一种回收利用厌氧污水站沼气的沼气系统
技术领域
本实用新型设计涉及一种回收利用厌氧污水站沼气的沼气系统。
背景技术
现有纸厂、化工厂等一般设有污水处理站,污泥厌氧消化产生的沼气具有较高的利用价值,但由于其为具有一定危险性的能源,在很多中小型污水处理厂沼气都没有得到合理的利用,大多数是设置有沼气放空点火装置,进行放空点火。即使有沼气回收利用的技术,也因需设置较大的贮气罐和较多的安全保护设施,而需在前期投入大量的资金。
现有沼气放空点火装置如图1:污水处理站来的沼气经沼气脱泡罐(1)脱泡后送至沼气稳压柜(2),再送至沼气燃烧器(3)放空点火燃烧。沼气中冷凝水排至冷凝水收集罐(6),在冷凝水收集罐(6)形成水封,保证排冷凝水但沼气不泄露。正常运行情况时,沼气燃烧器(3)开启小火点火装置(5),保留小火,沼气稳压柜(2)液位和连接在沼气燃烧器(3)上的大火点火装置(4)和小火点火装置(5)连锁,液位到(60%-80%)启动大火点火装置(4),自动点大火;液位到(20%-40%)自动关大火。
上述放空点火装置虽然能够将沼气燃烧,但是不能很好的利用沼气,而造成了能量的浪费。
实用新型内容
针对目前国内厌氧污水站沼气回收存在的问题,本实用新型的目的旨在在现有的沼气放空点火装置的基础之上提供一种回收利用厌氧污水站沼气的沼气系统,能够回收厌氧污水站沼气作为煤粉锅炉掺烧燃料,节约能源,且易于实现。
本实用新型提供的技术方案是,一种回收利用厌氧污水站沼气的沼气系统,包括沼气放空点火装置,其内部的沼气脱泡罐后管道接入沼气燃烧器的分支管道处还并接入沼气利用系统,其中沼气利用系统包括沼气加压及输送系统、炉前燃气管路和保护控制系统。
其中沼气加压及输送系统包括与沼气脱泡罐1后管道连接的沼气脱水罐10,所述沼气脱水罐10通过输送管网连接有沼气加压机12、沼气过滤器13、自动放散装置14和总管阻火器15,炉前燃气管路包括通过输送管道与总管阻火器15连接的放散管17、炉前阻火器19和沼气气枪20;保护控制系统包括连接自动控制气动阀、位于沼气气枪20处的燃烧器火检装置21及沼气稳压柜2液位、管网压力检测装置的自动保护连锁系统。
上述自动控制气动阀包括放空点火装置前气动阀7、设置在加压机前母管9内的加压机前母管气动阀8、与所述总管阻火器15连接的炉前气动快关阀16和气枪前快关阀18。
作为优选方案,沼气加压机12半露天布置;沼气气枪20共有2-4台,设置于现有煤粉炉的炉膛四角对称安装的孔内。
本沼气系统的运行过程如下所述:沼气扩容后,通过沼气脱泡罐脱除沼气中的冷凝水,然后通过沼气稳压柜储存沼气并稳定沼气压力,其中沼气稳压柜的液位和沼气加压机连锁,以保证沼气稳压柜的正常液位。放空点火装置上还连接有冷凝水收集罐,用来收集排放沼气中的冷凝污水。沼气加压机将脱水的沼气加压到一定压力,使沼气输送至炉前气枪,并保证炉前气枪燃烧所需的压力。沼气加压机之后连接的沼气过滤器将沼气加压机传来的沼气中杂质过滤,保证了沼气系统阀门和炉前气枪不堵塞,能正常运行。系统正常时,打开加压机前母管内设置的加压机前母管气动阀,沼气加压及输送系统运行;系统异常时,关闭加压机前母管气动阀,打开放空点火装置前气动阀,通过沼气燃烧器内大火点火装置或小火点火装置进行放空点火。
在加压机前母管上同时还设置有压力检测控制装置,使管内压力与沼气加压机连锁。所述沼气加压机设变频调节,并与沼气稳压柜液位及沼气管道压力等连锁,能够起到保证沼气回收利用系统安全运行的作用。当管道吹扫和管网压力超高或系统异常时,与沼气加压机后母管压力连锁的自动放散装置自动打开,并放散气体。万一系统故障沼气着火燃烧时,在炉前管道内安装的总管阻火器可以有效防止燃烧蔓延至煤粉锅炉房。此时,快速关闭炉前气动快关阀,沼气不再送入炉前管道系统。在炉前管道还安装有炉前放散管和气枪前快关阀,能够在系统故障时,进一步保护锅炉的安全运行。当炉前管道压力低时,可通过炉前阻火器组织燃烧蔓延炉前管道系统。本实用新型以沼气气枪作为沼气燃烧器来充分燃烧沼气。在沼气气枪处安装的火检装置用来检查炉膛是否有火焰,由于其与炉前气动快关阀连锁,使得炉膛灭火时,炉前气动快关阀立即关闭,停止沼气加压输送系统的运行。
综上所述,本实用新型提供的回收利用厌氧污水站沼气的沼气系统能够回收厌氧污水站沼气作为煤粉锅炉掺烧燃料,节约能源,且易于实现。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步描述:
附图说明
图1为原沼气放空点火装置的结构示意图;
图2为本实用新型的结构示意图。
在上述附图中:
1---沼气脱泡罐 2---沼气稳压柜 3---沼气燃烧器
4---大火点火装置 5---小火点火装置 6---冷凝水收集罐
7---放空点火装置前气动阀 8---加压机前母管气动阀 9---加压机前母管
10---沼气脱水罐 11---加压机后母管 12---沼气加压机
13---沼气过滤器 14---自动放散装置 15---总管阻火器
16---炉前气动快关阀 17---炉前放散管 18---气枪前快关阀
19---炉前阻火器 20---沼气气枪 21---火检装置
具体实施方式
本实施例是在原有的沼气放空点火装置上改进,在原放空点火装置基础之上增设有沼气加压及输送系统、炉前燃气管路及点火燃烧器系统、保护控制系统;其中原沼气放空点火装置包括通沼气输出口的沼气脱泡罐1,其输出端连接有沼气稳压柜2和沼气燃烧器3,其中沼气燃烧器3设有大火点火装置4和小火点火装置5,在点火装置之前的管道内设有放空点火装置前气动阀7。沼气加压及输送系统包括连接在沼气放空点火装置上的沼气脱水罐10,所述沼气脱水罐10通过输送管网连接有多台沼气加压机12,多台沼气加压机12通过加压机后母管11一并接入沼气过滤器13、总阻火器15、以及炉前燃气管路上的炉前气动快关阀16和炉前放散管17、气枪前快关阀18和炉前阻火器19,最后接入沼气气枪20;保护控制系统包括各自动控制气动阀16、18、炉前放散管17、沼气加压机12自动变频调速、燃烧器火检装置21及沼气稳压柜2液位、管网9、11压力自动保护连锁系统。其中自动控制气动阀包括设置在炉前气动快关阀16和设置于放空点火装置前的气枪前快关阀18,管网压力包括加压机前母管9的压力和加压机后母管11的压力。
其具体描述如下:
1、利用原有沼气放空点火装置进行改造,利用原小容量的稳压柜,增设完善的安全连锁保护,不加设大容量贮气罐。由于利用原有设备和设施,不增加大容量贮气罐,减少工程投资。
2、沼气加压机为半露天布置:因为沼气加压机半露天布置,空气流通性能好,沼气聚集爆炸可能性降低,并且减少工程占地,减少工程投资,更适合工程改造项目。
3、现有煤粉炉增加沼气气枪:在现有煤粉炉上改造,炉膛四角对称适当位置打孔加沼气气枪2-4台。
4、增设较完整的安全保护控制系统。为保证安全生产,设置较完整的安全保护控制系统,具体如下:
(1)沼气稳压柜2
沼气稳压柜2增设一套液位测量设备,与现有液位信号一同送入DCS进行液位判断。液位设高低报警和高高、低低液位连锁。连锁要求:液位与沼气加压机12连锁,沼气加压机12根据液位无极变频调速,保证液位正常并相对稳定;另,液位低一值报警(总容积的25-35%),低二值启动沼气输送和加压系统总停连锁(15-25%);液位高一值报警(75-85%),高二值启动放空点火系统(85-90%)。
(2)沼气加压机12
沼气加压机12与沼气稳压柜2液位连锁,沼气加压机12根据液位无极变频调速,保证液位正常并相对稳定;沼气加压机12与加压机前母管9压力连锁,低二值(15-25%)自动停沼气系统。与炉前压力连锁,低三值停沼气系统(10kPa);沼气加压机12出口沼气温度高一值报警(45-60℃)(调污水系统降低进口沼气温度)。
(3)放空点火装置前气动阀7及加压机前母管气动阀8
上述两阀门连锁,启动沼气系统前关闭放空点火装置前气动阀7,打开加压机前母管气动阀8;启动放空点火装置前关闭加压机前母管气动阀8,打开放空点火装置前气动阀7。
(4)加压机前母管9压力信号
此压力信号设低一值报警(1KPa),低二值(100-300Pa)与沼气加压机12连锁,自动停沼气机系统。
(5)炉前总管压力信号
此压力信号设低一值(9-10KPa)报警,低二值(8-9KPa)按设定顺序关气枪前快关阀18,退一支沼气气枪;低三值(7-8KPa)与沼气加压机12连锁,自动停沼气系统;高一值报警(12-15KPa),如有备用沼气气枪自动投入;高二值(15-17KPa)与沼气加压机12连锁,自动停沼气系统;高三值(18-20KPa)打开炉前放散管17。
(6)自动放散:
吹扫时键盘控制打开或关闭自动放散装置14:炉前总管压力高三值(18-20KPa)自动打开自动放散装置14,正常值时,自动关闭自动自动放散装置14。
(7)沼气系统保护停运:
自动关闭炉前气动快关阀16、气枪前快关阀18、加压机前母管气动阀8;同时运行沼气放空点火,停沼气加压机12,打开放空点火装置前气动阀7、启动沼气放空点火装置。
同时,本实施例还设置有沼气泄露报警;设紧急停止沼气系统按钮;设各设备及阀门故障报警;锅炉燃烧系统故障,停沼气系统;两套火检装置21检测到任意一套无火,停运沼气系统。
上述沼气系统的运行过程如下所述:沼气扩容后,通过沼气脱泡罐1脱除沼气中的冷凝水,然后通过沼气稳压柜2储存沼气并稳定沼气压力,其中沼气稳压柜2的液位和沼气加压机12连锁,以保证沼气稳压柜2的正常液位。在沼气系统发生故障时,沼气脱泡罐1上连接的沼气燃烧器3通过大火点火装置4或小火点火装置5进行放空点火。放空点火装置上连接有冷凝水收集罐6,用来收集排放沼气中的冷凝污水。在大、小火点火装置4、5之前安装有放空点火装置前气动阀7,控制沼气放空点火装置是否运行:当系统异常打开放空点火装置前气动阀7,沼气放空点火装置运行;系统正常关闭放空点火装置前气动阀7,防止沼气燃烧器3中的空气倒吸入沼气加压及输送系统。加压机前母管9内设置的加压机前母管气动阀8控制沼气加压及输送系统是否运行:系统正常,打开加压机前母管气动阀8,沼气加压及输送系统运行;系统异常,关闭加压机前母管气动阀8,打开上述放空点火装置前气动阀7,沼气进入沼气放空点火装置。在加压机前母管9上同时还设置有压力检测控制装置,使管内压力与沼气加压机12连锁。沼气加压机12将沼气加压到一定压力,使沼气输送至炉前气枪20,并保证炉前气枪20燃烧所需的压力。所述沼气加压机12设变频调节,并与沼气稳压柜2液位及沼气管道压力等连锁,能够起到保证沼气回收利用系统安全运行的作用。沼气加压机12之后连接的沼气过滤器13将沼气中杂质过滤,保证了沼气系统阀门和炉前气枪20不堵塞,能正常运行。当管道吹扫和管网压力超高或系统异常时,与沼气加压机后母管11压力连锁的自动放散装置14自动打开,并放散气体。当系统故障沼气着火燃烧时,在炉前管道内安装的总管阻火器15可以有效防止燃烧蔓延至煤粉锅炉房。此时,快速关闭炉前气动快关阀16,沼气不再送入炉前管道系统。在炉前管道还安装有炉前放散管17和气枪前快关阀18能够在系统故障时,进一步保护锅炉的安全运行。当炉前管道压力低时,可通过炉前阻火器组织燃烧蔓延炉前管道系统。本实用新型以沼气气枪作为沼气燃烧器来充分燃烧沼气。在沼气气枪处安装火检装置21,检查炉膛是否有火焰,由于其与炉前气动快关阀16连锁,使得炉膛灭火时,炉前气动快关阀16立即关闭,停止沼气加压输送系统的运行。