当前位置：环保信息网 > 环境污染治理 > 固体污染治理 > 生活垃圾 > 沼气工程的自动化应用

沼气工程的自动化应用

来源: 中国环保信息网切记！信息来至互联网，仅供参考2010-04-16 访问：次

摘要:本文以北京市昌平区东新城沼气集中供气工程为例，该工程利用三菱plc可编程控制系统对沼气工程的进料系统、发酵系统、沼气净化系统和沼气存储系统等实施监测与控制，提高了沼气工程的管理水平，降低了工人的劳动量，降低了运行成本。

关键词:沼气;集中供气;plc

1 沼气工程的控制系统

目前，国内大多数沼气集中供气工程都是采用继电器逻辑控制，这类系统方式单一，自动化程度较低，只能处理一些开关量问题，无法处理系统的模拟量，并且电气线路复杂，可靠性不高，不便维修。同时由于一些较重要的数据不能适时记录和统计，继而使得沼气工程的运行不能方便快捷，并易造成劳动力、原料等资源的浪费。另外，由于沼气站运行过程中的工艺参数（如：调料池内物料的温度、usr反应器内的温度、沼气净化室内沼气的流量等）不能在线显示，为了比较精确地控制运行条件，需要操作人员进行现场监测，因此，增加了劳动强度，并且不便管理。

北京市昌平区东新城沼气集中供气工程利用三菱plc（programmable logical controller）可编程控制系统对沼气工程的进料系统、发酵系统、沼气净化系统和沼气存储系统等实施监测与控制，降低了工人的劳动量，减少了运行成本，提高了沼气工程的管理水平。

2 沼气集中供气工程实例

东新城沼气工程以猪粪为原料，采用厌氧发酵工艺生产沼气，日产沼气400m3，同时供400户居民炊用，沼渣、沼液用作有机肥还田。该工程以沼气为纽带，通过“废水—沼气—有机肥”模式，将养殖业、种植业和可再生能源开发结合起来，形成了一个良好的产业链。该工程采用三菱可编程控制设计，实现了沼气工程系统的自动控制，并且实现了整个系统的优化控制。沼气生产工艺控制流程见下图：

工艺控制流程图

3 自动化控制单元和被控工程设备

自控系统采用“集中监测、控制”的设计原则，结合工艺需求和自控产品选择遵循的原则，使用力控组态软件作为上位监控软件、三菱plc作为控制系统。其控制要求为：

（1）温度控制：厌氧发酵需要在特定的温度下进行，所以需要保持usr反应器的温度（35℃）恒定。

（2）报警功能：系统具有故障报警功能（水泵、空压机等的启、停故障）和超限报警（调料池内高、低液位、高压贮气柜的压力报警和usr反应器内的温度报警）。

三菱plc控制系统可根据沼气发酵工艺的要求，对工艺的各参数进行采集并加以顺序或逻辑控制。根据沼气工艺的特点和需要，plc控制的单元包含预处理单元、厌氧发酵单元、沼气净化单元和沼气存储单元。为便于对重点工艺环节进行现场观测和操作控制，系统还设置了终端显示操作器。另外，系统还设置了手动操作功能，并配有硬手动/自动切换，以便在开车和设备检修期间，能对工艺设备进行现场硬手动操作。

3.1 自动化控制单元

（1）预处理单元

定量的粪污和水加入调料池中，液位达到高位；然后开启搅拌机，同时打开锅炉房内蒸汽管道的阀门，当调料池内的温度达到33℃时开启提升泵（开启提升泵的条件是：温度和液位同时满足上述要求），将搅拌好的并且温度达到33℃的物料提升到usr厌氧反应器里，当液位达到低位时，提升泵停止运转，搅拌机停止搅拌。

（2）usr厌氧发酵单元

物料在usr内进行厌氧发酵，温度显示仪（2个）显示其温度，当usr的温度低于35℃时，报警器开始报警。

（3）沼气净化单元

当缓冲罐接触到高位行程开关时，压缩机启动；当缓冲罐接触到低位行程开关时，压缩机停止运转。沼气净化室内安装有甲烷泄露报警仪，空压机房内安装有甲烷泄露报警仪，报警信号均可传送到控制室进行报警；流量同时进行显示。

（4）沼气存贮单元

高压贮气罐需要安装压力显示。高压贮气柜的压力范围为0～0.8mpa。

3.2 被控工程设备

（1）调料池进料泵：1台，380v/3kw；手动方式：手动控制泵的起停；自动方式：自动控制泵的起停；要求：由plc根据液位自动控制泵的起停。

（2）调料池搅拌机：1台，380v/2.2kw；手动方式：手动控制搅拌机的起停；自动方式：自动控制搅拌机的起停；要求：由plc根据液位自动控制搅拌机的起停。