CN205002129U - 一种自动控制污泥掺烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种自动控制污泥掺烧系统，包括：上位机、主站、从站、污泥干燥模块和锅炉模块；所述从站连接锅炉模块，用于采集锅炉模块的实时数据；所述主站连接从站、污泥干燥模块和上位机，用于接收锅炉模块和污泥干燥模块的实时数据，并上传到上位机，还用于根据所述实时数据对污泥干燥模块进行控制；所述上位机连接主站，用于接收主站上传的数据，并通过主站实现对污泥干燥模块的控制。该自动控制污泥掺烧系统，通过主站实现了锅炉模块和污泥干燥模块之间的数据通信，使污泥干燥模块可根据锅炉数据进行控制。

Description

一种自动控制污泥掺烧系统

技术领域

本实用新型实施例涉及污泥掺烧技术，尤其涉及一种自动控制污泥掺烧系统。

背景技术

随着生活水平的不断提高，生活和工业污水排放量增多，随之而来的污水处理问题逐渐成为环保的重要关注点。常用的污水处理方法是将污水进行脱水后变为污泥，集中埋填，这种方法不能彻底消除污泥中的有机污染，易造成二次污染。

干燥后的污泥与燃料一起焚烧可以有效解决污泥的二次污染问题，且由于干燥后的污泥本身是一种有机燃料，能够作为燃料的辅助染剂，降低燃料的使用量，达到节约能源的目的。现有的污泥掺烧多在电厂的锅炉中实现，先将湿污泥进行干燥，然后将干污泥与煤一同在炉腔内焚烧。由于污泥干燥后依旧带有一定的水分，污泥进料量过大会对锅炉模块产生一定的影响，所以根据锅炉的实时数据控制污泥的进料量可有效避免污泥掺烧对锅炉的损害。而现有的污泥掺烧系统包括污泥干燥模块和锅炉模块，两个模块分别有各自的控制系统，是分开控制的，相对独立，污泥干燥模块不能获取锅炉模块的数据。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自动控制污泥掺烧系统，以使污泥干燥模块可参考锅炉模块的相关实时数据，实现上位机和主站的两地控制方式。

本实用新型提供的自动控制污泥掺烧系统，包括：上位机、主站、从站、污泥干燥模块和锅炉模块；

所述从站连接锅炉模块，用于采集锅炉模块的实时数据；

所述主站连接从站、污泥干燥模块和上位机，用于接收锅炉模块和污泥干燥模块的实时数据，并上传到上位机，还用于根据所述实时数据对污泥干燥模块进行控制；

所述上位机连接主站，用于接收主站上传的数据，并通过主站实现对污泥干燥模块的控制。

本实用新型实施例提供的自动控制污泥掺烧系统，通过主站实现了锅炉模块和污泥干燥模块之间的数据通信，使污泥干燥模块可基于锅炉数据控制污泥干燥量。

附图说明

图1为本实用新型实施例中自动控制污泥掺烧系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例中自动控制污泥掺烧系统的优选结构图；

图3为本实用新型实施例中锅炉系统包含两个锅炉时，锅炉数据采集系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例中自动控制污泥掺烧系统的结构框图。该系统用于电厂中的自动控制污泥掺烧。如图1所示，所述自动控制污泥掺烧系统，具体包括：上位机110、主站120、从站130、污泥干燥模块150和锅炉模块140。

所述从站130连接锅炉模块140，用于采集锅炉模块140的实时数据；

所述主站120连接从站130、污泥干烧模块150和上位机110，用于接收锅炉模块140和污泥干燥模块150的实时数据，并上传到上位机110，还用于根据所述实时数据对污泥干燥模块150进行控制；

所述上位机110连接主站120，用于接收主站120上传的数据，并通过主站120实现对污泥干燥模块150的控制。

锅炉模块和污泥干燥模块是相对独立的，为了实现基于锅炉数据调整湿污泥干燥量的目的，本实用新型实施例使用主站，对锅炉模块和污泥干燥模块进行统一控制，并通过接收两个模块的实时数据调整湿污泥入料量。由于只需采集锅炉模块相关数据，而无需对其进行控制，且实际设备分布中，污泥干燥模块和锅炉模块是分别设置在不同车间中的，所以为方便对污泥干燥模块的控制，优选的将主站设置在污泥干燥模块所在车间，并直接与污泥干燥模块连接，另一方面，为便于实现连接通信，锅炉模块通过从站与主站连接。优选的，从站由可编程逻辑器件构成，与锅炉模块中各实时数据的测试仪表相连，用于接收这些测试仪表传输的实时数据，并上传给主站；污泥干燥模块中各实时数据的测试仪表与主站相连，这些测试仪表传输的实时数据直接上传给主站。主站接收上述数据，并进行分析，根据分析结果产生相应的指令，控制污泥干燥模块中的对应设备做出调整。此外，主站还可以将接收到的数据进一步上传给上位机，由上位机产生相应的控制指令，通过主站控制污泥干燥模块中的对应设备做出调整。

示例性的，所述从站包括多个数据采集单元，具体可包括下述至少一个：

入煤量采集单元，与所述锅炉模块中煤的入料口相连，用于采集锅炉入煤量数据；

入泥量采集单元，与所述锅炉模块的干污泥入料口相连，用于采集干污泥入料量数据；

烟温采集单元，与所述锅炉模块的烟气出口相连，用于采集锅炉排出烟气的烟气温度数据；

床温采集单元，与所述锅炉模块中锅炉的炉腔相连，用于采集锅炉的床温数据；

乏气温度采集单元，与所述锅炉模块的乏气入口相连，用于采集乏气的温度数据；

示例性的，所述主站包括下述至少一个模块，以实现不同的控制功能：

第一湿污泥入料控制模块，用于获取所述入煤量数据和所述干污泥入料量数据，并计算出干污泥和煤的入料量比例，当所述比例大于或等于2％时，通过减小与湿污泥仓相连的螺杆泵的运行频率减少湿污泥的入料量；

第二湿污泥入料控制模块，用于获取所述烟气温度数据和湿污泥的入料量，当所述烟气温度低于第一阈值时，通过减小与湿污泥仓相连的螺杆泵的运行频率减少湿污泥的入料量，并通过实时监测烟气温度和湿污泥的入料量，实现烟气温度每降低10℃减少湿污泥入料量的10％；当所述烟气温度低于第二阈值时，控制污泥干燥机的主轴停止运行，并依次关闭所述污泥干燥模块的引风机、回风阀、闭风器、破碎机、螺旋输送机和罗茨风机，从而关闭污泥干燥模块；

第三湿污泥入料控制模块，用于获取所述床温数据，当判断出所述床温小于第三阈值时，通过减小与湿污泥仓相连的螺杆泵的运行频率减少湿污泥的入料量；

第四湿污泥入料控制模块，用于获取所述乏气温度数据，当判断出当所述乏气温度小于第四阈值时，通过减小与湿污泥仓相连的螺杆泵的运行频率减少湿污泥的入料量。

图2为本实用新型实施例中自动控制污泥掺烧系统的优选结构图。如图2所示，自动控制污泥掺烧系统包括上位机110、主站120、从站130、锅炉模块140和污泥干燥模块150。其中锅炉模块140包括罗茨风机151、来料阀152和锅炉153；污泥干燥模块150包括湿污泥仓161、螺杆泵162、干燥机163、螺风分离器164、引风机165、回风电动阀166、进风电动阀167、螺旋输送机168、破碎机169和闭风器170。

污泥掺烧过程是在原电厂锅炉模块的基础上，添加了污泥干燥模块后实现的，湿污泥经干燥后还是会携带少量水分，将干燥后的污泥引入锅炉中，存在着降低锅炉内压强、增加锅炉机组负荷和降低锅炉内温度的问题。因此，实时监控锅炉模块中的各实时数据，并以此为依据，对湿污泥的入料量进行控制，有利于避免污泥掺烧对锅炉模块的不良影响。本实用新型实施例主要采集锅炉模块中的入煤量和干污泥的入料量、烟气温度、床温和乏气温度对应的数据，并将所述数据传输给主站，进而上传至上位机，并最终由主站基于这些数据对污泥干燥模块的湿污泥入料量进行调整。优选的，所述数据按照运行参数的重要程度分成等级，按不同周期进行检查和监视。以下分别对基于上述各数据调整湿污泥入料量的过程进行解释。

通过多次试验得出的结论可知，锅炉模块中干污泥与煤掺烧比例小于2％时，污泥掺烧对锅炉炉膛及温度的影响最低，因此本实用新型实施例中的从站分别采集锅炉入煤量和干污泥入料量数据，上传至主站，主站基于该数据对干污泥与煤掺烧比例进行计算，在判断出计算结果大于或等于2％，则产生减小污泥干燥系统中螺杆泵运行频率的指令，并按指令要求控制螺杆泵降低运行频率，进而减少湿污泥的入料量，间接减少干污泥的入料量，起到降低干污泥与煤掺烧比例的作用。

湿污泥干燥需要热量，本实用新型实施例选用锅炉排出的烟气作为所述热量，避免了引入外部热源增加系统复杂度和能源浪费的问题。优选的，引出烟气的方法是直接在锅炉烟气排气通道上开口，在开口处连接烟气输运通道，并在所述烟气输运通道靠近锅炉烟气出口端安装进风电动阀，以控制烟气是否进入污泥干燥模块。通道的另一端连接干燥机。湿污泥在螺杆泵的作用下，经湿污泥仓进入干燥机，干燥机主轴不断将湿污泥向上扬起，与流经的烟气充分接触，从而得到干燥。

由于湿污泥本身带有污染气体，为保障安全，湿污泥仓可燃气体浓度值大于0.15％时，开启泥仓排风阀。此外，从干燥机出来的烟气不仅热量下降，还带有污染气体，所以将流经干燥机的烟气叫做乏气。乏气直接排放会造成污染，将乏气引回到锅炉中，一方面可以减少污染，另一方面减少了能源的浪费。

乏气和经过干燥的污泥一起从干燥机中输出至螺风分离器中，螺风分离器顶部和底部分别设置有引风机和螺旋输送机，质量轻的乏气在引风机的作用下从螺风分离器的顶部输出，经设置在靠近锅炉端的回风电动阀进入锅炉。质量重的干污泥从螺风分离器的下部，经破碎机和闭风器进入锅炉模块中的干污泥入料通道，在罗茨风机的作用下经锅炉的来料阀进入锅炉炉膛。

其中，锅炉排出的烟气过低时，不仅不能够为污泥干燥提供充足的热量，还会增加乏气中的污染气体；乏气温度过低时，直接引回锅炉会使锅炉的压强和温度受到影响。考虑到上述两方面的原因，本实用新型实施例通过从站采集烟气的温度或/和乏气的温度数据，上传给主站，主站接收所述数据，并判断烟气温度和第一阈值或/和乏气温度与第四阈值的大小关系，判断结果为烟气温度小于第一阈值和/或乏气温度小于第四阈值时，则产生减小污泥干燥系统中螺杆泵运行频率的指令，并按指令要求控制螺杆泵降低运行频率，进而减少湿污泥的入料量，间接减少与烟气作用的湿污泥量，起到提高湿污泥干燥度和提高乏气温度的作用。

优选的，第一阈值设置为270℃，烟气温度小于270℃时，湿污泥的入料量减少规律为：烟气温度每降低10℃减少湿污泥入料量的10％。且由于烟气温度小于200℃时，易出现锅炉负荷过大的情况，所以第二阈值设置为200℃，烟气温度小于200℃时，关闭污泥干燥模块，相关设备的关闭顺序为：污泥干燥机的主轴停止、引风机、回风阀、闭风器、破碎机、螺旋输送机和罗茨风机。进一步的，第四阈值设置为110℃。

床温过低时，锅炉中的二恶英不能完全燃烧，直接排放到空气中会造成污染，且由于其带有毒性，会对人体的健康造成危害。本实用新型实施例通过从站采集锅炉床温数据，并将所述数据上传给主站，主站基于该数据判断出床温小于第三阈值时，则产生减小污泥干燥系统中螺杆泵运行频率的指令，优选的，第三阈值设置为850℃，并按指令要求控制污泥掺烧系统停车，设备停车顺序为：螺杆泵、干燥机、引风机和回风电动阀、闭风机、破碎机、螺旋输送机，最后关闭罗茨风机。优选的，污泥掺烧系统的设备开启顺序为：来料阀、罗茨风机、闭风器、破碎机、螺旋输送机、引风机、回风电动阀、干燥机，最后启动螺杆泵。

上述主站控制污泥干燥模块的过程还可以是，主站接收各实时数据后，将数据上传至上位机，由上位机对数据进行处理并发送控制指令，通过主站实现对污泥干燥模块的控制。

示例性的，所述锅炉模块包括两台锅炉，分别连接第一从站和第二从站，两个从站均与主站连接。

所述锅炉模块中可包括多台锅炉，每台锅炉对应一个从站，优选的，锅炉模块包括两台锅炉，如图3所示，与第一锅炉各实时数据测试仪表181连接的第一从站131和与第二锅炉各实时数据测试仪表182连接的第二从站132均连接至主站120，在进行污泥掺烧时，可通过与锅炉连接的干污泥来料阀选择两台锅炉中的一台进行掺烧。

示例性的，采用分布式控制系统(DistributedControlSystem，DCS)，所述主站设置在污泥干燥模块车间中，通过光纤与从站连接；主站和上位机使用光纤通过以太网实现连接。

自动控制污泥掺烧系统中包括锅炉模块和污泥干燥模块上各实时数据的测试仪表、从站、主站和上位机，为便于管理，优选的，控制系统采用DCS系统。

锅炉模块和从站设置在第一车间中，污泥干燥模块和主站设置在第二车间中。示例性的，第一车间与第二车间相隔较远时，硬件设计上，控制系统采用西门子S7系列产品，基于过程现场总线(ProcessFieldBus，Profibus)技术，采用分布式布置。主站与从站间使用光纤连接，以避免出现延时和数据传输不稳定的现象。进一步的，主站与上位机相距较远时，主站和上位机使用光纤通过以太网实现连接。

示例性的，还包括报警系统，与湿污泥仓相连，用于判断出湿泥污仓料位计低位时，报警并且通知送料；还与锅炉模块和污泥干燥模块相连，用于在监测到模块故障时进行报警。

自动控制污泥掺烧系统不能正常工作时需要提示作业人员，因此设计了报警系统。报警分为两种情况，一种是湿污泥仓中湿污泥的量低于设置的最小值时报警，提示作业人员送料；另外一种情况是设备发生故障时警报，所述设备包括污泥掺烧系统中的所有设备。

具体的，因设备故障发出警报后，需对存在的故障进行排除或关闭系统，具体过程包括：

干污泥输送管路出现故障的情况下。排除故障过程：当管路堵塞压力显示为60KPa时，手动启动压缩空气助吹阀门，压力达到40KPa时，清扫完成，关闭助吹阀门。此时系统中设备的关闭顺序为：螺杆泵、螺旋输送机、破碎机、闭风器、来料阀，最后关闭罗茨风机。

罗茨风机故障的情况下。此时系统关闭，设备的关闭顺序为：螺杆泵、螺旋输送机、破碎机、闭风器、来料阀，最后关闭罗茨风机。

闭风器故障的情况下。此时系统关闭，设备的关闭顺序为：螺杆泵、螺旋输送机，最后关闭破碎机。

破碎机故障的情况下。此时系统关闭，设备的关闭顺序为：关闭螺杆泵，再关闭螺旋输送机。

螺旋输送机故障的情况下。直接关闭螺杆泵。

引风机故障的情况下。此时系统关闭，设备的关闭顺序为：关闭螺杆泵，再关闭回风电动阀。

湿污泥仓料位计显示空仓的情况下。关闭螺杆泵。

本实施例提供的自动控制污泥掺烧系统，实现了对锅炉模块实时数据的采集，并以该实时数据为依据，通过主站和上位机两地控制污泥干燥系统的入料量，有效提高整个污泥掺烧系统的自动化程度，并保证了污泥掺烧系统的稳定运行。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种自动控制污泥掺烧系统，其特征在于，包括：上位机、主站、从站、污泥干燥模块和锅炉模块；

所述从站连接锅炉模块，用于采集锅炉模块的实时数据；

所述主站连接从站、污泥干燥模块和上位机，用于接收锅炉模块和污泥干燥模块的实时数据，并上传到上位机，还用于根据所述实时数据对污泥干燥模块进行控制；

所述上位机连接主站，用于接收主站上传的数据，并通过主站实现对污泥干燥模块的控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述从站包括：

入煤量采集单元，与所述锅炉模块中煤的入料口相连，用于采集锅炉入煤量数据；

入泥量采集单元，与所述锅炉模块的干污泥入料口相连，用于采集干污泥入料量数据；

烟温采集单元，与所述锅炉模块的烟气出口相连，用于采集锅炉排出烟气的烟气温度数据；

床温采集单元，与所述锅炉模块中锅炉的炉腔相连，用于采集锅炉的床温数据；

乏汽温度采集单元，与所述锅炉模块的乏气入口相连，用于采集乏气的温度数据；

所述主站，与所述污泥干燥模块中湿污泥仓的入口相连，用于采集湿污泥的入料量数据，并对所述湿污泥的入料量进行控制。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主站包括下述至少一个模块：

第一湿污泥入料控制模块，用于获取所述入煤量数据和所述干污泥入料量数据，并计算出干污泥和煤的入料量比例，当所述比例大于或等于2％时，通过减小与湿污泥仓相连的螺杆泵的运行频率减少湿污泥的入料量；

第二湿污泥入料控制模块，用于获取所述烟气温度数据和湿污泥的入料量，当所述烟气温度低于第一阈值时，通过减小与湿污泥仓相连的螺杆泵的运行频率减少湿污泥的入料量，并通过实时监测烟气温度和湿污泥的入料量，实现烟气温度每降低10℃减少湿污泥入料量的10％；当所述烟气温度低于第二阈值时，控制污泥干燥机的主轴停止运行，并依次关闭所述污泥干燥模块的引风机、回风阀、闭风器、破碎机、螺旋输送机和罗茨风机，从而关闭污泥干燥模块；

第三湿污泥入料控制模块，用于获取所述床温数据，当判断出所述床温小于第三阈值时，控制污泥干燥系统停车；

第四湿污泥入料控制模块，用于获取所述乏气温度数据，当判断出当所述乏气温度小于第四阈值时，通过减小与湿污泥仓相连的螺杆泵的运行频率减少湿污泥的入料量。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述锅炉模块包括两台锅炉，分别连接第一从站和第二从站，两个从站均与主站连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，采用分布式控制系统DCS，所述主站设置在污泥干燥模块车间中，通过光纤与从站连接；主站和上位机使用光纤通过以太网实现连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括报警系统，与湿污泥仓相连，用于判断出湿泥污仓料位计低位时，报警并且通知送料；还与锅炉模块和污泥干燥模块相连，用于在监测到模块故障时进行报警。