CN107475107A - 一种沼气工程原料风电加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沼气工程原料风电加热装置，包括PLC控制系统、风力发电机组、蓄电池、电加热器和温度传感器；所述风力发电机组、所述蓄电池和所述电加热器依次电连接；所述风力发电机组用来将风能转化为电能；所述蓄电池用来输入并储存来自所述风力发电机组的电能；所述电加热器输入来自所述蓄电池的电能并转化为热能加热沼气原料；所述温度传感器检测沼气原料的温度；所述PLC控制系统接收来自所述温度传感器的信号，输出信号控制所述电加热器的工作。本发明可以将沼气生产原料直接加热到中温厌氧发酵工艺所需温度，与沼气发电机余热利用结合，保证沼气工程在冬季环境中正常运行，保证产气量。

Description

一种沼气工程原料风电加热装置
技术领域
本发明涉及一种沼气原料加热装置，特别涉及一种沼气工程原料风电加热装置。
背景技术
目前，沼气工程技术，是一项以开发利用养殖场粪污、生物质秸秆等为对象，以获取能源和治理环境污染为目的，实现生态良性循环的能源工程技术。其关健技术是运用沼气厌氧发酵技术获取沼气及副产品。目前国内研发引用的沼气工艺分为：CSTR,USR,UASB,AF等等。沼气主要直接用于发电；同时沼渣制成固态有机肥，沼液制成液肥。沼气工程其宗旨在于：有效治理农业废弃物的环境污染；发展可再生的清洁能源；减少温室气体排放，应对气候变化实现生态良性循环；实现农业可持续发展。
温度是影响沼气工程产气量的重要因素，在一定温度范围内，温度越高产气量就越高，高温可加速细菌的代谢使其分解速度加快。厌氧发酵工艺根据消化温度划分为高温厌氧发酵工艺(50～55℃)、中温厌氧发酵工艺(30～35℃)、常温厌氧发酵工艺(环境温度)，其中国内沼气工程大都采用中温厌氧发酵工艺。
在冬季北方地区环境温度低，靠发电机余热利用不能满足厌氧发酵罐发酵温度要求，造成北方地区冬季期间沼气工程基本停产，不能运行。而在北方地区风能资源丰富，风能功率密度在200-300瓦/米2.
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够在冬季使沼气厌氧发酵罐发酵温度达到要求实现正常产气的沼气工程原料风电加热装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种沼气工程原料风电加热装置，包括PLC控制系统、风力发电机组、蓄电池、电加热器和温度传感器；所述风力发电机组、所述蓄电池和所述电加热器依次电连接；所述风力发电机组用来将风能转化为电能；所述蓄电池用来输入并储存来自所述风力发电机组的电能；所述电加热器输入来自所述蓄电池的电能并转化为热能加热沼气原料；所述温度传感器检测沼气原料的温度；所述PLC控制系统接收来自所述温度传感器的信号，输出信号控制所述电加热器的工作。
进一步地，所述电加热器包括电加热元件、内层管路和外层管路，所述内层管路为封闭容腔且内设有导热介质，所述电加热元件设在所述内层管路内，所述外层管路的两端设有沼气原料输入口和沼气原料输出口，沼气原料流过所述内层管路外壁时吸收热量。
进一步地，所述电加热器为固液两相电加热器，所述导热介质为固液两相导热介质。
进一步地，所述外层管路外表面包覆保温层。
进一步地，所述电加热元件为电加热管。
进一步地，所述温度传感器位于所述沼气原料输出口处。
进一步地，所述PLC控制系统、所述风力发电机组和所述蓄电池设置在同一橇座上。
本发明具有的优点和积极效果是：通过本发明，可以将沼气生产原料直接加热到中温厌氧发酵工艺所需温度，与沼气发电机余热利用结合，保证沼气工程在冬季环境中正常运行，保证产气量。本发明将风能转换为电能，再将电能转换热能，为清洁能源，不存在二次污染。本发明采用PLC控制，自动化程度高，安全可靠，可无人职守。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明工作原理图。
图中：1、风力发电机组；2、橇座；3、PLC控制系统；4、电加热器；5、温度传感器；6、支架；7-1、第一蓄电池单元；7-2、第二蓄电池单元；8、电加热元件。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1至图2，一种沼气工程原料风电加热装置，包括PLC控制系统3、风力发电机组1、蓄电池、电加热器4和温度传感器5；所述风力发电机组1、所述蓄电池和所述电加热器4依次电连接；所述风力发电机组1用来将风能转化为电能；所述蓄电池用来输入并储存来自所述风力发电机组1的电能；所述电加热器4输入来自所述蓄电池的电能并转化为热能加热沼气原料；所述温度传感器5检测沼气原料的温度；所述PLC控制系统3接收来自所述温度传感器5的信号，输出信号控制所述电加热器4的工作。所述蓄电池可由若干电池单元组成，包括第一蓄电池单元7-1、第二蓄电池单元7-2等。
进一步地，所述电加热器4可包括电加热元件8、内层管路和外层管路，所述内层管路可为封闭容腔且内设有导热介质，所述电加热元件8可设在所述内层管路内，所述外层管路的两端可设有沼气原料输入口和沼气原料输出口，沼气原料流过所述内层管路外壁时吸收热量。
进一步地，所述电加热器4可为固液两相电加热器，所述导热介质为固液两相导热介质。
进一步地，为防止热量散发，节约能源，所述外层管路外表面可包覆保温层。
进一步地，所述电加热元件8可为电加热管。
进一步地，所述温度传感器5可位于所述沼气原料输出口处。
进一步地，所述PLC控制系统3、所述风力发电机组1和所述蓄电池可设置在同一橇座2上。
本发明可采用如下方式安装：
所述风力发电机组1安装在橇座2的一侧；所述PLC控制系统3安装在橇座2一侧；所述支架6焊接在橇座2上；所述电加热器4安装在支架6上；所述温度传感器5安装在电加热器4的原料出口端；第一蓄电池单元7-1、第二蓄电池单元7-2组成蓄电池组安装在橇座2一侧；所述电加热元件8安装在电加热器4上。
本发明的工作原理：可将所有部件集成安装在同一橇座上，该发明运行时，风力发电机组1将风能转化电能储存在蓄电池内，风力发电机组1、蓄电池、电加热元件8通过电缆连接，可在蓄电池、电加热元件8之间设自动开关，或者在电加热元件8的回路中设置自动开关，自动开关可为继电器等，PLC控制系统3输出信号控制自动开关的开闭。在当安装在电加热器4沼气原料输出口处的温度传感器5检测原料温度低于30℃时，PLC控制系统3自动控制蓄电池和电加热元件8之间导通，电加热元件8通电产生热能，电加热器4开始工作为原料加热；当温度传感器5检测原料温度高于35℃时，PLC控制系统3自动切断电加热元件8与蓄电池的电连接。PLC控制系统3通过温度传感器5的信号反馈，输出信号控制电加热器4开启和停止。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (7)

1.一种沼气工程原料风电加热装置，其特征在于，包括PLC控制系统、风力发电机组、蓄电池、电加热器和温度传感器；所述风力发电机组、所述蓄电池和所述电加热器依次电连接；所述风力发电机组用来将风能转化为电能；所述蓄电池用来输入并储存来自所述风力发电机组的电能；所述电加热器输入来自所述蓄电池的电能并转化为热能加热沼气原料；所述温度传感器检测沼气原料的温度；所述PLC控制系统接收来自所述温度传感器的信号，输出信号控制所述电加热器的工作。
2.根据权利要求1所述的沼气工程原料风电加热装置，其特征在于，所述电加热器包括电加热元件、内层管路和外层管路，所述内层管路为封闭容腔且内设有导热介质，所述电加热元件设在所述内层管路内，所述外层管路的两端设有沼气原料输入口和沼气原料输出口，沼气原料流过所述内层管路外壁时吸收热量。
3.根据权利要求2所述的沼气工程原料风电加热装置，其特征在于，所述电加热器为固液两相电加热器，所述导热介质为固液两相导热介质。
4.根据权利要求2所述的沼气工程原料风电加热装置，其特征在于，所述外层管路外表面包覆保温层。
5.根据权利要求2所述的沼气工程原料风电加热装置，其特征在于，所述电加热元件为电加热管。
6.根据权利要求2所述的沼气工程原料风电加热装置，其特征在于，所述温度传感器位于所述沼气原料输出口处。
7.根据权利要求1所述的沼气工程原料风电加热装置，其特征在于，所述PLC控制系统、所述风力发电机组和所述蓄电池设置在同一橇座上。
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