/h，容积式输送机送气量小于15m3/h，
厌氧发酵罐1气体输出端连接冷干机4气体输入端，所述冷干机4气体输出端连接压力变送器5气体输入端，所述压力变送器5信号输出端连接电控箱6信号输入端，由电控箱6控制压力变送器5进行沼气的输送工作，所述压力变送器气体输出端连接容积式气体输送机7气体输入端，所述容积式气体输送机7输出端连接双膜气柜9气体输入端。干燥装置气体输入端连接厌氧发酵罐气体输出端，所示干燥装置气体输出端连接冷干机气体输入端，通过干燥装置进行三级过滤，通过三级过滤能够更好的烘干沼气气体，提高沼气气体的纯度，降低沼气气体的水蒸气含量。
上述技术方案的有益效果为：通过上述装置实现厌氧发酵罐向双膜气柜的沼气气体的加压处理。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，所述电控箱6包括变频器；
所述变频器信号接收端连接压力变送器5信号输出端，所述变频器用于对气体输送压力进行变换。变频器：上海亚太仪表有限公司，亚太变频器，YTB-S5c/T5c系列，1.5kw，22v。
上述技术方案的有益效果为：通过电控箱控制变频器进行变频工作。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，还包括第一液封设备2；
厌氧发酵罐1气体输出端连接第一液封设备2气体输入端，所述第一液封设备2气体输出端连接冷干机4气体输入端。
上述技术方案的有益效果为：通过第一液封设备的使用，防止空气气体混入，避免发生爆炸的危险。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，其特征在于，还包括第二液封设备10；
所述双膜气柜9气体输出端连接第二液封设备10气体输入端。
上述技术方案的有益效果为：通过第二液封设备的使用，防止空气气体混入，避免发生爆炸的危险。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，还包括变频控制器8；
所述变频控制器8气体输入端连接容积式气体输送机7气体输出端，所述变频控制器8气体输出端连接双膜气柜9气体输入端。
上述技术方案的有益效果为：所述变频控制器能够实现气体压力的变频控制。
所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，优选的，还包括止回阀；
所述止回阀安装于每一个装置的气体输送端的管路之上。其中，在厌氧发酵罐的气体输出端设置止回阀，在第一液封设备的气体输入端设置止回阀，干燥装置的三级过滤系统的每一级都设置止回阀，防止空气进入，冷干机的气体输入端和气体输出端都分别设置止回阀，容积式气体输送机的气体输入端和气体输出端分别设置止回阀，在双膜气柜的气体输入端设置止回阀，在气体输出端并不设置止回阀，这样能够保证气体加压快速，在第二液封设备的气体输入端设置止回阀。每一个止回阀都具有相应的止回作用，而不设置止回阀的装置也是保证气体能够顺利通过。
上述技术方案的有益效果为：通过止回阀控制相应的设备，防止沼气气体回流而达不到压力标准，或者达到压力标准的时间过长，防止耗费能源。
如图2所示，本发明还公开一种智能动态储备沼气的储气控制方法，其关键在于，包括如下步骤：
S1，权利要求1所述的系统进行初始化，厌氧发酵罐采集沼气气体，对沼气气体进行输出操作，通过干燥装置对沼气气体进行烘干处理，滤除沼气气体中的水蒸气，将沼气气体传送到冷干机，对沼气气体进行冷却处理；
S2，将冷却处理后的沼气气体通过压力变送器进行传输，沼气气体通过压力变送器时，压力变送器将沼气气体的压力值进行实时采集，如果沼气气体的压力没有达到预先设定的阈值范围，通过电控箱中的变频器对压力变送器进行判断控制，输出符合设定范围的压力值；
S3，通过容积式气体输送机将沼气气体压力进行增大处理，获得符合阈值范围的沼气气体，将符合阈值范围的沼气气体传输到双膜气柜中进行储存。
上述技术方案的有益效果为：通过上述方法能够进行厌氧发酵罐向双膜气柜的沼气气体的加压处理。
所述的智能动态储备沼气的储气控制方法，优选的，所述S2包括：
S2-1，将变频器设置为20-50HZ，在压力为100pa-600pa时，频率随着压力的变化而实时变化；
S2-2，对于沼气气体进气压力在100-500pa范围时，变频器频率变化为20HZ，当沼气气体进气压力在500-600pa范围时，变频器频率变化为50HZ。
上述技术方案的有益效果为：通过变频器进行变频处理，实现了现有技术不能进行变频的缺陷。
所述的智能动态储备沼气的储气控制方法，优选的，所述S3包括：
S3-1，沼气气体从厌氧发酵罐中提取出的压力范围为100pa-500pa，然后进行烘干处理；
S3-2，对沼气气体通过容积式气体输送机向双膜气柜进行增压处理阈值范围为2000pa。
上述技术方案的有益效果为：通过对沼气气体进行阈值设定，其阈值范围为最优的工作范围。
自动控制系统：
通过厌氧发酵罐控制沼气出气压力范围为100pa-600pa，流量范围为10-15m2/h,双膜气柜压力终点为2000pa。
1、通过本发明控制系统，将变频器设置为20-50HZ，在压力为100pa-600pa时，频率随着压力的变化而实时变化；
2、同时进行设置，进气压力在100-500pa范围时，变频器频率自动变化为20HZ，当进气压力在500-600pa范围时，变频器频率自动变化为50HZ。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种智能动态储备沼气的储气控制系统，其特征在于，包括：厌氧发酵罐(1)、第一液封设备(2)、干燥装置(3)、冷干机(4)、压力变送器(5)、电控箱(6)、容积式气体输送机(7)、双膜气柜(9)；
厌氧发酵罐(1)气体输出端连接第一液封设备(2)气体输入端，所述第一液封设备(2)气体输出端连接干燥装置(3)气体输入端，干燥装置(3)气体输出端连接冷干机(4)气体输入端，所述冷干机(4)气体输出端连接压力变送器(5)气体输入端，所述压力变送器(5)信号输出端连接电控箱(6)信号输入端，由电控箱(6)控制压力变送器(5)进行沼气的输送工作，所述压力变送器气体输出端连接容积式气体输送机(7)气体输入端，所述容积式气体输送机(7)输出端连接双膜气柜(9)气体输入端；
所述电控箱(6)包括变频器；
所述变频器信号接收端连接压力变送器(5)信号输出端，所述变频器用于对气体输送压力进行变换；
还包括第二液封设备(10)；
所述双膜气柜(9)气体输出端连接第二液封设备(10)气体输入端；
S1，对所述的系统进行初始化，厌氧发酵罐采集沼气气体，对沼气气体进行输出操作，通过干燥装置对沼气气体进行烘干处理，滤除沼气气体中的水蒸气，将沼气气体传送到冷干机，对沼气气体进行冷却处理；
S2，将冷却处理后的沼气气体通过压力变送器进行传输，沼气气体通过压力变送器时，压力变送器将沼气气体的压力值进行实时采集，如果沼气气体的压力没有达到预先设定的阈值范围，通过电控箱中的变频器对压力变送器进行判断控制，输出符合设定范围的压力值；
S2-1，将变频器设置为20-50HZ，在压力为100pa-600pa时，频率随着压力的变化而实时变化；
S2-2，对于沼气气体进气压力在100-500pa范围时，变频器频率变化为20HZ，当沼气气体进气压力在500-600pa范围时，变频器频率变化为50HZ；
S3，通过容积式气体输送机将沼气气体压力进行增大处理，获得符合阈值范围的沼气气体，将符合阈值范围的沼气气体传输到双膜气柜中进行储存；
S3-1，沼气气体从厌氧发酵罐中提取出的压力范围为100pa-500pa；
S3-2，对沼气气体通过容积式气体输送机向双膜气柜进行增压处理阈值范围为2000pa。
2.根据权利要求1所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，其特征在于，还包括变频控制器(8)；
所述变频控制器(8)气体输入端连接容积式气体输送机(7)气体输出端，所述变频控制器(8)气体输出端连接双膜气柜(9)气体输入端。
3.根据权利要求1-2任一项所述的智能动态储备沼气的储气控制系统，其特征在于，还包括止回阀；
所述止回阀安装于每一个装置的气体输送端的管路之上。
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