CN112592025A - 一种燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统及方法，包括污泥含水率控制器、污泥输送管道、污泥量控制电动阀、污泥流量计、污泥含水率处理器、高温烟气管道、高温烟气热电偶及高温烟气控制调节阀；污泥输送管道的出口依次经污泥量控制电动阀及污泥流量计与污泥含水率处理器的污泥入口相连通，高温烟气管道的出口经高温烟气热电偶及高温烟气控制调节阀与污泥含水率处理器的烟气入口相连通；污泥含水率控制器与污泥量控制电动阀、污泥流量计、污泥含水率处理器、高温烟气热电偶及高温烟气控制调节阀相连接，该系统及方法能够对污泥的含水率进行快速测量，为污泥的处理提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于火电厂燃煤耦合污泥发电领域，涉及一种燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统及方法。
背景技术
随着我国城镇化率和城镇化水平的快速提高，我国城市污水处理能力不断提升，城镇化污泥不断增加。城镇污泥虽然含有机质和各类营养元素，但同时也含有大量病原菌、寄生虫卵、重金属、多环芳烃等有毒有害物质。随着城市环保政策的日益严格，燃煤机组耦合污泥发电作为一种污泥焚烧利用形式，具有处理能力大、适应性强、系统效率高等独特优势，近年来得到了广泛的关注。但通常对于污泥耦合燃烧发电的污泥输送系统，粗犷的使用螺旋输送机和柱塞泵进行输送，再将污泥从储料仓中输送到一体化处理机内进行干燥，都按照含水率比较高的污泥处理，能耗较高，究其原因在于不能对污泥的含水率进行快速测量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统及方法，该系统及方法能够对污泥的含水率进行快速测量，为污泥的处理提供数据支撑。
为达到上述目的，本发明所述的燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统包括污泥含水率控制器、污泥输送管道、污泥量控制电动阀、污泥流量计、污泥含水率处理器、高温烟气管道、高温烟气热电偶及高温烟气控制调节阀；
污泥输送管道的出口依次经污泥量控制电动阀及污泥流量计与污泥含水率处理器的污泥入口相连通，高温烟气管道的出口经高温烟气热电偶及高温烟气控制调节阀与污泥含水率处理器的烟气入口相连通；污泥含水率控制器与污泥量控制电动阀、污泥流量计、污泥含水率处理器、高温烟气热电偶及高温烟气控制调节阀相连接。
污泥含水率处理器包括箱体以及设置于箱体内的螺旋输送机、风机干燥机、称重器及污泥含水率控制器热电阻，其中，高温烟气控制调节阀与箱体的烟气入口相连通，污泥流量计的出口与螺旋输送机的入口相连通，螺旋输送机的出口与风机干燥机的入口相连通，风机干燥机的出口与称重器相配合，污泥含水率控制器热电阻设置于箱体内；污泥含水率控制器与螺旋输送机、风机干燥机、称重器及污泥含水率控制器热电阻相连接。
一种燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制方法包括以下步骤：
污泥样本经污泥量控制电动阀及污泥流量计到污泥含水率处理器内，同时污泥含水率控制器通过污泥流量计实时检测污泥的流量，并根据所需总的污泥量控制污泥量控制电动阀的开度，使进入到污泥含水率处理器中总污泥量保持不变；
高温烟气流经高温烟气热电偶及高温烟气控制调节阀进入到污泥含水率处理器内，同时污泥含水率控制器根据高温烟气热电偶的测量得到的温度值、污泥含水率控制器热电阻的加热功率以及所需总的污泥量计算所需总的热量，然后根据所需的总热量控制高温烟气控制调节阀的开度，以调节进入到污泥含水率处理器中总的烟气热量；
在污泥含水率处理器中污泥量恒定、温度恒定的情况下，污泥样本流经螺旋输送机进入到风机干燥机中，污泥含水率控制器通过计算干燥时间来控制螺旋输送机的运转速率，污泥经风机干燥机干燥成粉末后进入到称重器中进行称重，然后根据称重器称取的重量及污泥样本的量计算污泥样本的污泥含水率。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统在具体操作时，污泥含水率控制器计算所需总的污泥量，根据污泥流量计测量的污泥流量，控制污泥量控制电动阀的开关，将污泥样本输送至污泥含水率处理器中，同时污泥含水率控制器通过检测污泥含水率控制器热电阻的温度以及高温烟气热电偶来调节高温烟气控制调节阀的开度，使得进入到污泥含水率处理器中的热量恒定。在污泥含水率处理器中污泥量恒定，温度恒定的情况下，污泥含水率控制器通过计算干燥时间来控制污泥样本流经螺旋输送机的运转速率，污泥经风机干燥机干燥成粉末，然后经称重器称重，最后根据称取的重量计算本次污泥样本的污泥含水率，以实现对污泥含水率的快速测量，继而为解决现有粗犷的使用螺旋输送机及柱塞泵直接进行输送污泥方式的问题提供基础，操作性强，结构简单。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为污泥量控制电动阀、2为污泥流量计、3为污泥含水率控制器、4为螺旋输送机、5为风机干燥机、6为称重器、7为污泥含水率控制器热电阻、8为高温烟气热电偶、9为高温烟气控制调节阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统包括污泥含水率控制器3、污泥输送管道、污泥量控制电动阀1、污泥流量计2、污泥含水率处理器、高温烟气管道、高温烟气热电偶8及高温烟气控制调节阀9；污泥输送管道的出口依次经污泥量控制电动阀1及污泥流量计2与污泥含水率处理器的污泥入口相连通，高温烟气管道的出口经高温烟气热电偶8及高温烟气控制调节阀9与污泥含水率处理器的烟气入口相连通；污泥含水率控制器3与污泥量控制电动阀1、污泥流量计2、污泥含水率处理器、高温烟气热电偶8及高温烟气控制调节阀9相连接。
污泥含水率处理器包括箱体以及设置于箱体内的螺旋输送机4、风机干燥机5、称重器6及污泥含水率控制器热电阻7，其中，高温烟气控制调节阀9与箱体的烟气入口相连通，污泥流量计2的出口与螺旋输送机4的入口相连通，螺旋输送机4的出口与风机干燥机5的入口相连通，风机干燥机5的出口与称重器6相配合，污泥含水率控制器热电阻7设置于箱体内；污泥含水率控制器3与螺旋输送机4、风机干燥机5、称重器6及污泥含水率控制器热电阻7相连接。
本发明所述的燃煤耦合污泥发电的污泥含水率控制方法包括以下步骤：
抽取污泥样本，污泥样本流经污泥量控制电动阀1及污泥流量计2到污泥含水率处理器内，同时污泥含水率控制器3通过污泥流量计2实时检测污泥的流量，并根据所需总的污泥量控制污泥量控制电动阀1的开度，使进入到污泥含水率处理器中总污泥量保持不变；
高温烟气流经高温烟气热电偶8及高温烟气控制调节阀9进入到污泥含水率处理器内，同时污泥含水率控制器3根据高温烟气热电偶8的测量得到的温度值、污泥含水率控制器热电阻7的加热功率以及所需总的污泥量计算所需总的热量，然后根据所需的总热量控制高温烟气控制调节阀9的开度，以调节进入到污泥含水率处理器中总的烟气热量；
在污泥含水率处理器中污泥量恒定、温度恒定的情况下，污泥样本流经螺旋输送机4进入到风机干燥机5中，污泥含水率控制器3通过计算干燥时间来控制螺旋输送机4的运转速率，污泥经风机干燥机5干燥成粉末后进入到称重器6中进行称重，然后根据称重器6称取的重量及污泥样本的量计算污泥样本的污泥含水率；
由于城市污泥的含水率以及成分的差异，污泥样本存在时变性及随机性，此系统是一个滞后系统，想要准确配置所需高温烟气量比较困难。为解决此难题，本发明通过历史数据及测试参数建立系统专家数据库，根据不同污泥样本的污泥流量计2所测数据流量集确定高温烟气控制调节阀9的阀门开度集，建立控制模型，灵活地调整热量控制规律，适应污泥样本的变化；以实现控制时间短、节能、准确的控制方式。
通常对于污泥耦合燃烧发电的污泥输送系统，比较粗犷的使用螺旋输送机4及柱塞泵进行输送，再将污泥从储料仓中输送到一体化处理机内进行干燥，都按照含水率比较高的污泥处理，能耗较高。然而采用本发明，可以有效的解决上述问题，如检测到污泥含水率低于60％时可考虑使用螺旋输送机4直接输送污泥，不通过柱塞泵；如检测到污泥含水率低于30％(具体数值待商榷)时可考虑使用螺旋输送燃烧器进行燃烧，一体化处理机内进行干燥系统也能及时调整运行方式，已达到降低运行成本的目的。
Claims (3)
1.一种燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统，其特征在于，包括污泥含水率控制器(3)、污泥输送管道、污泥量控制电动阀(1)、污泥流量计(2)、污泥含水率处理器、高温烟气管道、高温烟气热电偶(8)及高温烟气控制调节阀(9)；
污泥输送管道的出口依次经污泥量控制电动阀(1)及污泥流量计(2)与污泥含水率处理器的污泥入口相连通，高温烟气管道的出口经高温烟气热电偶(8)及高温烟气控制调节阀(9)与污泥含水率处理器的烟气入口相连通；污泥含水率控制器(3)与污泥量控制电动阀(1)、污泥流量计(2)、污泥含水率处理器、高温烟气热电偶(8)及高温烟气控制调节阀(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统，其特征在于，污泥含水率处理器包括箱体以及设置于箱体内的螺旋输送机(4)、风机干燥机(5)、称重器(6)及污泥含水率控制器热电阻(7)，其中，高温烟气控制调节阀(9)与箱体的烟气入口相连通，污泥流量计(2)的出口与螺旋输送机(4)的入口相连通，螺旋输送机(4)的出口与风机干燥机(5)的入口相连通，风机干燥机(5)的出口与称重器(6)相配合，污泥含水率控制器热电阻(7)设置于箱体内；污泥含水率控制器(3)与螺旋输送机(4)、风机干燥机(5)、称重器(6)及污泥含水率控制器热电阻(7)相连接。
3.一种燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制方法，其特征在于，基于权利要求2所述的燃煤耦合污泥发电的污泥含水率检测控制系统，包括以下步骤：
污泥样本经污泥量控制电动阀(1)及污泥流量计(2)到污泥含水率处理器内，同时污泥含水率控制器(3)通过污泥流量计(2)实时检测污泥的流量，并根据所需总的污泥量控制污泥量控制电动阀(1)的开度，使进入到污泥含水率处理器中总污泥量保持不变；
高温烟气流经高温烟气热电偶(8)及高温烟气控制调节阀(9)进入到污泥含水率处理器内，同时污泥含水率控制器(3)根据高温烟气热电偶(8)的测量得到的温度值、污泥含水率控制器热电阻(7)的加热功率以及所需总的污泥量计算所需总的热量，然后根据所需的总热量控制高温烟气控制调节阀(9)的开度，以调节进入到污泥含水率处理器中总的烟气热量；
在污泥含水率处理器中污泥量恒定、温度恒定的情况下，污泥样本流经螺旋输送机(4)进入到风机干燥机(5)中，污泥含水率控制器(3)通过计算干燥时间来控制螺旋输送机(4)的运转速率，污泥经风机干燥机(5)干燥成粉末后进入到称重器(6)中进行称重，然后根据称重器(6)称取的重量及污泥样本的量计算污泥样本的污泥含水率。
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