CN112524638A - 沼气燃烧控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种沼气燃烧控制系统及方法，该系统包括：沼气流量检测模块，用于实时检测沼气燃烧器中的沼气流量；控制模块，用于当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。本发明能够对沼气燃烧器中的沼气流量进行安全监控，在流量异常时发出报警信号，从而保证沼气安全燃烧，避免厌氧系统出现负压，提高了厌氧处理系统的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及沼气燃烧技术领域，特别涉及一种沼气燃烧控制系统及方法。
背景技术
污水厌氧处理系统均会产生大量的沼气，沼气的主要成分是甲烷，其特性与天然气相似。甲烷是一种理想的气体燃料，与适量空气混合后即会燃烧，与其他燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。
目前，沼气主要用于沼气锅炉或者发电。在进行回用的同时需要配备火炬，当设备检修或沼气过量时，通过火炬进行燃烧，避免直接排放对环境造成污染。而在沼气燃烧过程中，需要预防沼气爆炸，因此，如何避免厌氧系统出现负压、沼气回火进入厌氧系统引起爆炸成为了亟待解决的问题
目前，关于火炬控制的方式主要有以下两种：1.水封控制方式：沼气——水封罐——火炬；2.自动阀控制方式：沼气——过滤器——自动阀(压力联锁)——阻火器——火炬。
上述第一种控制方式简单、安全，但仍需考虑水封罐防冻、火炬稳定燃烧不产生负压、火炬燃烧回火等问题；第二种控制方式存在着自动阀开关失灵问题，有一定的安全隐患。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种沼气燃烧控制系统，该方法能够对沼气燃烧器中的沼气流量进行安全监控，在流量异常时发出报警信号，从而保证沼气安全燃烧，避免厌氧系统出现负压，提高了厌氧处理系统的安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种沼气燃烧控制方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种沼气燃烧控制系统，包括：沼气流量检测模块，用于实时检测沼气燃烧器中的沼气流量；控制模块，用于当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于所述第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。
根据本发明实施例的沼气燃烧控制系统，实时检测沼气燃烧器中的沼气流量，当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。即能够对沼气燃烧器中的沼气流量进行安全监控，在流量异常时发出报警信号，从而保证沼气安全燃烧，避免厌氧系统出现负压，提高了厌氧处理系统的安全性。
另外，根据本发明上述实施例的沼气燃烧控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述控制模块，还用于：当检测到的沼气流量小于第二流量阈值时，并当判断所述第一预设时间后对应的沼气流量小于所述第二流量阈值时，发出低沼气流量报警信号，其中，所述第二流量阈值小于所述第一流量阈值。
在一些示例中，还包括：沼气稳压柜，用于存储沼气；沼气稳压柜液位计，用于实时检测所述沼气稳压柜中沼气的气位；所述控制模块，还用于当判断所述气位大于第一气位阈值时，发出沼气稳压柜高气位报警信号，以及当判断所述气位小于第二气位阈值时，发出沼气稳压柜低气位报警信号，其中，所述第一气位阈值大于所述第二气位阈值。
在一些示例中，所述控制模块，还用于：在发出所述沼气稳压柜低气位报警信号后，当判断所述气位大于第三气位阈值时，控制辅助燃烧器控制阀开启，控制点火器开启并以第一预设方式运行，并当判断延时第二预设时间后对应的火焰温度小于预设温度时，控制所述点火器以第二预设方式运行，直至所述火焰温度大于所述预设温度时，控制所述点火器停止点火，其中，所述第三气位阈值大于所述第二气位阈值且小于所述第一气位阈值。
在一些示例中，所述控制模块，还用于：当判断所述点火器连续点火次数达到预设次数且所述火焰温度低于所述预设温度时，发出点火失败报警信号，并控制辅助燃烧器控制阀关闭，控制所述点火器停止点火。
在一些示例中，所述控制模块，还用于：当所述气位大于第四气位阈值且未发出所述点火时报报警信号时，控制主燃烧器控制阀开启，其中，所述第四气位阈值大于所述第三气位阈值且小于所述第一气位阈值。
在一些示例中，所述控制模块，还用于：当所述气位小于所述第五气位阈值时，控制所述主燃烧器控制阀关闭，其中，所述第五气位阈值大于所述第三气位阈值且小于所述第四气位阈值。
在一些示例中，所述控制模块，还用于：当所述气位小于所述第三气位阈值时，控制所述辅助燃烧器控制阀关闭。
在一些示例中，所述控制模块，还用于：当所述主燃烧器控制阀处于开启状态时，控制所述点火器停止点火。
为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种沼气燃烧控制方法，包括以下步骤：实时检测沼气燃烧器中的沼气流量；当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于所述第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。
根据本发明实施例的沼气燃烧控制方法，实时检测沼气燃烧器中的沼气流量，当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。即能够对沼气燃烧器中的沼气流量进行安全监控，在流量异常时发出报警信号，从而保证沼气安全燃烧，避免厌氧系统出现负压，提高了厌氧处理系统的安全性。
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是根据本发明一个实施例的沼气燃烧控制系统的结构框图；
图2是根据本发明另一个实施例的沼气燃烧控制系统的结构框图；
图3是根据本发明一个实施例的厌氧处理系统的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的沼气燃烧控制方法的流程图。
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“中心”、“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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的沼气燃烧控制系统及方法。
图1是根据本发明一个实施例的沼气燃烧控制系统的结构框图。如图1所示，该沼气燃烧控制系统100包括：沼气流量检测模块110和控制模块120。
其中，沼气流量检测模块110用于实时检测沼气燃烧器中的沼气流量。其中，沼气燃烧器为全自动点火装置。
在本发明的一个实施例中，可在沼气燃烧器前设置阻火器，以防止燃烧系统回火至厌氧处理系统而引起爆炸，提高燃烧安全性。
控制模块120用于当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。
在本发明的一个实施例中，控制模块120还用于：当检测到的沼气流量小于第二流量阈值时，并当判断第一预设时间后对应的沼气流量小于第二流量阈值时，发出低沼气流量报警信号，其中，第二流量阈值小于第一流量阈值。
作为具体的实施例，结合图3所示的厌氧处理系统的示意图，沼气流量检测模块110例如为沼气流量计。
沼气流量计连续监测沼气燃烧器燃烧的沼气流量。如果沼气流量高于第一流量阈值，延时计时器将启动，即进行延时计时。当延时计时器的设定时间(即第一预设时间)已到而沼气流量仍然高于第一流量阈值，就会产生“高沼气流量”报警，即发出高沼气流量报警信号。
如果沼气流量低于第二流量阈值，延时计时器将启动。当延时计时器的设定时间(即第一预设时间)已到而沼气流量仍然低于第二流量阈值，就会产生“低沼气流量”报警，即发出低沼气流量报警信号。
进一步地，在本发明的一个实施例中，沼气流量检测模块110还用于记录预定期间内的沼气总流量。具体的说，沼气流量计一般给出4-20mA电信号，该电信号需要转换成每日的总沼气量，该数值储存三天，三天后依次被新值取代，这样就可以得到每天厌氧反应器产生了多少立方米的沼气。在趋势图上应可以存储至少连续三个月数据。从而，可以记录预定期间(如三个月)内的沼气总流量，便于查询。也即是说，沼气流量检测模块110可实现沼气瞬实流量检测及累积流量可记录查询，为工作人员带来便利。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，该沼气燃烧控制系统100还包括：沼气稳压柜130和沼气稳压柜液位计140。
其中，沼气稳压柜130用于存储沼气。
沼气稳压柜液位计140用于实时检测沼气稳压柜中沼气的气位。
控制模块120还用于当判断气位大于第一气位阈值时，发出沼气稳压柜高气位报警信号，以及当判断气位小于第二气位阈值时，发出沼气稳压柜低气位报警信号，其中，第一气位阈值大于第二气位阈值。
作为具体的实施例，结合图3所示，即沼气稳压柜130的气位由沼气稳压柜液位计140连续监测，沼气在沼气稳压柜130中收集后进行利用或进入沼气燃烧器燃烧。
如果沼气稳压柜130的气位高于第一气位阈值，将产生“沼气稳压柜高气位”报警，即发出沼气稳压柜高气位报警信号。如果沼气稳压柜130的气位低于第二气位阈值，将产生“沼气稳压柜低气位”报警，即发出沼气稳压柜低气位报警信号。
进一步地，控制模块120还用于：在发出沼气稳压柜低气位报警信号后，当判断气位大于第三气位阈值时，控制辅助燃烧器控制阀开启，控制点火器开启并以第一预设方式运行，并当判断延时第二预设时间后对应的火焰温度小于预设温度时，控制点火器以第二预设方式运行，直至火焰温度大于预设温度时，控制点火器停止点火，其中，第三气位阈值大于第二气位阈值且小于第一气位阈值。
作为具体的实施例，结合图3，即当沼气稳压柜130的气位升至高于第三气位阈值，控制辅助燃烧器控制阀开启，控制点火器直接启动，点火器的操作为连续脉冲停顿操作：开30秒/关一分钟(即以第一预设方式运行)。同时，点火器启动一个计时器和一个计数器的启动装置。如果计时器设定时间(即第二预设时间)已到，而火焰温度仍然低于预设温度，则点火器会在停顿以后，每隔一分钟点火30秒(即以第二预设方式运行)，直至温度传感器检测到的火焰温度高于预设温度时，停止点火。
进一步地，控制模块120还用于：当判断点火器连续点火次数达到预设次数且火焰温度低于预设温度时，发出点火失败报警信号，并控制辅助燃烧器控制阀关闭，控制点火器停止点火。
作为具体的实施例，结合图3所示，即如果连续点火次数达到预设次数以后，温度传感器检测到的火焰温度仍低于预设温度，则产生“未点着”报警，即发出点火失败报警信号，且控制辅助燃烧器控制阀关闭，控制点火器停止点火(需要说的是，点火器处于手动点火时，点火时间超过30秒，也必须停止)。“未点着”报警(即发出点火失败报警信号)可以手动复位。
进一步地，控制模块120还用于：当气位大于第四气位阈值且未发出点火时报报警信号时，控制主燃烧器控制阀开启，其中，第四气位阈值大于第三气位阈值且小于第一气位阈值。
作为具体的实施例，结合图3所示，即当沼气稳压柜130的气位大于第四气位阈值时，并且没有“未点着”报警(即未发出所述点火时报报警信号，此时火焰温度高于预设温度)，则控制主燃烧器控制阀开启。
进一步地，控制模块120还用于：当气位小于第五气位阈值时，控制主燃烧器控制阀关闭，其中，第五气位阈值大于第三气位阈值且小于第四气位阈值。
作为具体的实施例，结合图3所示，即当沼气稳压柜130的气位小于第五气位阈值时，控制主燃烧器控制阀关闭。
进一步地，控制模块120还用于：当气位小于第三气位阈值时，控制辅助燃烧器控制阀关闭。
作为具体的实施例，结合图3所示，即沼气稳压柜130的气位小于第三气位阈值时，控制辅助燃烧器控制阀关闭。
进一步地，控制模块120还用于：当主燃烧器控制阀处于开启状态时，控制点火器停止点火。
作为具体的实施例，结合图3所示，即当主燃烧器控制阀处于开启状态时，点火器无论是处于手动还是自动状态，都必须停止点火。
也即是说，本发明实施例通过沼气稳压柜的气位、沼气流量计及沼气燃烧器的联锁控制，保证了沼气安全燃烧，避免厌氧处理系统出现负压。
根据本发明实施例的沼气燃烧控制系统，实时检测沼气燃烧器中的沼气流量，当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。即能够对沼气燃烧器中的沼气流量进行安全监控，在流量异常时发出报警信号，从而保证沼气安全燃烧，避免厌氧系统出现负压，提高了厌氧处理系统的安全性。
本发明的进一步实施例还提出了一种沼气燃烧控制方法。
图4是根据本发明一个实施例的沼气燃烧控制方法的流程图。如图4所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：实时检测沼气燃烧器中的沼气流量。其中，沼气燃烧器为全自动点火装置。
步骤S2：当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。
在本发明的一个实施例中，可在沼气燃烧器前设置阻火器，以防止燃烧系统回火至厌氧处理系统而引起爆炸，提高燃烧安全性。
在本发明的一个实施例中，该方法还包括：当检测到的沼气流量小于第二流量阈值时，并当判断第一预设时间后对应的沼气流量小于第二流量阈值时，发出低沼气流量报警信号，其中，第二流量阈值小于第一流量阈值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该方法还包括：记录预定期间内的沼气总流量。具体的说，通过沼气流量计实时检测沼气流量，一般给出4-20mA电信号，该电信号需要转换成每日的总沼气量，该数值储存三天，三天后依次被新值取代，这样就可以得到每天厌氧反应器产生了多少立方米的沼气。在趋势图上应可以存储至少连续三个月数据。从而，可以记录预定期间(如三个月)内的沼气总流量，便于查询。也即是说，通过沼气流量计可实现沼气瞬实流量检测及累积流量可记录查询，为工作人员带来便利。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，该方法还包括：实时检测沼气稳压柜中沼气的气位，其中，其中，沼气稳压柜用于存储沼气。当判断气位大于第一气位阈值时，发出沼气稳压柜高气位报警信号，以及当判断气位小于第二气位阈值时，发出沼气稳压柜低气位报警信号，其中，第一气位阈值大于第二气位阈值。
进一步地，该方法还包括：在发出沼气稳压柜低气位报警信号后，当判断气位大于第三气位阈值时，控制辅助燃烧器控制阀开启，控制点火器开启并以第一预设方式运行，并当判断延时第二预设时间后对应的火焰温度小于预设温度时，控制点火器以第二预设方式运行，直至火焰温度大于预设温度时，控制点火器停止点火，其中，第三气位阈值大于第二气位阈值且小于第一气位阈值。
进一步地，该方法还包括：当判断点火器连续点火次数达到预设次数且火焰温度低于预设温度时，发出点火失败报警信号，并控制辅助燃烧器控制阀关闭，控制点火器停止点火。
进一步地，该方法还包括：当气位大于第四气位阈值且未发出点火时报报警信号时，控制主燃烧器控制阀开启，其中，第四气位阈值大于第三气位阈值且小于第一气位阈值。
进一步地，该方法还包括：当气位小于第五气位阈值时，控制主燃烧器控制阀关闭，其中，第五气位阈值大于第三气位阈值且小于第四气位阈值。
进一步地，该方法还包括：当气位小于第三气位阈值时，控制辅助燃烧器控制阀关闭。
进一步地，该方法还包括：当主燃烧器控制阀处于开启状态时，控制点火器停止点火。
也即是说，本发明实施例通过沼气稳压柜的气位、沼气流量计及沼气燃烧器的联锁控制，保证了沼气安全燃烧，避免厌氧处理系统出现负压。
需要说明的是，本发明实施例的沼气燃烧控制方法的具体实现方式与本发明实施例的沼气燃烧控制系统的具体实现方式类似，具体请参见系统部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
根据本发明实施例的沼气燃烧控制方法，实时检测沼气燃烧器中的沼气流量，当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。即能够对沼气燃烧器中的沼气流量进行安全监控，在流量异常时发出报警信号，从而保证沼气安全燃烧，避免厌氧系统出现负压，提高了厌氧处理系统的安全性。
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限定。
Claims (10)
1.一种沼气燃烧控制系统，其特征在于，包括：
沼气流量检测模块，用于实时检测沼气燃烧器中的沼气流量；
控制模块，用于当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于所述第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。
2.根据权利要求1所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：
当检测到的沼气流量小于第二流量阈值时，并当判断所述第一预设时间后对应的沼气流量小于所述第二流量阈值时，发出低沼气流量报警信号，其中，所述第二流量阈值小于所述第一流量阈值。
3.根据权利要求1所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，还包括：
沼气稳压柜，用于存储沼气；
沼气稳压柜液位计，用于实时检测所述沼气稳压柜中沼气的气位；
所述控制模块，还用于当判断所述气位大于第一气位阈值时，发出沼气稳压柜高气位报警信号，以及当判断所述气位小于第二气位阈值时，发出沼气稳压柜低气位报警信号，其中，所述第一气位阈值大于所述第二气位阈值。
4.根据权利要求3所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：
在发出所述沼气稳压柜低气位报警信号后，当判断所述气位大于第三气位阈值时，控制辅助燃烧器控制阀开启，控制点火器开启并以第一预设方式运行，并当判断延时第二预设时间后对应的火焰温度小于预设温度时，控制所述点火器以第二预设方式运行，直至所述火焰温度大于所述预设温度时，控制所述点火器停止点火，其中，所述第三气位阈值大于所述第二气位阈值且小于所述第一气位阈值。
5.根据权利要求4所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：
当判断所述点火器连续点火次数达到预设次数且所述火焰温度低于所述预设温度时，发出点火失败报警信号，并控制辅助燃烧器控制阀关闭，控制所述点火器停止点火。
6.根据权利要求5所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：
当所述气位大于第四气位阈值且未发出所述点火时报报警信号时，控制主燃烧器控制阀开启，其中，所述第四气位阈值大于所述第三气位阈值且小于所述第一气位阈值。
7.根据权利要求6所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：
当所述气位小于所述第五气位阈值时，控制所述主燃烧器控制阀关闭，其中，所述第五气位阈值大于所述第三气位阈值且小于所述第四气位阈值。
8.根据权利要求7所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：
当所述气位小于所述第三气位阈值时，控制所述辅助燃烧器控制阀关闭。
9.根据权利要求8所述的沼气燃烧控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：
当所述主燃烧器控制阀处于开启状态时，控制所述点火器停止点火。
10.一种沼气燃烧控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时检测沼气燃烧器中的沼气流量；
当检测到的沼气流量大于第一流量阈值时，并当判断延时第一预设时间后对应的沼气流量大于所述第一流量阈值时，发出高沼气流量报警信号。
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